A análise mecânica dinâmica (DMA) mede as propriedades mecânicas de materiais em função da temperatura, tempo e frequência. Ela aplica uma tensão ou deformação senoidal à amostra e registra a resposta resultante, separando os componentes elástico e viscoso do comportamento do material.
O módulo de armazenamento (E’ ou G’) representa o componente elástico e descreve a capacidade do material de armazenar energia. O módulo de perda (E’’ ou G’’) representa o componente viscoso e descreve a energia dissipada como calor. A razão entre o módulo de perda e o módulo de armazenamento é o fator de amortecimento, tan δ. Um material puramente elástico tem tan δ igual a zero, enquanto um material puramente viscoso tem um valor infinito.
Os instrumentos de DMA aplicam deformação em vários modos, incluindo flexão de dupla cantoneira, flexão de cantoneira simples, flexão de três pontos, tração, compressão e cisalhamento. A escolha depende da rigidez e geometria da amostra. Para materiais macios, como elastômeros e géis, modos de cisalhamento ou compressão são preferidos. Para termoplásticos rígidos e compósitos, modos de flexão são apropriados.
A temperatura de transição vítrea aparece como um pico em tan δ e uma queda acentuada no módulo de armazenamento. Transições subtermais, incluindo relaxações beta e gama, estão associadas a movimentos de cadeias laterais e movimentos segmentares locais. O platô borrachoso acima dela define a densidade de reticulação em elastômeros. A fusão cristalina e a cristalização são observadas como mudanças no módulo.
Varreduras de frequência a temperatura constante investigam o comportamento dependente do tempo do material. O princípio de superposição tempo-temperatura constrói curvas mestre cobrindo muitas décadas de frequência a partir de medições em múltiplas temperaturas. Experimentos de fluência e relaxação de tensão fornecem informações adicionais sobre o comportamento viscoelástico.
A DMA é crítica para caracterizar componentes automotivos, compósitos aeroespaciais, adesivos, revestimentos e polímeros biomédicos. Ela detecta mudanças de formulação, comportamento de cura e degradação. Instrumentos modernos combinam DMA com análise dielétrica ou espectroscopia Raman para caracterização multimodal.
