Thermomechanische Prüfung an Polymeren im Labor
Sie möchten thermomechanische Prüfungen an Ihren Polymeren durchführen
Was ist eine thermomechanische Analyse?
Die thermomechanische Analyse oder TMA ist eine Technik der thermischen Analyse, mit der die physikalischen oder chemischen Eigenschaften eines Materials in Abhängigkeit von Temperatur, Zeit und Atmosphäre gemessen werden.
Diese Methode misst die Dimensionsänderungen von Materialien in Abhängigkeit von der Temperatur. Sie ermöglicht außerdem die Bestimmung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten, der Glasübergangstemperatur oder auch des Kriechverhaltens.
An welchen Materialien werden thermomechanische Prüfungen durchgeführt?
Die thermomechanische Analyse (TMA) wird an verschiedenen Materialien durchgeführt, insbesondere an Polymeren, Verbundwerkstoffen, Metallen, Legierungen, Keramiken oder auch Glas …
Diese Prüfungen ermöglichen die Messung von Eigenschaften in verschiedenen Anwendungsbereichen wie der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der Elektronik, medizinischen Geräten und Baustoffen. Durch die Bereitstellung von Daten zur Materialcharakterisierung hilft die TMA, die Auswahl und den Einsatz von Materialien unter spezifischen Bedingungen zu optimieren.
Das Labor FILAB unterstützt Sie bei der Durchführung Ihrer thermomechanischen Prüfungen an Ihren Polymeren
Die Norm ISO 75 für Kunststoffe
Die Norm ISO 75 beschreibt eine allgemeine Prüfmethodik zur Bestimmung der Wärmeformbeständigkeit von Kunststoffen durch VICAT-/HDT-Prüfungen
Unsere FAQ
Die thermomechanische Ermüdung bezeichnet die fortschreitende Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften eines Materials unter dem kombinierten Einfluss mechanischer Spannungen und thermischer Zyklen. Heiz- und Kühlzyklen führen zu aufeinanderfolgenden Ausdehnungen und Kontraktionen, wodurch innere thermische Spannungen entstehen. Gleichzeitig erzeugen wiederholte mechanische Belastungen wie Zug oder Biegung Mikrorisse und lokale plastische Verformungen.
Das Zusammenspiel dieser thermischen und mechanischen Spannungen beschleunigt das Entstehen und die Ausbreitung von Rissen und verringert nach und nach die Festigkeit des Materials. Schließlich kann das Material nach vielen Zyklen einen Punkt des Versagens erreichen.
Die dynamische thermomechanische Analyse (DMA) ist eine Materialcharakterisierungstechnik, die die mechanischen Eigenschaften von Materialien als Reaktion auf oszillierende Verformungen misst, während die Temperatur kontrolliert wird. Sie ermöglicht die Bewertung des viskoelastischen Verhaltens von Materialien, also ihrer Fähigkeit, sich unter verschiedenen Bedingungen sowohl wie elastische Festkörper als auch wie viskose Flüssigkeiten zu verhalten.
Die DMA-Analyse misst die viskoelastischen Eigenschaften von Materialien unter oszillierenden Verformungen und Temperaturänderungen und bewertet das elastische und viskose Verhalten. Sie wird verwendet, um Phasenübergänge und dynamische mechanische Eigenschaften zu untersuchen.
Im Gegensatz dazu misst die Dilatometrie die dimensionsbezogenen Veränderungen eines Materials in Abhängigkeit von der Temperatur und liefert Informationen über den thermischen Ausdehnungskoeffizienten und die Dimensionsstabilität.
Somit konzentriert sich die DMA auf die dynamischen mechanischen Eigenschaften, während sich die Dilatometrie auf die temperaturbedingten Dimensionsänderungen konzentriert.
Die thermomechanische Analyse (TMA) an Polymeren ermöglicht es, ihr Verhalten unter verschiedenen thermischen und mechanischen Bedingungen zu verstehen.
Thermische Ausdehnung und Dimensionsstabilität
In Branchen wie der Automobilindustrie und der Elektronik sind Polymere häufig Temperaturschwankungen ausgesetzt, die zu Dimensionsänderungen führen und Funktionsstörungen oder Ausfälle verursachen können. Die thermomechanische Analyse ermöglicht die Messung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Polymeren.
Phasenübergänge und Glasübergangstemperatur (Tg)
Die Glasübergangstemperatur (Tg) ermöglicht die Bestimmung der mechanischen Eigenschaften von Polymeren bei verschiedenen Temperaturen, beispielsweise in der Lebensmittelverpackungsindustrie. Die TMA ermöglicht die Bestimmung der Tg von Polymeren und stellt sicher, dass die ausgewählten Materialien nicht erweichen oder spröde werden.
Kriechverhalten
Kriechen, also die langsame Verformung unter konstanter Last, ist ein wichtiges Thema in Anwendungen wie PVC-Rohren für die Sanitärtechnik oder medizinischen Implantaten. Die thermomechanische Analyse ermöglicht die Prüfung des Kriechverhaltens von Polymeren und gewährleistet ihre Zuverlässigkeit und Haltbarkeit unter langfristigen Einsatzbedingungen.
Optimierung der Herstellungsverfahren
Herstellungsverfahren für Polymere wie das Spritzgießen umfassen Temperaturschwankungen, die Eigenspannungen verursachen und die Eigenschaften der Endprodukte beeinträchtigen können. Beispielsweise wird beim Spritzgießen von Automobilteilen die TMA eingesetzt, um die Auswirkungen thermischer Zyklen auf die Eigenschaften der Teile zu analysieren und so die Formgebungsbedingungen zu optimieren, Verformungen zu minimieren und die Produktqualität zu verbessern.
