폴리머 연구에 소요되는 시간을 절약하면 작업자 교육 시간 단축 및 정확하며 재현 가능한 결과 확보와 같은 이점이 있으며, 다양한 방법으로 이를 실현할 수 있습니다. 3가지 기법(유변학, TGA, DSC)에 걸쳐 폴리머 연구에 소요되는 시간을 절약할 수 있는 3가지 기회가 있습니다.

폴리머 용융 유변학은 가공처리 품질에 영향을 미칠 수 있는, 압출 및 부품 몰딩 동안의 분자 구조 지문을 파악하는 데 사용될 수 있습니다. 물질은 그 제조 공정에 따라 다양한 시간 조건 하에 다양한 온도 및 가공처리 속도를 경험할 수 있으므로, 폴리머 용융 거동을 조기에 예측하는 것이 가공처리 조건을 최적화하는 데 아주 중요합니다. 최적화 단계에는 등온 조건에서 고분자를 특정 시간 동안 유지하거나 몰드 제작 시의 유동성을 개선하기 위해 온도를 높이는 작업이 포함될 수 있습니다.

폴리머 용융 유변학의 일반적인 설정은 평행판 형상입니다. 오일이나 액체와 같은 점도가 낮은 물질을 테스트할 때 자주 사용되는 원뿔형 형상과는 달리, 시료 내 속도 구배는 외부 엣지에서 가장 크게 나타납니다. 이는 기기와 데이터로 측정한 토크가 대부분 이 엣지를 나타낸다는 의미입니다. 정확하며 재현 가능한 결과를 획득하려면 사용자가 엣지 효과를 방지하기 위해 일관적으로 과도한 시료를 제거(‘트리밍’이라고 함)하는 것이 중요합니다.

자동 트리밍 기술은 사용자 오류 및 여러 사용자 간 비일관성과 관련된 여러 변동성의 원인을 제거합니다. 이를 사용하면 측정의 일관성, 반복성, 정확성을 최대 5배까지 개선할 수 있는 반면, 관찰이 불필요한 시간을 80%까지 늘리고 신규 작업자의 교육 시간은 30분 미만으로 단축할 수 있습니다.

기술 개요 확인하기 – 폴리머 용융 유변학 워크플로 자동화: 유량계용 자동 트리밍

ANSI/ASTM 절차 D-2307은 전선의 절연 수명을 예측하는 데 흔히 사용되는 테스트입니다. 이 절차는 전압 붕괴가 일어날 때까지 고온(최대 240°C)에서 절연 전선쌍을 오븐에서 노화 (최대 50일) 시킵니다.

해당 절차는 유용하지만 시간이 많이 소모되며, 특히 안정성이 높은 물질의 경우 종종 수 개월이 소요되는 경우가 있습니다. 안정성이 높은 폴리머 절연 물질이 증가함에 따라, 전체 테스트 시리즈에 소요되는 시간이 과도하게 증가했습니다.

열중량 분석(TGA)은 온도 변화에 따른 물질의 중량 변화를 모니터링하는 기법으로, 실용적인 오븐 노화의 대안이 될 수 있습니다. 물질을 평가하는 데 소요되는 총 시간은 하루 미만이며, 자동화된 TGA를 이용하면 하룻밤 동안의 평가도 가능하게 되어 작업자의 실제 작업 시간이 더 줄어들게 됩니다.

전체 연구 확인하기 – TGA 분해 역학을 사용한 폴리머 수명 예측

시차 주사 열량계(DSC) 기술은 물질의 열적 성질 및 형태를 파악하는 데 사용되는 핵심 도구입니다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)는 흔하게 사용되는 반결정형 열가소성 수지 폴리머의 한 예시입니다. PET의 물질적 특성에 영향을 미치는 핵심 요인 중 하나는 결정화도(백분율)로, 이는 열처리 조건을 통해 조절할 수 있습니다.

동일한 조건에서 PET 샘플을 동시에 연구하면, 동일한 조건에서 각 샘플을 직접 비교할 수 있고 열이력 함수에 따른 열적 성질의 차이를 규명할 수 있습니다. 샘플 테스트를 동시에 실행하면 연구의 처리량을 늘릴 수 있으며 실험실의 전반적인 효율을 개선할 수 있습니다.

전체 연구 확인하기 – X3 DSC를 이용한 반결정형 열가소성 수지 분석

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