Analisis mekanik dinamis (DMA) mengukur sifat mekanik bahan sebagai fungsi suhu, waktu, dan frekuensi. Teknik ini menerapkan tegangan atau regangan sinusoidal pada sampel dan mencatat respons yang dihasilkan, memisahkan komponen elastis dan viskos dari perilaku bahan.
Modulus penyimpanan (E’ atau G’) mewakili komponen elastis dan menggambarkan kemampuan bahan untuk menyimpan energi. Modulus kehilangan (E’’ atau G’’) mewakili komponen viskos dan menggambarkan energi yang dihamburkan sebagai panas. Rasio modulus kehilangan terhadap modulus penyimpanan adalah faktor redaman, tan δ. Bahan elastis murni memiliki tan δ nol, sementara bahan viskos murni memiliki nilai tak terhingga.
Instrumen DMA menerapkan deformasi dalam berbagai mode termasuk pembengkokan kantilever ganda, pembengkokan kantilever tunggal, pembengkokan tiga titik, tegangan, kompresi, dan geser. Pilihan tergantung pada kekakuan dan geometri sampel. Untuk bahan lunak seperti elastomer dan gel, mode geser atau kompresi lebih disukai. Untuk termoplastik kaku dan komposit, mode pembengkokan sesuai.
Suhu transisi gelas muncul sebagai puncak dalam tan δ dan penurunan tajam dalam modulus penyimpanan. Transisi sub-termal termasuk relaksasi beta dan gamma terkait dengan gerakan rantai samping dan pergerakan segmen lokal. Dataran tinggi karet di atasnya menentukan kepadatan ikatan silang dalam elastomer. Pelelehan kristalin dan kristalisasi diamati sebagai perubahan modulus.
Pemindaian frekuensi pada suhu konstan menyelidiki perilaku bahan yang bergantung waktu. Prinsip superposisi waktu-suhu membangun kurva master yang mencakup beberapa dekade frekuensi dari pengukuran pada berbagai suhu. Eksperimen mulur dan relaksasi tegangan memberikan informasi tambahan tentang perilaku viskoelastik.
DMA sangat penting untuk mengkarakterisasi komponen otomotif, komposit kedirgantaraan, perekat, pelapis, dan polimer biomedis. Teknik ini mendeteksi perubahan formulasi, perilaku pengerasan, dan degradasi. Instrumen modern menggabungkan DMA dengan analisis dielektrik atau spektroskopi Raman untuk karakterisasi multimodal.
