Dielektrische Messung
Erweitert die Möglichkeiten der Materialcharakterisierung um ein zusätzliches Verfahren, das dem dynamisch-mechanischen Verfahren ähnelt.
Dielektrische Messung
Das Zubehör für die dielektrische Messung ist für alle DHR Modelle erhältlich und erweitert die Möglichkeiten der Materialcharakterisierung um ein zusätzliches Verfahren, das dem dynamisch-mechanischen Verfahren ähnelt. Bei der dielektrischen Analyse wird statt einer mechanischen Kraft (Belastung) ein oszillierendes elektrisches Feld (Wechselstromfeld) verwendet. Bei der Oszillationsspannung handelt es sich um eine gespeicherte Ladung (Q) in der Probe. Mit dem Verfahren wird der Grad gemessen, bis zu dem die Probe eine Ladung speichert (Kapazität) bzw. die Ladung durch die Masse weiterleitet (Leitfähigkeit). Das DHR bietet eine flexible, einfach zu kalibrierende Plattform für einen problemlosen Versuchsaufbau. Standardkomponenten und -merkmale wie die Umweltversuchskammer ETC, Axialkraftregelung und Ausgleichsroutinen für die Spalttemperatur gewährleisten genaue Daten. Dielektrische Analyse ist ein leistungsfähiges Verfahren zur Charakterisierung polarer Materialien wie PVC, PVDF, PMMA oder PVA, für phasenseparierende Systeme und zur Beobachtung der Vernetzungskinetik von Materialien wie Epoxiden und Polyurethanen. Mit der dielektrischen Analyse wird der messbare Frequenzbereich gegenüber der herkömmlichen mechanischen Analyse erweitert, die normalerweise auf 100 Hz begrenzt ist.
Technologie
Das Dielectric Accessory umfasst einen speziellen Satz von Platte-Platte-Geometrien (25 mm) mit Verdrahtung und Hardware zum Anschluss eines dielektrischen LCR-Meters (Keysight E4980A oder E4980AL LCR), das ein Signal mit geregelter Schubspannung und Frequenz liefert. Der Schubspannungsbereich beträgt 0,005 bis 20 V bei einem Frequenzbereich von 20 Hz bis 2 MHz. Die Temperatur in der Umgebungsversuchskammer ETC (siehe Seite 26) lässt sich in einem Bereich von -160 bis 350 °C regeln. Das Zubehör ermöglicht die gleichzeitige Erfassung rheologischer und dielektrischer Daten. Dielektrische Messungen können auch separat erfolgen.
Merkmale und Vorteile
- Smart Swap™-Technologie
- Platten mit 25 mm Durchmesser und Keramikisolierung
- Einwegplatten für Vulkanisierungssystem
- Eigenständige dielektrische Messungen
- Kombinierte rheologische und dielektrische Messungen
- Vollständig programmierbar über die TRIOS-Software
- Zeit-Temperatur-Superposition
- Masterkurven-Generierung
- Weiter dielektrischer Frequenzbereich: 20 Hz bis 2 MHz
- Leichter Ein- und Ausbau
- Kompatibel mit der ETC über einen Temperaturbereich von -160 bis 350 °C
- USB-Schnittstelle
Phase Separation in Cosmetic Creams
Phasentrennung in Kosmetikcremes
Die Temperaturstabilität von Materialien wie Lebensmitteln und Kosmetika ist entscheidend für Lagerung und Transport. Rheologische Versuche dienen häufig zur Beurteilung der Stabilität. Die Möglichkeit zur gleichzeitigen Messung dielektrischer Eigenschaften kann bei komplexen Rezepturen jedoch weitere wertvolle Informationen liefern. Die Abbildung rechts zeigt ein Beispiel für zwei Kosmetikcremes auf Wasserbasis, die durch eine Abkühlung von 25 auf -30 °C getestet wurden. Beim Vergleich der Daten für den Speichermodul G’ der beiden Materialien zeigt die POND’S®-Creme einen geringen Anstieg, gefolgt von einem Sprung über drei Dekaden bei -18 °C. Die NIVEA-Creme weist dagegen eine konstantere Veränderung beim Modul über den gesamten Temperaturbereich auf. Aus der mechanischen Reaktion allein könnte geschlossen werden, dass der große Sprung bei G’ von POND’S bei -18 °C mit Instabilität zusammenhängt. Durch die gleichzeitige Messung der Permittivität ε” werden dagegen Daten zur Änderung der Ionenbeweglichkeit, hauptsächlich für die Wasserphase, in diesen Proben bereitgestellt. Bei ε” zeigt NIVEA einen Sprung über zwei Dekaden. POND’S zeigt dagegen nur eine sehr geringe Änderung bei ε”. Der große Anstieg bei ε” wird durch die erhöhte Ionenbeweglichkeit im Material bei der Abscheidung des Wassers verursacht. In der abschließenden Analyse erfolgt die Phasentrennung bei NIVEA, nicht bei POND’S. Während des Kühlprozesses, wenn die Phasentrennung stufenweise eintritt, wird die Wasserphase erhöht, sodass sich die Morphologie ändert. Mit der stufenweisen Änderung der Morphologie ändert sich auch G’. Die große Änderung von G’ bei POND’S ist das Ergebnis des Übergangs zu einer stabileren und einheitlicheren Morphologie.
Dielectric Temperature Ramp <br>at Multiple Frequencies
Dielektrische Temperaturrampe bei unterschiedlichen Frequenzen
Die Abbildung rechts zeigt eine Temperaturrampe für eine Polymethacrylsäuremethylester-Probe (PMMA) bei vier unterschiedlichen dielektrischen Frequenzen von 1.000 bis 1.000.000 Hz. Es wird deutlich, dass die Größe von ε’ bei steigender Frequenz im Übergangsbereich abnimmt. Der Spitzenwert des Übergangs in tan δ verschiebt sich bei steigender Frequenz zu höheren Temperaturen.
- Beschreibung
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Dielektrische Messung
Das Zubehör für die dielektrische Messung ist für alle DHR Modelle erhältlich und erweitert die Möglichkeiten der Materialcharakterisierung um ein zusätzliches Verfahren, das dem dynamisch-mechanischen Verfahren ähnelt. Bei der dielektrischen Analyse wird statt einer mechanischen Kraft (Belastung) ein oszillierendes elektrisches Feld (Wechselstromfeld) verwendet. Bei der Oszillationsspannung handelt es sich um eine gespeicherte Ladung (Q) in der Probe. Mit dem Verfahren wird der Grad gemessen, bis zu dem die Probe eine Ladung speichert (Kapazität) bzw. die Ladung durch die Masse weiterleitet (Leitfähigkeit). Das DHR bietet eine flexible, einfach zu kalibrierende Plattform für einen problemlosen Versuchsaufbau. Standardkomponenten und -merkmale wie die Umweltversuchskammer ETC, Axialkraftregelung und Ausgleichsroutinen für die Spalttemperatur gewährleisten genaue Daten. Dielektrische Analyse ist ein leistungsfähiges Verfahren zur Charakterisierung polarer Materialien wie PVC, PVDF, PMMA oder PVA, für phasenseparierende Systeme und zur Beobachtung der Vernetzungskinetik von Materialien wie Epoxiden und Polyurethanen. Mit der dielektrischen Analyse wird der messbare Frequenzbereich gegenüber der herkömmlichen mechanischen Analyse erweitert, die normalerweise auf 100 Hz begrenzt ist.
- Technologie
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Technologie
Das Dielectric Accessory umfasst einen speziellen Satz von Platte-Platte-Geometrien (25 mm) mit Verdrahtung und Hardware zum Anschluss eines dielektrischen LCR-Meters (Keysight E4980A oder E4980AL LCR), das ein Signal mit geregelter Schubspannung und Frequenz liefert. Der Schubspannungsbereich beträgt 0,005 bis 20 V bei einem Frequenzbereich von 20 Hz bis 2 MHz. Die Temperatur in der Umgebungsversuchskammer ETC (siehe Seite 26) lässt sich in einem Bereich von -160 bis 350 °C regeln. Das Zubehör ermöglicht die gleichzeitige Erfassung rheologischer und dielektrischer Daten. Dielektrische Messungen können auch separat erfolgen.
- Funktionen
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Merkmale und Vorteile
- Smart Swap™-Technologie
- Platten mit 25 mm Durchmesser und Keramikisolierung
- Einwegplatten für Vulkanisierungssystem
- Eigenständige dielektrische Messungen
- Kombinierte rheologische und dielektrische Messungen
- Vollständig programmierbar über die TRIOS-Software
- Zeit-Temperatur-Superposition
- Masterkurven-Generierung
- Weiter dielektrischer Frequenzbereich: 20 Hz bis 2 MHz
- Leichter Ein- und Ausbau
- Kompatibel mit der ETC über einen Temperaturbereich von -160 bis 350 °C
- USB-Schnittstelle
- Anwendungen
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Phase Separation in Cosmetic Creams
Phasentrennung in Kosmetikcremes
Die Temperaturstabilität von Materialien wie Lebensmitteln und Kosmetika ist entscheidend für Lagerung und Transport. Rheologische Versuche dienen häufig zur Beurteilung der Stabilität. Die Möglichkeit zur gleichzeitigen Messung dielektrischer Eigenschaften kann bei komplexen Rezepturen jedoch weitere wertvolle Informationen liefern. Die Abbildung rechts zeigt ein Beispiel für zwei Kosmetikcremes auf Wasserbasis, die durch eine Abkühlung von 25 auf -30 °C getestet wurden. Beim Vergleich der Daten für den Speichermodul G’ der beiden Materialien zeigt die POND’S®-Creme einen geringen Anstieg, gefolgt von einem Sprung über drei Dekaden bei -18 °C. Die NIVEA-Creme weist dagegen eine konstantere Veränderung beim Modul über den gesamten Temperaturbereich auf. Aus der mechanischen Reaktion allein könnte geschlossen werden, dass der große Sprung bei G’ von POND’S bei -18 °C mit Instabilität zusammenhängt. Durch die gleichzeitige Messung der Permittivität ε” werden dagegen Daten zur Änderung der Ionenbeweglichkeit, hauptsächlich für die Wasserphase, in diesen Proben bereitgestellt. Bei ε” zeigt NIVEA einen Sprung über zwei Dekaden. POND’S zeigt dagegen nur eine sehr geringe Änderung bei ε”. Der große Anstieg bei ε” wird durch die erhöhte Ionenbeweglichkeit im Material bei der Abscheidung des Wassers verursacht. In der abschließenden Analyse erfolgt die Phasentrennung bei NIVEA, nicht bei POND’S. Während des Kühlprozesses, wenn die Phasentrennung stufenweise eintritt, wird die Wasserphase erhöht, sodass sich die Morphologie ändert. Mit der stufenweisen Änderung der Morphologie ändert sich auch G’. Die große Änderung von G’ bei POND’S ist das Ergebnis des Übergangs zu einer stabileren und einheitlicheren Morphologie.
Dielectric Temperature Ramp <br>at Multiple Frequencies
Dielektrische Temperaturrampe bei unterschiedlichen Frequenzen
Die Abbildung rechts zeigt eine Temperaturrampe für eine Polymethacrylsäuremethylester-Probe (PMMA) bei vier unterschiedlichen dielektrischen Frequenzen von 1.000 bis 1.000.000 Hz. Es wird deutlich, dass die Größe von ε’ bei steigender Frequenz im Übergangsbereich abnimmt. Der Spitzenwert des Übergangs in tan δ verschiebt sich bei steigender Frequenz zu höheren Temperaturen.
