ASTM E1640-23 PDF

Полное наименование и описание

Standard Test Method for Assignment of the Glass Transition Temperature By Dynamic Mechanical Analysis — методический стандарт ASTM, определяющий процедуру присвоения температуры стеклования (Tg) методом динамического механического анализа (DMA). Стандарт описывает размещение образца в механическом колебании и регистрацию изменения вязкоупругого отклика материала (модули хранения и потерь, tan δ) в зависимости от температуры для выделения области перехода и определения Tg методом экстраполяции начала падения модуля хранения.

Аннотация

Метод предназначен для локализации области стеклования и присвоения температуры стеклования аморфных и частично кристаллических полимерных материалов с использованием приборов динамического механического анализа. Приводятся требования к диапазонам температур, диапазону упругого модуля и общая методика измерения в зависимости от частоты и геометрии образца.

Общая информация

• Статус: Публикация / действующий стандарт.
• Дата публикации: 1 августа 2023 г. (E1640‑23).
• Организация-издатель: ASTM International (комитет E37 — Thermal Measurements).
• ICS / категории: 81.040.10 (сырьё и исходное стекло / материалы и испытания полимеров).
• Редакция / версия: E1640‑23 (текущая редакция, утверждена и опубликована в 2023 г.).
• Количество страниц: Около 7 страниц (короткий методический стандарт).

Область применения

Стандарт применим к термопластичным и термореактивным полимерам, а также к частично кристаллическим материалам, которые термически устойчивы в области стеклования. Метод рассчитан на материалы с упругим модулем примерно от 0,5 МПа до 100 ГПа и температурный диапазон, зависящий от используемого прибора (минимальный охватываемый предел — порядка −150 °C для охвата широкого спектра материалов). Стандарт ориентирован на определение Tg методом анализа изменений storage modulus, loss modulus и tan δ при нагреве (или охлаждении) и контролируемой частоте механического возбуждения.

Ключевые темы и требования

• Принцип метода: измерение изменения вязкоупругих свойств (модуль хранения, модуль потерь, tan δ) образца под механическим колебанием в зависимости от температуры.
• Критерий присвоения Tg: экстраполированное начало снижения модуля хранения (или альтернативные критерии, описанные в стандарте) для локализации перехода от стекловидного к резиновому состоянию.
• Требования к образцам: определённая геометрия и размеры, обеспечивающие корректное механическое возбуждение и измерение в выбранной конфигурации (сдвиг, изгиб, кручение и т. п.).
• Инструментальные параметры: диапазон частот, скорость нагрева/охлаждения, температурный контроль и способы обработки данных (включая автоматизированные системы анализа).
• Область применимости по модулю и температуре; указания по безопасности и проверке корректности измерений (включая рекомендации по использованию эквивалентных автоматизированных процедур и оценке точности и воспроизводимости).

Для ключевых методических положений, определения критериев Tg и практических ограничений см. текст стандарта.

Применение и пользователи

Стандарт широко используется в лабораториях контроля качества и НИОКР в полимерной, композитной и материаловедческой промышленности, для сертификации материалов, при разработке новых полимерных композиций, а также в научных исследованиях физико‑механических и термальных свойств материалов. Полезен для производителей пластмасс, поставщиков сырья, испытательных лабораторий и проектных групп, которым необходимо объективно определить Tg для проектирования и оценки рабочих температур материалов.

Связанные стандарты

В тексте стандарта ссылаются на другие методики и терминологии, в том числе на соответствующие руководящие документы и терминосправочники (например, Terminologies D4092 и E1142), а также связанные стандарты по термальному анализу и калибровке приборов (в документе могут упоминаться стандарты и руководства по цифровым контактным термометрам и оценке запаздывания тепла в приборах термического анализа).

Ключевые слова

температура стеклования; Tg; динамический механический анализ; DMA; модуль хранения; storage modulus; модуль потерь; loss modulus; tan δ; вязкоупругость; полимеры; испытания материалов.

FAQ

В: Что это за стандарт?

О: Методический стандарт ASTM E1640‑23 описывает процедуру присвоения температуры стеклования материалов на основе данных динамического механического анализа (DMA), включая критерии и методы обработки сигналов для выделения Tg.

В: Что он регулирует?

О: Стандарт регламентирует методику подготовки образцов, условия проведения измерений (частоты, нагрев/охлаждение, диапазоны температур), критерии присвоения Tg (включая экстраполяцию начала снижения модуля хранения) и общие требования к обработке данных и документации результатов.

В: Кто обычно использует?

О: Производители полимеров и композитов, испытательные и калибровочные лаборатории, исследовательские группы в университетах и промышленных НИОКР, службы контроля качества и сертификации материалов.

В: Он актуален или заменён?

О: Текущая редакция — E1640‑23, утверждена и опубликована в 2023 году; она обновила предыдущую редакцию E1640‑18. Документ на момент публикации считается действующим.

В: Это часть серии?

О: Да — стандарт входит в область работ комитета ASTM E37 по термическим измерениям и связан с другими документами по термальному анализу, методам измерений и терминологии (серия стандартов и руководств по термальному анализу и DMA).

В: Какие ключевые слова?

О: glass transition, Tg, dynamic mechanical analysis, DMA, storage modulus, loss modulus, tan delta, viscoelasticity, polymer testing.