Determination of the Glass Transition Temperature of Wet Samples using Dynamic Mechanical Analysis
Abstract
Determination of the glass transition temperature of wet samples is complicated by moisture desorption during measurements which leads to overestimated results especially at low heating rates. Study of the possibility of eliminating this problem using extrapolation techniques described in ISO 6721-11 showed the limited applicability of the method since the linear dependence of the glass transition temperature on the heating rate is broken under certain degree of moisture saturation. It is shown that the maximum value of the mechanical loss modulus can be used as a characteristic temperature of glass transition instead of the inflection point on the storage modulus curve thus providing a linear dependence of the extrapolated temperature of glass transition on the time of sample boiling.
About the Authors
A. A. Shimkin
Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов
Russian Federation
Russian Federation
M. A. Khaskov
Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Advanced fibre-reinforced polymer (FRP) composites for structural applications / Bai J. (ed.). - Woodhead Publishing: Philadelphia, 2013. -906 p.
2. Bakis C. E., Bank L. C., Brown V. L., et al. Fiber-reinforced polymer composites for construction - state-of-the-art review / J. Compos. Constr. 2002. Vol. 6. N 2. P. 73 - 87.
3. Власенко Ф. С., Раскутин А. Е. Применение полимерных композиционных материалов в строительных конструкциях / Труды ВИАМ. 2013. №8. Ст. 3.
4. Чурсова Л. В., Ким М. А., Панина H. H., Швецов Е. П. Наномодифицированное эпоксидное связующее для строительной индустрии / Авиационные материалы и технологии. 2013. № 1. С. 40 - 47.
5. Mosallam A. S., Bayraktar A., Elmikawi M., et al. Polymer composites in construction: an overview / SOJ Mater. Sci. Eng. 2013. Vol. 2. N 1. P. 1-25.
6. El-Maaddawy T. A. Mechanically fastened composites for retrofitting corrosion-damaged reinforced-concrete beams: experimental investigation / J. Compos. Constr. 2014. Vol. 18. N2. P. 04013041-1 -04013041-9.
7. Zaman A., Gutub S. A., Wafa M. A. A review on FRP composites applications and durability concerns in the construction sector / J. Reinf. Plast. Compos. 2013. Vol. 32. N 24. P. 1966 - 1988.
8. Ерофеев В. Т., Мышкин А. В., Каблов Е. Н. и др. Стойкость полимерных композитов на основе полиэфиракрилатной смолы в условиях влажного морского климата / Региональная архитектура и строительство. 2014. № 3. С. 5 - 12.
9. Каблов Е. H., Старцев О. В., Кротов А. С., Кириллов В. Н. Климатическое старение композиционных материалов авиационного назначения. I. Механизмы старения / Деформация и разрушение материалов. 2010. № 11. С. 19 - 27.
10. Кириллов В. H., Старцев О. В., Ефимов В. А. Климатическая стойкость и повреждаемость полимерных композиционных материалов, проблемы и пути решения / Авиационные материалы и технологии. 2012. № S. С. 412 - 423.
11. Кириллов В. H., Вапиров Ю. М., Дрозд Е. А. Исследование атмосферной стойкости полимерных композиционных материалов в условиях атмосферы теплого влажного и умеренно теплого климата / Авиационные материалы и технологии. 2012. № 4. С. 31 - 38.
12. Ефимов В. А., Шведкова А. К., Коренькова Т. Г., Кириллов В. Н. Исследование полимерных конструкционных материалов при воздействии климатических факторов и нагрузок в лабораторных и натурных условиях / Труды ВИАМ. 2013. № 1. Ст. 5.
13. Кириллов В. H., Ефимов В. А., Шведкова А. К., Николаев Е. В. Исследование влияния климатических факторов и механического нагружения на структуру и механические свойства ПКМ / Авиационные материалы и технологии. 2011. № 4. С. 41 - 45.
14. Каблов Е. H., Старцев О. В., Кротов А. С., Кириллов В. Н. Климатическое старение композиционных материалов авиационного назначения. III. Значимые факторы старения / Деформация и разрушение материалов. 2011. № 1. С. 34 - 41.
15. Энциклопедия полимеров / Под ред. В. А. Кабанова. - М.: Советская энциклопедия, 1977. - 498 с.
16. Barbero E. J. Introduction to composite materials design. Second edition. - Boca Raton: CRC Press, 2010.
17. Хасков М. А. О специфике определения температуры стеклования влагонасыщенных полимерных композиционных материалов методом динамического механического анализа / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2016. Т. 82. № 1. С. 25 - 31.
18. Филистович Д. В., Старцев О. В., Кузнецов А. А. и др. Влияние влаги на анизотропию динамического модуля сдвига стеклопластиков / Доклады академии наук. 2003. Т. 390. № 5. С. 618 - 621.
19. Sideridou I., Achilias D. S., Kyrikou E. Thermal expansion characteristics of light-cured dental resins and resin composites / Biomaterials. 2004. Vol. 25. N 15. P. 3087 - 3097.
20. ISO 6721-11:2012. Plastics - Determination of dynamic mechanical properties - Part 11 : Glass transition temperature.
21. ASTM D 7028-07e1. Standard test method for glass transition temperature (DMA Tg) of polymer matrix composites by dynamic mechanical analysis (DMA).
22. ASTM D570-98(2010)e1. Standard test method for water absorption of plastics.
23. Шимкин А. А. Влияние продувочного газа на значение температуры стеклования / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2014. Т. 80. № 11. С. 40-43.
Review
For citations:
Shimkin A.A., Khaskov M.A. Determination of the Glass Transition Temperature of Wet Samples using Dynamic Mechanical Analysis. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2016;82(3):44-48. (In Russ.)
Views:
332
Email this article 