3. Funktionsprinzip von DSC, DMA und DEA

Weitere Magazine

Empfehlungen

Info

Untersuchung der Reaktionskinetik von 11 Photopolymeren im Dentalbereich genschaften von Polymeren zu jeder Zeit als viskoelastisch zu bezeichnen, da ein rein elastisch-, bzw. plastisches Verhalten nur in der Theorie existiert. Mit Hilfe der Dyna- misch Mechanischen Analyse DMA ist es möglich diese mechanischen Eigen- schaftsänderungen online nachzuverfolgen. Um allerdings ein solch komplexes Mate- rialverhalten verstehen und messen zu können, bedarf es einer erweiterten Anschau- ung des E-Moduls 2 eines Kunststoffes. In einem Material, in dem sich zwei unter- schiedliche Werkstoffverhalten vermischen, nämlich sowohl plastisches, als auch elas- tisches Verhalten, kann auch die Steifigkeit, bzw. das E-Modul als eine Folge der Kombination dieser zwei Materialverhalten gesehen werden. D. h. das E-Modul besitzt sowohl einen elastischen Anteil, das Speichermodul E', als auch einen viskosen Anteil, der Speichermodul E'' genannt wird. E' und E'' werden zusammenfassend dargestellt als komplexes Elastizitätsmodul E* (Bild 3.7). Das Speichermodul E' stellt den Anteil der Steifigkeit dar, der dazu führt, daß die E- nergie einer mechanischen Belastung vom Werkstoff durch elastische Verformung gespeichert und anschließend wieder abgegeben werden kann. Das Verlustmodul E'' stellt den Anteil der Steifigkeit dar, der dazu führt, dass die E- nergie einer mechanischen Belastung vom Werkstoff durch plastische Verformung in Reibungswärme umgewandelt wird. Der Betrag IE*I, also die Länge des Zeigers aus Bild 3.7, ist die Größe, die z.B. in einem herkömmlichen Zugversuch ermittelt wird und gemeinhin als E-Modul bezeichnet wird. Re E'' δ E* E' Bild 3.7: Komplexe Darstellungsweise des E-Moduls E* = E' + i E'' (komplexes E-Modul) IE*I (Betrag: Herkömmlich gemessenes E-Modul, z.B. durch Zugversuch) tan δ (Verlustfaktor) 2 E-Modul: Elastizitätsmodul [Mpa oder N/mm²], Maß für die Steifigkeit eines Werkstoffes Im
Untersuchung der Reaktionskinetik von 12 Photopolymeren im Dentalbereich Der Verlustfaktor tan δ beziffert das Verhältnis zwischen elastischem und plastischem Materialverhalten. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von einer Pha- senverschiebung, welche sich aus dem Winkel δ ergibt und sich zwischen 0-90° be- läuft. Hierauf wird allerdings erst in Abschnitt 3.2.2 genauer eingegangen. Grundsätz- lich gilt aber bei rein plastischem Verhalten: E* = E'', E' = 0 und δ = 90 °. Bei rein elastischem Verhalten ist E* = E', E'' = 0 und δ = 0 °. Insgesamt ist diese komplexe Darstellung der Steifigkeit in der Lage das viskoelasti- sche Materialverhalten eines Kunststoffes ganzheitlich zu beschreiben. Einflüsse durch Temperatur und Belastungsgeschwindigkeit auf das Werkstoffverhalten können somit über die bloße Feststellung des Betrags der Steifigkeit hinaus noch Aussagen über die Veränderung der Viskoelastizität treffen. 3.2.2 Messprinzip [10] Grundsätzlich werden bei der DMA Probenkörper unterschiedlicher Geometrien einer schwingenden Belastung (Erregersignal) ausgesetzt und das sich darauf einstellende Materialverhalten (Antwortsignal) erfasst. Zwei Messmethoden werden dabei unter- schieden, die kraft- und dehnungsgesteuerte Messung Bei der kraftgesteuerten Messung wird eine zyklisch angreifende Kraft vorgegeben, aus der sich ebenso die Belas- tungsspannung ergibt. Als Folge der Belastung gibt der Proben- körper nach und verformt sich ebenfalls zyklisch. Hieraus wird die Dehnung bestimmt. Bei der dehnungsgesteuerten Messung verfährt man genau umgekehrt. Die Probe wird um einen definierten Betrag verformt und es baut sich eine Spannung auf. Diese leitet sich von der gemessenen Lagerkraft unter Berücksichtigung der Probenge- ometrie ab. Spannung σ / Dehnung ε Phasenverschiebung ∆t = = δ δ / ω (zeitlich) σ 0 ε0 Periodendauer T = 2π / ω Zeit Bild 3.8: Schematische Darstellung der Signale eines kraftgesteuerten Schwingversuchs: σ0: max. Spannungsbelastung, ε0: max. resultierende Dehnung, δ: Phasenverschiebungswinkel
Seite 1 und 2: 3. Funktionsprinzip von DSC, DMA un
Seite 3 und 4: Untersuchung der Reaktionskinetik v
Seite 5: Untersuchung der Reaktionskinetik v
Seite 11 und 12: 3.2.5 Typische Probengeometrien und
Seite 15 und 16: 3.3.3 Darstellung der Messergebniss
Seite 17 und 18: Quellenverzeichnis Untersuchung der
Seite 19: Untersuchung der Reaktionskinetik v

3. Funktionsprinzip von DSC, DMA und DEA

Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.

Template löschen?

Als Template speichern?