63
Obr 3.27 Zařízení HDT/Vicat A [52]
rné hodnoty teploty tvarové stálosti u PLA a biokompozitních materiál Tf [°C]
C-E-A 54,9 ± 0,6 53,7 ± 0,2 53,5 ± 0,5 53,2 ± 0,2
Xplore 55,4 ± 0,4 54,0 ± 0,4 53,8 ± 0,5 53,2 ± 0,4 53,1 ± 0,6
Studium degradace kompozitních materiál
Termogravimetrie (TG) je považována za jednu ze základních metod termické analýzy, která se používá pro kvalitativní (identifikace d
tení velikosti příslušných změn) sledovaného vzorku. Lze ji využít určení tepelného rozkladu, tepelné oxidace atd. Metoda spo n hmotnosti vzorku při jeho tepelném zatěžování. Výsledkem je termogravimetrická křivka, která znázorňuje závislost hmotnosti sledovaného vzorku čase. V rámci experimentálního měření byla metoda termogravimetrie použita k hodnocení počátku a průběhu tepelného
kompozitních materiálů, jež nepřímo poukazují na množství p
u PLA a biokompozitních materiálů
kompozitních materiálů metodou
Termogravimetrie (TG) je považována za jednu ze základních metod termické analýzy, která se používá pro kvalitativní (identifikace děje) i kvantitativní n) sledovaného vzorku. Lze ji využít ení tepelného rozkladu, tepelné oxidace atd. Metoda spočívá žování. Výsledkem je uje závislost hmotnosti sledovaného vzorku ení byla metoda hu tepelného rozkladu ímo poukazují na množství přidaného plniva
(kávové sedliny) v PLA matrici, nebo
biopolymer PLA (viz tab. 3.14). Použití TG umožní porovnání pln kávovou sedlinou při pr
použit přístroj Mettler Toledo TGA 2 (viz obr. 3.2 Před samotným m
odebrán vzorek o velikosti p
rotačního mikrotomu Leica RM 2255 (viz obr. 3.2
pohybu držáku vzorku byl za pomocí žiletky získán nový vzorek který byl použit pro TG analýzu.
mikrotonu pro docílení rovnom vzorcích, jejich hmotnost
připravený materiál byl umíst
položeno víčko s malým otvorem. Otvor zajiš tepelným zatěžováním vzorku. Kelímek byl umíst odkud byl automaticky podáván do horizontální m
stanovených podmínek, které jsou uvedeny v tab. 3.13. Fáze oh bezprostředně navazují a liší se pouze použitým plynem (dusík a kyslík).
Tab. 3.13 Teplotní program TG analýzy Ohřev
patrný počátek zlomu termického rozkladu matriálu. Za tímto ú provedena první derivace a vznikla tzv. DTG k
a konec degradačního procesu, u kterého byla stanovena st (Tmidp). V některých odborných publikacích je taktéž ur
64
PLA matrici, neboť kávové sedlina degraduje d (viz tab. 3.14). Použití TG umožní porovnání pln
i průmyslové a laboratorní kompoundaci. Za tímto ú ístroj Mettler Toledo TGA 2 (viz obr. 3.28).
ed samotným měřením byl ze střední části víceúčelových zkušebních t odebrán vzorek o velikosti přibližně (30 x 10 x 4) mm. Ten byl upnut do
ního mikrotomu Leica RM 2255 (viz obr. 3.29). Pomocí lineárního svislého pohybu držáku vzorku byl za pomocí žiletky získán nový vzorek
který byl použit pro TG analýzu. Úprava kompozitů byla provedena na rota mikrotonu pro docílení rovnoměrného obsahu částicového plniva ve vzniklých
jejich hmotnost by měla být co nejvíce podobná a činila byl umístěn do kelímku z oxidu hlinitého (Al
malým otvorem. Otvor zajišťoval únik plynů, které jsou tvo žováním vzorku. Kelímek byl umístěn do zásobníku termogravimeru automaticky podáván do horizontální měřící komory. M
stanovených podmínek, které jsou uvedeny v tab. 3.13. Fáze oh navazují a liší se pouze použitým plynem (dusík a kyslík).
Tab. 3.13 Teplotní program TG analýzy
Hodnota 50 600
lineární 10
tok inertního plynu (dusíku) 50
600 800
lineární 10
tok plynu (kyslíku) 50
ené termogravimetrické křivky (viz obr. 3.30) není na první pohled átek zlomu termického rozkladu matriálu. Za tímto úč
provedena první derivace a vznikla tzv. DTG křivka. S její pomocí byl ur ního procesu, u kterého byla stanovena střední hodnot kterých odborných publikacích je taktéž určována teplota (T
kávové sedlina degraduje dříve, než čistý (viz tab. 3.14). Použití TG umožní porovnání plnění biopolymeru Za tímto účelem byl ásticového plniva ve vzniklých inila cca 8 mg. Takto (Al2O3), na který bylo , které jsou tvořeny n do zásobníku termogravimeru ící komory. Měření probíhalo za stanovených podmínek, které jsou uvedeny v tab. 3.13. Fáze ohřevů na sebe
navazují a liší se pouze použitým plynem (dusík a kyslík).
Hodnota Jednotka
není na první pohled čelem byla u křivky její pomocí byl určen počátek ední hodnota teploty ována teplota (T5), při níž
došlo k 5 % úbytku hmotnosti studovaného vzorku, kdy tuto teplotu považují za počátek termického rozkladu. Teplota po
teploty termického rozkladu jsou uvedeny v pro jednotlivé materiálové systémy uvedeny v
Obr 3.28 TG analyzátor Mettler Toledo TGA 2 (vlevo)
Obr 3.2
Obr 3.
65
5 % úbytku hmotnosti studovaného vzorku, kdy tuto teplotu považují za átek termického rozkladu. Teplota počátku termického rozkladu a st
termického rozkladu jsou uvedeny v tab. 3.14. Záznamy z pro jednotlivé materiálové systémy uvedeny v přílohách 10 až 18.
Obr 3.28 TG analyzátor Mettler Toledo TGA 2 (vlevo) a detail zásobníku (vpravo)
Obr 3.29 Rotační mikrotom Leica RM 2255 (vlevo) [52
Obr 3.30 Termogravimetrická křivka PLA Ingeo 2003D
5 % úbytku hmotnosti studovaného vzorku, kdy tuto teplotu považují za átku termického rozkladu a střední hodnota Záznamy z TG analýzy jsou
Obr 3.28 TG analyzátor Mettler Toledo TGA 2 (vlevo)
52]
ivka PLA Ingeo 2003D
Tab. 3.14 Teploty degradace
3.6.7 Studium termických a strukturních vlastností metodou DSC
Diferenční snímací kalorimetrie termických analýz používána
nadmolekulární struktury teplota tání, teplota skelného p teplota degradace, pr
aplikace jsou uvedené v norm vystavení měřeného a referen určeného programu oh
odebraného tepelného toku mezi referen nulového teplotního rozdílu
ke změně jeho vnitřní energie
přístroje, který používá metodu tepelného toku, je zkušební i referen vložen do jedné kalorimetrické cely
používán dusík zabra
programu by za normálních okolností vykazovaly eliminovány rozdílnými tepelnými toky, které p Výstupem diferenční snímací kalorimetrie je grafick na teplotě nebo čase (tzv.
66
Teploty degradace měřené termogravimetrií u PLA a biokompozitních materiál
T5 [°C] T