{"id":9335,"date":"2020-11-13T00:21:49","date_gmt":"2020-11-13T00:21:49","guid":{"rendered":"https:\/\/nanovea.com\/?p=9335"},"modified":"2025-11-11T20:16:47","modified_gmt":"2025-11-11T20:16:47","slug":"dynamisch-mechanische-analyse-frequenz-sweep-on-polymer","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/nanovea.com\/de\/dynamisch-mechanische-analyse-frequenz-sweep-on-polymer\/","title":{"rendered":"Dynamisch-mechanische Analyse (DMA) Frequenzdurchlauf bei Polymeren"},"content":{"rendered":"
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DMA-FREQUENZDURCHLAUF<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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AUF POLYMEREN MITTELS NANOINDENTATION<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Vorbereitet von<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Duanjie Li, PhD<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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EINF\u00dcHRUNG<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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BEDEUTUNG DER DYNAMISCH-MECHANISCHEN ANALYSE FREQUENZSWEEP-TEST<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Die sich \u00e4ndernde Spannungsfrequenz f\u00fchrt h\u00e4ufig zu Schwankungen des komplexen Moduls, einer kritischen mechanischen Eigenschaft von Polymeren. Beispielsweise unterliegen Reifen im Stra\u00dfenverkehr zyklisch starken Verformungen. Die Frequenz des Drucks und der Verformung \u00e4ndert sich, wenn das Auto auf h\u00f6here Geschwindigkeiten beschleunigt. Eine solche \u00c4nderung kann zu Schwankungen der viskoelastischen Eigenschaften des Reifens f\u00fchren, die wichtige Faktoren f\u00fcr die Leistung des Fahrzeugs sind. Es besteht Bedarf an einem zuverl\u00e4ssigen und wiederholbaren Test des viskoelastischen Verhaltens von Polymeren bei verschiedenen Frequenzen. Das Nano-Modul der NANOVEA Mechanischer Tester <\/a>Erzeugt eine sinusf\u00f6rmige Last durch einen hochpr\u00e4zisen Piezoaktuator und misst die Entwicklung von Kraft und Verschiebung direkt mithilfe einer hochempfindlichen W\u00e4gezelle und eines Kondensators. Die Kombination aus einfacher Einrichtung und hoher Genauigkeit macht es zu einem idealen Werkzeug f\u00fcr den Frequenzdurchlauf der dynamisch-mechanischen Analyse.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Viskoelastische Materialien weisen sowohl viskose als auch elastische Eigenschaften auf, wenn sie verformt werden. Lange Molek\u00fclketten in Polymermaterialien tragen zu ihren einzigartigen viskoelastischen Eigenschaften bei, d. h. zu einer Kombination der Eigenschaften von elastischen Festk\u00f6rpern und Newtonschen Fl\u00fcssigkeiten. Spannung, Temperatur, Frequenz und andere Faktoren spielen alle eine Rolle bei den viskoelastischen Eigenschaften. Bei der dynamisch-mechanischen Analyse, auch DMA genannt, werden das viskoelastische Verhalten und der komplexe Modul des Materials untersucht, indem eine sinusf\u00f6rmige Spannung angelegt und die Ver\u00e4nderung der Dehnung gemessen wird.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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MESSZIEL<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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In dieser Anwendung untersuchen wir die viskoelastischen Eigenschaften einer polierten Reifenprobe bei verschiedenen DMA-Frequenzen mit dem leistungsst\u00e4rksten mechanischen Tester NANOVEA PB1000 Nanoindentation<\/a> Modus.<\/em><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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NANOVEA<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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PB1000<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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TESTBEDINGUNGEN<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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FREQUENZEN (Hz):<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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0.1, 1.5, 10, 20<\/i><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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KRIECHZEIT BEI JEDER FREQ.<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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50 Sekunden<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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SCHWINGUNGSSPANNUNG<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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0.1 V<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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LADESPANNUNG<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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1 V<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Eindringk\u00f6rpertyp<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Sph\u00e4risch<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Diamant | 100 \u03bcm<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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ERGEBNISSE & DISKUSSION<\/i><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Der Frequenzsweep der Dynamisch-Mechanischen Analyse bei maximaler Belastung erm\u00f6glicht eine schnelle und einfache Messung der viskoelastischen Eigenschaften der Probe bei verschiedenen Belastungsfrequenzen in einem Versuch. Die Phasenverschiebung und die Amplituden der Last- und Verschiebungswellen bei verschiedenen Frequenzen k\u00f6nnen zur Berechnung einer Vielzahl grundlegender viskoelastischer Materialeigenschaften verwendet werden, darunter Speichermodus<\/i>, Verlust Modulus<\/i> und Tan (\u03b4)<\/i> wie in den folgenden Schaubildern zusammengefasst.\u00a0<\/p>

Die Frequenzen von 1, 5, 10 und 20 Hz in dieser Studie entsprechen Geschwindigkeiten von etwa 7, 33, 67 und 134 km pro Stunde. Wenn die Pr\u00fcffrequenz von 0,1 auf 20 Hz ansteigt, ist zu beobachten, dass sowohl der Speichermodul als auch der Verlustmodul progressiv ansteigen. Tan (\u03b4) sinkt von ~0,27 auf 0,18, wenn die Frequenz von 0,1 auf 1 Hz ansteigt, und steigt dann allm\u00e4hlich auf ~0,55, wenn die Frequenz von 20 Hz erreicht ist. Der DMA-Frequenzsweep erm\u00f6glicht die Messung der Trends von Speichermodul, Verlustmodul und Tan (\u03b4), die Informationen \u00fcber die Bewegung der Monomere und die Vernetzung sowie den Glas\u00fcbergang der Polymere liefern. Durch die Erh\u00f6hung der Temperatur mit Hilfe einer Heizplatte w\u00e4hrend des Frequenzsweeps kann ein vollst\u00e4ndigeres Bild von der Art der Molekularbewegung unter verschiedenen Testbedingungen gewonnen werden.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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ENTWICKLUNG VON LAST UND TIEFE<\/i><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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DES VOLLST\u00c4NDIGEN DMA-FREQUENZDURCHLAUFS<\/i><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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LAST & TIEFE vs. ZEIT bei unterschiedlichen Frequenzen<\/i><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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SPEICHERMODUL<\/i><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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BEI VERSCHIEDENEN FREQUENZEN<\/i><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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MODULUS VERLUST<\/i><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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BEI VERSCHIEDENEN FREQUENZEN<\/i><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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TAN (\u03b4) <\/i><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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BEI VERSCHIEDENEN FREQUENZEN<\/i><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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SCHLUSSFOLGERUNG<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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In dieser Studie haben wir die Leistungsf\u00e4higkeit des NANOVEA-Mechanik-Testers bei der Durchf\u00fchrung des Frequenzsweep-Tests der Dynamisch-Mechanischen Analyse an einer Reifenprobe demonstriert. Dieser Test misst die viskoelastischen Eigenschaften des Reifens bei verschiedenen Belastungsfrequenzen. Der Reifen zeigt einen Anstieg des Speicher- und Verlustmoduls, wenn die Belastungsfrequenz von 0,1 bis 20 Hz ansteigt. Sie liefert n\u00fctzliche Informationen \u00fcber das viskoelastische Verhalten des Reifens bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten, was f\u00fcr die Verbesserung der Leistung von Reifen f\u00fcr eine reibungslosere und sicherere Fahrt unerl\u00e4sslich ist. Der DMA-Frequenzsweep-Test kann bei verschiedenen Temperaturen durchgef\u00fchrt werden, um die realistische Arbeitsumgebung des Reifens unter verschiedenen Witterungsbedingungen zu simulieren.<\/p>

Im Nanomodul des NANOVEA Mechanik-Testers ist die Lastaufbringung mit dem schnellen Piezo unabh\u00e4ngig von der Lastmessung durch einen separaten hochempfindlichen Dehnungsmessstreifen. Dies bietet einen deutlichen Vorteil bei der dynamisch-mechanischen Analyse, da die Phase zwischen Tiefe und Last direkt aus den vom Sensor erfassten Daten gemessen wird. Die Berechnung der Phase erfolgt direkt und erfordert keine mathematische Modellierung, die den resultierenden Verlust- und Speichermodul mit Ungenauigkeiten versieht. Dies ist bei einem spulenbasierten System nicht der Fall.<\/p>

Zusammenfassend l\u00e4sst sich sagen, dass die DMA den Verlust- und Speichermodul, den komplexen Modul und Tan (\u03b4) als Funktion der Kontakttiefe, der Zeit und der Frequenz misst. Die optionale Heizstufe erm\u00f6glicht die Bestimmung der Phasen\u00fcbergangstemperatur von Materialien w\u00e4hrend der DMA. Die NANOVEA Mechanischen Pr\u00fcfger\u00e4te bieten un\u00fcbertroffene Multifunktions-Nano- und -Mikro-Module auf einer einzigen Plattform. Sowohl das Nano- als auch das Mikromodul verf\u00fcgen \u00fcber die Modi Kratz-, H\u00e4rte- und Verschlei\u00dfpr\u00fcfung und bieten damit das breiteste und benutzerfreundlichste Pr\u00fcfspektrum, das mit einem einzigen Modul m\u00f6glich ist.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Haben Sie eine \u00e4hnliche Anwendung?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\tPREISE UND DETAILS SCHNELL ERHALTEN<\/span>\n\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

DMA FREQUENCY SWEEP ON POLYMER USING NANOINDENTATION Prepared by Duanjie Li, PhD INTRODUCTION IMPORTANCE OF DYNAMIC MECHANICAL ANALYSIS FREQUENCY SWEEP TEST The changing frequency of the stress often leads to variations in the complex modulus, which is a critical mechanical property of polymers. For example, tires are subjected to cyclical high deformations when vehicles are […]<\/p>","protected":false},"author":7,"featured_media":11666,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[7,338,343,349,337],"tags":[],"class_list":["post-9335","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-application-notes","category-indentation-hardness-elastic","category-loss-storage","category-laboratory-testing","category-mechanical-testing"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/9335","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/7"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=9335"}],"version-history":[{"count":77,"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/9335\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":25213,"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/9335\/revisions\/25213"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/11666"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=9335"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=9335"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=9335"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}