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Brabender Messtechnik® 
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Anisotherme Spannungsrelaxationsprüfung zur Charakterisierung von Elastomeren und Bestimmung der Vernetzungsdichte

Mit dem TSSR-Meter können sowohl herkömmliche isotherme Relaxationsmessungen durchgeführt werden, als auch die Temperature Scanning Stress Relaxation, kurz TSSR, eine anisotherme Spannungsrelaxations-Messmethode (AISR-Methode).

Mit Hilfe dieses Verfahrens lassen sich, die mechanisch-thermischen Eigenschaften von Elastomeren charakterisieren. Ein wichtiger Faktor ist hierbei die Bestimmung der Vernetzungsdichte. 

Bei den immer höheren Ansprüchen an die Werkstoffe ist die Bestimmung der Vernetzungsdichte ein wichtiger Vorteil, und daher ist das TSSR-Meter besonders für die Werkstoffentwicklung und für die produktionsbegleitende Qualitätskontrolle geeignet.

tssr meter

Vorteile

  • Geringer Prüf- und Zeitaufwand (4h TSSR vs. 72h DVR)
  • Sehr gute Reproduzierbarkeit
  • Schnelle Bestimmung der Vernetzungsdichte
  • Information über Relaxationsverhalten und Struktur

Software

Die komfortable Mess- und Auswertesoftware unter Windows® ermöglicht Ihnen eine automatische Versuchsdurchführung. Dabei werden die Messdaten der Probe während der Messung in Echtzeit angezeigt und danach automatisch ausgewertet und gespeichert.

Zusätzlich können die Daten nach der Messung zur weiteren Auswertung direkt aus der Anwendung heraus, in weitere Kalkulationsprogramme exportiert werden.

Messablauf

Zwei unterschiedliche Messverfahren sind mit dem TSSR-Meter möglich: die herkömmliche isotherme Relaxationsmessung und die Anwendung der TSSR-Methode. 

Der Ablauf der Messung mit dem TSSR-Meter erfolgt in zwei Schritten: Nach dem Einlegen des Probenstabs wird dieser um einen bestimmten Betrag (>0-100%) gedehnt. Während einer frei wählbaren Zeitdauer können Kurzzeitrelaxationsprozesse bei konstanter Temperatur abklingen.

In einem zweiten Schritt folgt die anisotherm geführte Messung. Hier wird die Probe mit einer konstanten Heizrate von >0 – 4 K/min bis auf die vorgegebene Temperatur (max. 300°C) erhitzt. 

In beiden Phasen zeichnet das TSSR-Meter die Kraftverläufe / Spannung über die Zeit bzw. Temperatur auf. Diese bilden die Grundlage für die Auswertung. Dabei lassen sich im Wesentlichen die Vernetzungsdichte das Relaxationsspektrum und die max. Arbeitstemperatur bestimmen.

Vernetzungsdichte

Aus der gemessenen Steigung des Kraftverlaufs zu Beginn, der anisothermen Messung kann nach wenigen Minuten der Messzeit, die Vernetzungsdichte gut reproduzierbar und genau bestimmt werden. Das heißt das TSSR-Meter ist ebenfalls sehr gut einsetzbar um die unterschiedlichen Auswirkungen von Vernetzungsmittelkonzentrationen und die Vernetzungsgrade nachzuweisen und zu ermitteln.

TSSR-Index

Während der anisothermen Spannungsrelaxation wird der Flächeninhalt der Kurve unter der normierten Kraft (F/F0) über der Temperatur bestimmt und ins Verhältnis zum Flächeninhalt des idealisierten Elastomer Werkstoffes gesetzt. Dieses Verhältnis ist der TSSR-Index und somit ein relatives Maß für das elastomerähnliche Temperaturverhalten der eingesetzten Probe.

Temperaturgrenzen

Innerhalb des Relaxationsspektrums werden 3 markante Temperaturgrenzen festgelegt. Die Werte T10, T50 und T90, geben die Temperaturen an, bei der die Kraft um 10%, 50% oder 90% bezogen auf die Anfangskraft F0 abgefallen ist. Jeder Wert steht wiederum für ein bestimmtes charakteristisches Merkmal der Probe. Zusätzlich dazu können noch 3 weitere frei wählbare Temperaturgrenzen eingestellt werden, und ermöglicht Ihnen die Auswertung ihres eingesetzten Materials bei diesen bestimmten Arbeitstemperaturen.

Anwendungen

Das TSSR-Meter findet Anwendung in vielen Bereichen, in denen mechanisch-thermische Eigenschaften gemessen und nachgewiesen werden sollen.

  • So bildet die Bestimmung der Vernetzungsdichte einen Vorteil bei der Entwicklung neuer Werkstoffe und der Qualitätssicherung.
  • Der Druckverformungsrestwert kann anhand der Grenztemperatur mit Hilfe einer linearen Korrelation vorhergesagt werden.
  • Einsatzgebiete von TPE im Vergleich zu rußgefüllten Elastomeren lassen sich somit deutlich abgrenzen.
  • Für rußgefüllte EPDM-Mischungen können durch anisotherme Spannungsrelaxationskurven zusätzliche Informationen gewonnen werden. Diese charakterisieren die Interaktionen zwischen Ruß und Polymeren.
  • Des Weiteren lassen sich mit dem TSSR-Meter die thermischen Einsatzgrenzen handelsüblicher TPE-Werkstoffe darstellen und mit Relaxationsspektren verschiedene TPE-Blends charakterisieren. 
  • Über den vom TSSR-Meter ermittelten TSSR-Index können einzelne Materialien Produktgruppen zugeordnet werden.

Kooperationen

Das TSSR-Meter basiert auf einem patentierten Prüfverfahren, das an der Hochschule Osnabrück unter der Leitung von Herrn Prof. Dr. Vennemann entwickelt wurde. Es besteht hier eine enge Kooperation auf den Gebieten der Weiterentwicklung und Anwendungstechnik.

 

Technische Daten

Messsystem   Elektrisch beheizte Temperierkammer, Luftkühlung
Temperaturbereich 20 - 300°C
Heizrate 0 - 4 K/min
Fahrtraverse, parallel und spielfrei
Dehnung 0 - 100%
Kraftmessdose 0 - 200 N
Isotherme Relaxationszeit 0 - 1000h
 
Prüfkörper   Normstab S2-Stab gemäß DIN 53504
entspricht Probekörper 5A gemäß EN ISO 527
 
Anschlüsse   PC via USB
Druckluft maximal 6 bar, sauber, trocken und ölfrei
Netzspannung
 
Umgebungsbedingungen   Lagerung: Temperatur -25°C bis +55°C
Betrieb: Temperatur +5°C bis +45°C
 
Heizleistung   2 x 220 W  
Betriebsspannung   1 X 230 V, 50/60 Hz, 16 A + N + PE  
Abmessungen (B x T x H)   490 * 610 * 450 mm  
Gewicht ca.   29 kg  

kay fremuth

Ihr Ansprechpartner

Kay Fremuth

Telefon +49 203-99819-0
Telefax +49 203-99819-22

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