德國耐馳動態熱機械分析儀DMA242E

樹脂基復合材料的固化工藝設計中，首要的就是溫度程序。那么，假設我們面對一種全新的樹脂體系，如何設計出適當的固化溫度程序？將以此為線索，將多種的熱分析方法結合起來，如何從零開始設計并優化固化溫度程序？大致的技術線路包括：測量材料固化行為，初步建立固化溫度程序，固化過程的建模與模擬，最后根據實際產品的固化情況調整并優化固化工藝。

動態熱機械分析儀（DMA）是一種用于測定材料粘彈性質的的工具。
DMA 242 E Artemis 動態熱機械分析儀配備易于使用的 Proteus 測量與分析軟件，能夠快速方便地表征材料的動態熱機械性能與頻率、溫度、時間的關系。

DMA 242 E Artemis 為模塊化設計，可以配備冷卻系統，種類豐富的樣品支架，還有更多的擴展配件可選，這使得它可以適應非常寬廣的應用范圍，成為材料研究人員的理想選擇。

下掛式裝樣設計

裝樣操作方便，易于更換不同種類的支架。

測量氣氛可控（惰性/氧化性氣氛）

可根據需要建立反應環境。

多種多樣的冷卻選項

三種可選的冷卻方式：液氮系統可線性冷卻至 -170°C；機械制冷可冷卻到 -70°C；帶 vortex管的壓縮空氣冷卻系統能夠冷卻到 0°C。

擴展配件

• 浸入式容器，用于將樣品浸入到某種液體介質中進行測量。

• 與介電固化分析儀DEA 288 Ionic聯用，可同步測量材料的粘彈性質與介電性質變化。

 典型的應用如：對樹脂的固化過程進行跟蹤測試。

• 外接紫外光源，測量光固化樣品的固化過程或材料的老化過程。

• 外接濕度發生器，測量濕度對材料的動態熱機械性質的影響。

最大力范圍24N

適合于非常堅硬樣品的測量。若將量程限定在 8N 范圍內，則分辨率將進一步提高。

20mm行程的步進電機

能夠精確測量出樣品在 DMA測試過程中的長度變化。這對DMA 242 E Artemis 支持的各類

測試（如蠕變、松弛、TMA 模式等）非常重要。

可選配超過30種不同的樣品支架

為不同樣品的測試提供最佳解決方法。

業界的多功能DMA

動態熱機械分析是在可控的溫度、頻率程序下，測量材料的粘彈性質的變化。在各類材料中，以聚合物的粘彈性質表現最為典型。

在測試過程中，對樣品施加一個正弦波形的作用力（應力δ），由此樣品產生正弦波形的形變（應變 ε）。包括聚合物在內的眾多材料在這種作用力方式下會表現出粘彈行為，即同時

表現彈性特性（例如，理想彈簧）與粘性特性（例如，理想粘壺）。這一粘彈行為將導致應力與應變曲線產生一定的位錯，該位錯即為相位差 δ。

通過傅立葉變換，可將應變信號 ε 拆分為與應力信號同相位的實部，以及相差 90° 相位角的虛部。由此可計算得到儲能模量 E'（與應力波形同相位，代表振蕩能量的可逆的儲存與釋放），以及損耗模量 E"（與應力波形相差 90° 相位角，代表振蕩能量的不可逆的損耗）。

測量原理

損耗模量與儲能模量的比值，稱損耗因子tanδ（tanδ=E"/E'）。通常，儲能模量 E' 與材料的剛性相關，而損耗模量 E" 與振蕩能量轉換為熱量的部分相關。tanδ 則為機械阻尼的表征 , 與粘彈性體系的內部摩擦有關。

數據結果

DMA復數變量 實部 虛部

復數模量 E* 儲能模量 E' 損耗模量 E''

剪切模量 G* 儲能剪切模量 G' 損耗剪切模量 G''

柔量 D* D' D''

振幅 A* A' A''

力值* F' F''

彈性常數 c* c' c''

常規變量

靜態長度變化 dL

偏移量 Offset

靜態樣品力 Fstat

損耗因子 tanδ

德國耐馳動態熱機械分析儀DMA242E

動態熱機械測試 —— 應用于聚合物的研發與質量控制

R&D

DMA 方法是一種非常靈敏的工具，可幫助使用者獲取聚合物與復合材料機械

特性的重要數據，因此廣泛應用于眾多工業領域（例如汽車工業）的產品研發

過程中。

質量控制

對于塑膠產品的相互比較（如與標準物，或與競爭公司的產品作比較），α 與 β相轉變溫度是十分重要的基礎數據。我們的 DMA 專家可以幫助您，為特定的應用領域尋找合適的測量方法。

DMA 測量信息

• 與材料的剛性與阻尼特性相關的數據（一系列條件下的模量、損耗因子等數據）

• 與高分子混合物的組分與結構有關的數據（相容性）

• 高交聯度/無定形/半結晶聚合物與復合材料的玻璃化轉變溫度

• 固化/后固化

• 老化

• 蠕變與松弛

• 應力與應變掃描

• 多頻率測試

• 使用時溫疊加功能（TTS）預測材料行為

• 浸入式測試

技術參數

DMA 242 E Artemis

溫度范圍 -170°C ... 600°C（不同冷卻系統）

溫度精度 ± 0.2°C

升溫速率 0.01 ... 20°C/min

頻率范圍 0.01 ... 100 Hz

最大力范圍 24 N（分辨率：動態力0.001 N，靜態力0.002 N）

高分辨率力范圍 8 N（分辨率：動態力0.0003 N，靜態力0.0006 N）

應變振幅 最大± 240 μm

振幅分辨率 0.5 nm（技術 DE 4309530C2）

形變范圍 最大 20 mm

模量范圍 10-3 ... 106 MPa

阻尼范圍（tanδ） 0.005 ... 100

tanδ分辨率 0.00005

可選冷卻設備

· 液氮制冷：-170°C ... 600°C

· 帶vortex管的壓縮空氣冷卻系統：0°C ... 600°C

· AIC 80機械制冷：-70°C ... 600°C； AIC 80啟動 < 300°C

形變模式

· 三點彎曲

· 單/雙懸臂

· 剪切

· 拉伸

· 壓縮/針入

特殊測量模式

· Iso-strain

· TMA模式

· 蠕變/松弛

· 應力/應變掃描模式

樣品形狀

取決于具體的形變模式（例如三點彎曲，最大的樣品尺寸為：長60mm，寬12mm，厚5mm）

可選附件

· 浸入式樣品容器（支持各種模式，溫度范圍僅取決于溶劑）

· 濕度發生器

· 紫外光源

· 固化監測儀（DEA）