日本UBM動態粘彈性測定技術

發布時間：2021-03-24　點擊量：2561

日本UBM動態粘彈性測定技術

概述

與在上一節（2.蠕變和應力松弛）中施加恒定應力或恒定應變的靜態測量（圖1）相反，動態粘彈性測量是一個正弦波，其中應力施加到聚合物物體和物體上。對應于它的應變是正弦的。
圖2示出了動態粘彈性測量的狀態。存在應力和應變相位（正弦波），并且可以從兩者的波形峰值與時間軸上的相位差（應變延遲）之間的關系來測量對象的粘性和彈性元素。
另一方面，在靜態測量中，可以獲得延遲時間和松弛時間等粘度與彈性模量的比率，而無法獲得各個值。這是靜態和動態測量之間的主要區別。通過改變給予物體的正弦波的頻率和溫度，物體響應依賴于它們的趨勢就表現為彈性模量的連續變化。依賴趨勢的差異與對象的內部結構密切相關，并且可以從測量數據中闡明基于對象的分子結構的材料特性。

測量原理（當樣品為薄膜形式時）

通過施加載荷使樣品的兩端保持繃緊狀態，以免松動。
在這種狀態下，當驅動通過軸連接到樣品的激勵器時，動態應力就會施加到樣品上。
通過驅動激勵器將動態應力作為刺激施加到樣品上，并且作為響應，在樣品中產生動態應變。
當動態應力和動態應變轉換成來自每個檢測器并輸出的電信號時，兩個波形（相位）在時間軸上對齊。（圖2）
波形的應力峰值與應變峰值之比稱為動態復彈性模量E *（Pa）。
如圖4所示，動態復彈性模量E *對應于向量直角三角形的斜邊，并且將相鄰側和相對側分別稱為存儲彈性模量E'和損耗彈性模量E'。
斜邊與相鄰邊之間的窄角δ是應力波形與應變波形之間的相位差。

物質狀態和相差

從圖4中的關系可以看出，相位差δ出現在0到1 /4π（90°）的范圍內，當接近0°時E''極小，而E'為當接近90°時，彈性模量極小，彈性模量E'是物質受到外力進入物質時所產生的能量的組成部分，損耗彈性模量是物質從物質中逸出的部分。 E'越大，物質越牢固，反之，E'越大，液體越多，但是，由于上述張力不能測量液體，因此選擇剪切方式進行測量。剪切，選擇三種類型，剪切模量G * G'G“對應于拉伸模量E * E'E”表示固體是彈性體，液體是粘性體，并且其E'和“ E”相對彼此是粘彈性的。E” / E'=tanδ取決于損耗彈性模量E”，稱為損耗角正切。