Torsionsschwingversuch (Schubmodulbestimmung)

Torsionsschwingversuche dienen zur Ermittlung der dynamisch-mechanischen Eigenschaften von Kunststoffen im festen Zustand.

Man unterscheidet prinzipiell zwei grundlegende Verfahren:
  • Verfahren mit freier, gedämpfter Schwingung (ISO 6721-2)
  • Verfahren mit erzwungener Schwingung (ISO 6721-7)

In beiden Fällen wird eine Kunststoffprobe einer Scherdeformation bzw. Auslenkung bei konstanter Frequenz ausgesetzt und die jeweils periodische Materialantwort detektiert. Es ergeben sich der Speichermodul G’ (auch Schubmodul) sowie der Verlustmodul G’’ und der Verlustfaktor tan δ. In der Regel wird der Speichermodul als Funktion der Temperatur ermittelt. Der Verlauf des Speichermoduls als Funktion der Temperatur ist für jeden Kunststoff charakteristisch.

Aus diesem Verlauf können unterschiedliche Aggregatzustände und Erweichungsgebiete, Glasübergangstemperaturen, Kristallitschmelztemperaturen sowie sekundäre Relaxationsgebiete erkannt werden. Die Kenntnis über den Beginn von Erweichungsgebieten spielt für die spätere Anwendung eines Bauteils eine wichtige Rolle.

Ergebnisse der Prüfmethode

Darstellung der über den Torsionsschwingversuch ermittelten Schubmodulkurven eines amorphen und teilkristallinen Thermoplasten. Die unterschiedlichen Aggregatzustände sind ersichtlich.

Probekörper

Flachstab 80 mm x 10 mm x 4 mm und 80 mm x 10 mm x 1 mm

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