介電測量
介電學附件適用於所有DHR型號,其透過提供與動態力學類似的方法,拓展了材料表徵的廣度。介電分析中採用與機械力(應力)相反的振盪電場(交流電場),而振盪應變則來自樣品中的儲存電荷(Q)。該方法測量樣品儲存電荷(電容)或使電荷透過(傳導)其整體的程度。DHR提供了高度靈活的平台,能夠進行測試設定和校準,以及透過環境測試室、軸向力控制和氣隙溫度補償常式等標準特性實現資料準確性。對於PVC、PVDF、PMMA和PVA等極性材料的表徵、相分離系統,以及環氧樹脂和尿烷類等材料的固化動力學監測,介電分析是一種非常強大的方法。介電分析在傳統動態力學分析(頻率一般限定於100 Hz)的基礎上拓展了可測量的頻率範圍。
技術
介電學附件包括一套25 mm的特殊平行板,這些平行板配有接線和硬體,用於連接以某一電壓和頻率強制發出訊號的介電LCR儀表(Keysight E4980A或E4980AL LCR)。可用電壓範圍為0.005至20 V,頻率範圍為20 Hz至2 MHz。環境測試室(見第 26 頁)的溫控範圍為-160℃至350℃。通過該附件可同時收集流變學和介電學資訊,或獨立進行介電學測量。
特色和優點
- Smart Swap™技術
- 直徑25 mm的板,採用陶瓷絕緣
- 用於固化系統的一次性板
- 獨立介電測量
- 流變和介電測量相結合
- 可透過TRIOS軟體進行完全程式設計
- 時溫疊加
- 主曲線生成
- 寬介電頻率範圍:20 Hz至2 MHz
- 易安裝,易拆卸
- 與ETC相容,溫度範圍為-160℃到350℃
- USB介面
化妝品霜劑的相分離
化妝品霜劑的相分離
材料(例如食品和化妝品)的溫度穩定性對產品在儲存和運輸過程中的效能非常重要。目前穩定性評估廣泛採用流變學測試方法;然而如果能夠同時進行介電測量,我們就能從複雜製劑中獲得更多有價值的資訊。右圖是透過將兩款水基化妝品霜劑從25℃冷卻至-30℃對它們進行測試的典型範例。僅對比這兩種材料的儲能模量G’資料後發現,POND’S®護手霜一開始幾乎沒有變化,但在-18℃時卻暴漲了三個數量級,而NIVEA護手霜的模量在整個溫度範圍內都呈現出較為連續的變化。僅憑力學回應可能會得出以下結論:POND’S的G’值在-18℃時猛增與材料不穩定相關。但是,如果同時測量了損耗介電常數ε」,就能得到與離子移轉率變化有關的資訊;在這些樣品中主要為水相的離子移轉率。NIVEA的ε」值提高了兩個數量級,相比之下POND’S的ε」則變化甚微。這種大幅增長是由於水相分離導致材料中離子移轉率升高。因此在最終的分析中,NIVEA樣品中發生了相分離,而POND’S則沒有。在冷卻過程中,由於相位逐漸分離,水相的形態發生了改變。隨著此形態逐漸變化,G’也發生了改變。因此POND’S G’值的大幅改變是由於其轉變成了更加穩定且均勻的形態導致的。
多頻率下的介電溫度漸變
多頻率下的介電溫度漸變
右圖展示了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)樣品在從1,000 Hz到1,000,000Hz的四種不同介電頻率下發生的溫度漸變。在這裡能夠看到,隨著整個轉變區中頻率的不斷增加,ε’的量級減小,並且tan δ中的轉變高峰隨頻率的增加而移到更高的溫度。