Независен избор на полимер, кој обезбедува целосна усогласеност на материјалот со предвидените работни услови, е тежок. Покрај потребата да се земат предвид повеќекратните влијанија, и трајни и краткорочни, неопходно е да се разгледа и комбинација од влијанија. На крајот на краиштата, еден материјал со одлични механички својства може да се сруши кога е изложен на најмало оптоварување во контакт со која било хемикалија или температура неповолна за пластиката, додека друг, првично со релативни механички карактеристики, може да го издржи истото оптоварување под слични услови.

За да можат да ги споредат својствата на различни пластики, производителите на полимерни заготовки спроведуваат серија тестови. Обично, индикаторите се внесуваат во посебни табели, чија употреба го поедноставува процесот на избор на полимер. Сепак, вреди да се напомене дека сите овие показатели не се максимални или минимални. Ова се просеци на нормални тестови извршени во стандардни услови и се наменети да бидат само проекција на својствата на материјалот. Секако, доколку се промени некоја состојба, податоците од тестот може да бидат сосема различни од оние што ги декларира производителот.

Во секој случај, неопходни се индивидуални тестови - само тие можат да ја потврдат можноста за користење на пластиката што сте ја одбрале. За да изберете еден материјал, не е препорачливо да се вршат поединечни тестови на секој тип полимер и неговите модификации; затоа, полимерите што не ги исполнуваат условите за работа прво се „проверуваат“. „Скринингот“ се врши токму врз основа на податоците обезбедени од производителите на полимерни заготовки. Потоа, тука се полимерите, чија ефективна употреба е можна со голема веројатност. Во оваа фаза треба да бидете исклучително внимателни, бидејќи ... Методите за тестирање или условите за материјали од различни производители може да бидат различни. Првиот чекор кон правење избор е да се соберат и споредат резултатите од тестовите произведени од производителот. Обично, за инженерски и полимери со висока температура, тестирањето се врши на:

  • Механички својства
  • Температурни својства
  • Електрични својства
  • Хемиски својства
  • Други својства (физички, оптички, итн.)

Но, имајќи податоци за сите материјали во рака пред споредба, треба да обрнете внимание на методите што се користеле во процесот на тестирање. Имајќи предвид дека руските стандарди за ГОСТ на кои сме навикнати не важат низ целиот свет, а методите за тестирање во различни земји често се разликуваат, споредбата на перформансите на тестот во согласност со ГОСТ и кој било ISO, ASTM, EN DIN е тешко. И дури и ако процесите на тестирање, опремата и пресметките на индикаторите според ГОСТ и ISO се исти, примероците или условите може да бидат различни, затоа, резултатите од тестот не можат да се користат за прецизно споредување на материјалите. Најчесто користени стандарди за тестирање на пластика се: Меѓународни методи за тестирање за полимерни материјали (ISO), Стандардни методи за тестирање за термопластични материјали (ASTM), руски стандарди за методи за тестирање за пластика (ГОСТ). Ајде да погледнеме некои од најпопуларните методи за тестирање, а исто така да споредиме некои од нив со меѓународните стандарди.

Апсорпција на вода (ГОСТ 4650-80).Суштината на методите е да се одреди масата на водата апсорбирана од примерокот како резултат на нејзината изложеност на вода за одредено време на одредена температура. Стандардот е во согласност со ISO 62-80 и ASTM D570.

Запаливост (ГОСТ 21207-81).Методот се состои од одредување на должината на јагленосаниот дел од мострата и времето кога тој гори како резултат на изложеност на пламен на гасен пламеник за 60 секунди.

Согорување (ГОСТ 28157-89).Суштината на методот е да се одреди брзината на ширење на пламенот по хоризонтално и/или вертикално фиксиран примерок. Општиот принцип на тестирање е сличен на UL Standard 94, но параметрите за тестирање се различни.

Точка на топење (ГОСТ 21533-76).Суштината на методот е да се измери температурата при која исчезнува двојното прекршување од пластичен примерок загреан со контролирана брзина на сцената на поларизирачки микроскоп. Методот се користи за кристализација на пластика. Стандардот е во согласност со меѓународните стандарди ISO 3146-74 во однос на методот PHA и ISO 1218-75 методот А во однос на методот VA.

Истегнување (ГОСТ 11262-80).Методот се заснова на истегнување на примерокот со одредена стапка на напрегање, при што се одредуваат следните индикатори: издолжување, јачина на отстапување, крива оптоварување-издолжување, јакост на истегнување, цврстина на истегнување, цврстина на истегнување, издолжување при прекин, издолжување при максимално оптоварување , издолжување при јачина на отпуштање итн. Механичките тестови на истегнување (напрегање, деформација, модул на еластичност, цврстина на истегнување, цврстина на истегнување, напрегање на кинење, пропорционална граница итн.) според меѓународните стандарди се одредуваат во согласност со ISO 527 (DIN 53455 , 53457 , ASTM D 638M).

Компресија (ГОСТ 4651-82).Методот се заснова на оптоварување на тест примерокот со компресивно растечко оптоварување со одредена стапка на напрегање. Со овој метод се одредуваат следните показатели: напрегање на притисок, напрегање на притисок, напрегање на притисок во точката на попуштање, напрегање на прекин на притисок, коефициент на флексибилност итн.

Статично свиткување (ГОСТ 4648-71).Суштината на методот е дека примерокот за тестирање, слободно легнат на две потпори, накратко се вчитува во средината помеѓу потпорите. Во овој случај, се одредува следново: напрегањето на свиткување и вредноста на отклон во моментот на уништување за пластика што не успева при дадена вредност на отклон или пред да ја достигне оваа вредност; напрегање на свиткување при дадена вредност на отклонување за пластика што не се откажува при дадена вредност на отклон или пред да ја достигне оваа вредност; напрегање на свиткување при максимално оптоварување за пластика во која, при дадена вредност на отклонување или пред да ја достигне оваа вредност, товарот минува низ максимум; напрегање на свиткување при дефект или максимално оптоварување, кога отклонот ја надминува одредената вредност на отклон, доколку тоа е предвидено во регулаторната и техничката документација за пластика. Тестовите за механичко свиткување според меѓународните стандарди се дефинирани во согласност со ISO 178 (DIN 53452, ASTM D 790).

Јачина на удар (јачина).

Според Charpy (ГОСТ 4647-80). Одредувањето на јакоста на удар на Charpy под одредени услови се користи за проучување на однесувањето на пластичните примероци при тестови на удар, како и за одредување на силата на удар. Суштината на методот е тест во кој примерокот што лежи на две потпори е подложен на удар на нишалото, при што линијата на удар се наоѓа во средината помеѓу потпорите и директно спроти засекот за засечените примероци. Стандардот е целосно усогласен со ISO 179-82 (ASTM D256). Овој метод има поширока област на покриеност во споредба со ISO 180.

Според Изод (ГОСТ 19109-84). Суштината на методот е да се уништи примерокот фиксиран на конзола со засек со удирање на нишалото низ примерокот на одредено растојание од местото на прицврстување. Стандардот е во согласност со ISO 180-82 (ASTM D256), освен за толеранцијата на дебелината на примерокот.

Модул на еластичност при напнатост, компресија и свиткување (ГОСТ 9550-81).

Истегнување. Суштината на методот е да се одреди модулот на еластичност на истегнување како однос на зголемувањето на напрегањето до соодветниот прираст во релативното издолжување. Модулот на истегнување како и другите испитувања на истегнување според меѓународните стандарди се одредуваат во согласност со ISO 527-2 (DIN 53455, 53457, ASTM D 638M).

Компресија. Суштината на методот е да се одреди модулот на еластичност при компресија како сооднос на зголемувањето на напрегањето со соодветниот прираст во релативното напрегање на притисок. Модулот на компресија на еластичност според меѓународните стандарди е одреден во согласност со ISO 604.

Свиткајте. Суштината на методот е да се одреди модулот на еластичност при свиткување како однос на зголемувањето на напрегањето до соодветниот прираст на релативната деформација. Модулот на свиткување како и другите тестови на виткање според меѓународните стандарди се одредуваат во согласност со ISO 178 (DIN 53452, ASTM D790).

Затегнувачко лази (ГОСТ 18197-82).Суштината на методот е да се примени константно затегнувачко оптоварување на испитната мостра долго време под услови на постојана температура и влажност. Однесувањето на пластиката кога се тестира за лази при напнатост ја карактеризира нивната сила при долготрајна изложеност на статичко оптоварување. Резултатите од тестовите за лази на истегнување може да се користат за да се предвиди однесувањето на пластичните делови (нивната деформација и дефект) при исти услови за тестирање и употреба на пластика.

Јачина на смолкнување (ГОСТ 17302-71).Методот се состои во одредување на големината на силата на смолкнување при сечење примерок по две рамнини.

Абразивно абење (ГОСТ 11012-69).Суштината на методот е да се одреди намалувањето на волуменот на примерокот како резултат на абразија. Индексот на абразија е наменет за компаративна проценка на абењето на пластиката при абразија без подмачкување. Опремата и режимите на тестирање според ГОСТ и ISO се различни. Меѓународните методи за тестирање на абење се специфицирани во ISO 3537 (DIN 52347, ASTM D1044) и се изведуваат на машина Taber.

Коефициент на триење (ГОСТ 11629-75).Метод за одредување на коефициентот на триење на пластика со лизгање на примероците по челична рамнина на противтело без подмачкување.

Одредување на цврстина.

(ГОСТ 4670-91, ISO 2039/1-87). Начин на вовлекување на натоварена топка вовлекувач.

(ГОСТ 24622-91, ISO 2039/2-87). Индексот на цврстина на Роквел е директно зависен од тврдоста на пластиката кога е вовлечен со вовлекувачот; колку е поголем индексот на цврстина на Роквел, толку е потврд материјалот.

(ГОСТ 24621-91, ISO 868-85). Тврдоста на брегот се одредува со вдлабнување со користење на два вида дурометри.

Методите за одредување на тврдоста и според меѓународните и според руските стандарди се идентични.

Густина (ГОСТ 15139-69).Суштината на методот е да се одреди густината на супстанцијата со односот на масата на примерокот со неговиот волумен, определен директно со мерење и мерење или со поместен волумен на течност за примероци со неправилна или тешко мерлива форма. Општиот принцип на тестирање е сличен на ISO 1183 (DIN 53479, ASTM D792).

Просечен коефициент на линеарно термичко проширување (ГОСТ 15173-70).Суштината на методот е да се тестира пластичен примерок, во кој се одредува следново: просечниот коефициент на линеарно термичко проширување во минималниот температурен опсег; просечниот коефициент на линеарно термичко проширување во одреден температурен опсег. Општиот принцип на методот е сличен на ASTM D696, DIN 53752.

Специфичен топлински капацитет (ГОСТ 23630.1-79).Стандардот воспоставува метод за одредување на специфичен топлински капацитет во температурен опсег од -100°C до +400°C. Суштината на методот е да се измери топлинскиот флукс апсорбиран од примерокот за време на монотониот режим на загревање на динамичен калориметар, кој се карактеризира со времето на задоцнување на температурата на мерач на топлина со позната ефективна топлинска спроводливост. Според меѓународните прописи, специфичниот топлински капацитет се одредува во согласност со ISO 22007-4:2008.

Топлинска спроводливост (ГОСТ 23630.2-79).Стандардот воспоставува метод за одредување на специфичен топлински капацитет во температурен опсег од -100°C до +400°C. Суштината на методот е да се измери термичкиот отпор на примерокот за време на монотон режим на загревање при одредени температури за тестирање. Според меѓународните прописи, топлинската спроводливост се одредува во согласност со ISO 22007-4:2008.

Температура на омекнување Vicat (ГОСТ 15088-83).Суштината на методот е да се одреди температурата на која стандарден вовлекувач, под влијание на сила, продира во примерокот за тестирање, загреан со константна брзина, до длабочина од 1 mm. Стандардот е целосно усогласен со ISO 306 (DIN 53460, ASTM D1525).

Температура на свиткување под оптоварување (ГОСТ 12021-84).Суштината на методот е да се одреди температурата на која примерокот за тестирање, хоризонтално лоциран на две потпори, под влијание на постојано оптоварување (при напрегање од 0,45 или 1,8 MPa) и загреан со постојана брзина, се свиткува за дадена износ. Стандардот одговара на ISO 75 (DIN 53461, ASTM D648), меѓутоа, поради различните големини на примероците за тестирање, вредностите на отпорност на топлина на деформација измерени со ISO методи може да бидат помали. Исто така, за методот ASTM се користи притисок од 1,82 MPa.

Тестови за отпорност на температура (ГОСТ 9.715-86).Отпорноста на материјалот на температура се утврдува врз основа на резултатите од тестот на примероците од материјалот при определување: температурни опсези во кои се случуваат хемиски и (или) физички процеси во материјалот, вклучително и процеси придружени со промена на масата на примерокот; опсегот на напрегања и температури во кои примероците ја задржуваат својата форма и интегритет (за инженерска пластика).

Стареење на пластиката под влијание на природни и вештачки климатски фактори (ГОСТ 9.708-83).Суштината на методот е дека примероците се изложени на природни климатски фактори на климатските станици за одредено времетраење на тестот и отпорноста на одреденото влијание се одредува со промени во еден или повеќе индикатори на својства (физичко-механички, електрични, оптички, изглед итн. . ).

Тест методи за полимерни материјали

Механички тестови. Тестови за цврстина. Тестови за јачина на удар. Термички тестови. Електрични тестови. Оптички тестови. Физички тестови. Реолошки тестови. Тестови за запаливост.

Механички тестови

1. Модул на јакост, деформација и истегнување ISO R527 (DIN 53455, DIN 53457, ASTM D638M)

Основата за разбирање на својствата на материјалот е информацијата за тоа како материјалот реагира на секое оптоварување. Знаејќи ја количината на деформација произведена од дадено оптоварување (напрегање), дизајнерот може да го предвиди одговорот на одреден производ на неговите работни услови. Односите на затегнување напон-деформација се најшироко објавените механички својства за споредување на материјали или дизајнирање на специфични производи.

Лабораториска инсталација за механичко испитување

Тест брзини:
Брзина А - 1 mm/min - модул на истегнување.
Брзина Б - 5 mm/min - дијаграм на напрегање на истегнување за смоли исполнети со стаклени влакна.
Брзина C - 50 mm/min - дијаграм на напрегање на истегнување за неполнети смоли.

Односите на напрегање-деформација се одредуваат на следниов начин. Примерокот во облик на двојно сечило се протега со константна брзина и се евидентира применетото оптоварување и издолжувањето. По ова, се пресметуваат напрегањата и напрегањата:

Универзален тест примерок ISO R527

Дијаграм на напон
О: Граница на пропорционалност.
Б: Јачина на принос.
В: Јачина на истегнување.
X: Уништување.
0-A: Регион за јачина на принос, еластични својства.
По А: Својства на пластика.

2. Модул на јакост и виткање ISO 178 (DIN 53452, ASTM D790)


Модерна машина за тестирање на свиоци: „Флексометар“

Јачината на свиткување е мерка за тоа колку материјалот се спротивставува на свиткување или „колку е крут материјалот“. За разлика од оптоварувањето на истегнување, при испитувањето на свиткување сите сили дејствуваат во иста насока. Во средината на распонот се става обична, едноставно поддржана прачка: на тој начин се создава товар од три точки. На стандардна машина за тестирање, врвот за полнење притиска на примерокот со константна брзина од 2 mm/min.

За да се пресмета модулот на свиткување на еластичност, од снимените податоци се конструира крива на отклон наспроти оптоварување. Почнувајќи од почетниот линеарен дел на кривата, користете минимум пет вредности на оптоварување и отклонување.

Модулот на свиткување (односот на напрегањето и напрегањето) најчесто се споменува кога се однесуваат на еластичните својства. Модулот на свиткување на еластичност е еквивалентен на наклонот на тангентата линија на кривата напрегање/напрегање во оној дел од кривата каде што пластиката сè уште не е деформирана.

Вредностите на напрегањето и модулот на еластичност при свиткување се мерат во MPa.

Тестови за свиткување

3. Тест на абење на машината Табер ISO 3537 (DIN 52347, ASTM D1044)

Тестови за абење на машина Табер

Овие тестови ја мерат количината на загуба од абразија со абразија на примерокот со помош на машина Табер. Примерокот е фиксиран на диск што ротира со фреквенција од 60 вртежи во минута. Силите создадени од теговите ги притискаат абразивните тркала врз примерокот. По одреден број циклуси, тестовите се прекинуваат. Масата на загуба од абразија е дефинирана како маса на честички кои се отстранети од примерокот: оваа маса се изразува во mg/1000 циклуси. Абразивните тркала се всушност заострување на камења во облик на круг. Се користат различни видови на овие кругови.

4. Споредба на методите ISO (Меѓународна организација за стандардизација) и ASTM (Американско здружение за тестирање и материјали).

Примената на ISO методот не само што ги менува условите за тестирање и димензиите на тестната мандрела (во споредба со методот ASTM), туку бара и стандардизирани дизајни на калапи и услови за обликување во согласност со ISO 294. Ова може да резултира со разлики во објавените вредности - не поради промена на својствата на материјалот, но поради промена на методот на испитување. Според методот ASTM, тест-примерокот има дебелина од 3 mm, додека ISO има избрано примероци со дебелина од 4 mm.

Тестови за цврстина

1. Споредба на тврдоста според Бринел, Роквел и Шор


Сооднос на скалата на цврстина

Тестот Роквел ја одредува тврдоста на пластиката по еластичното обновување на деформацијата на примерокот за време на тестирањето. Ова се разликува од тестовите за цврстина Бринел и Шор: во овие тестови, цврстината се одредува според длабочината на пенетрација под оптоварување и, според тоа, исклучува какво било еластично враќање на деформацијата на материјалот. Затоа, вредностите на Роквел не можат директно да се поврзат со вредностите на тврдоста на Бринел или Шор.

Опсегот на цврстина на Shore A и D може да се спореди со опсегот на цврстина на Бринел. Сепак, не постои линеарна корелација.

2. Цврстина на Бринел ISO 2039-1 (DIN 53456)

Определување на цврстина на Бринел

Полирано стврднато челично топче со дијаметар од 5 mm се втиснува на површината на пробата за тестирање (најмалку 4 mm дебелина) со сила од 358 N. 30 секунди по нанесувањето на товарот, се мери длабочината на вдлабнувањето. Тврдоста на Бринел H 358/30 се пресметува како „применет товар“ поделен со „површината на отпечатокот“.

Резултатот е изразен во N/mm2.

3. Роквел цврстина ISO 2039-2

Определување на цврстина на Роквел

Бројот на цврстина на Роквел директно се однесува на тврдоста на отпечатокот на пластиката: колку е поголем бројот, толку е потврд материјалот. Поради малото преклопување на скалите за цврстина на Роквел за ист материјал, можно е да се добијат два различни бројки на две различни скали, од кои и двете може да се технички исправни.

Вовлекувачот, кој е полиран стврднат челичен топче, се притиска на површината на примерокот за тестирање. Дијаметарот на топката зависи од користената скала Роквел. Примерокот се натоварува со „мало оптоварување“, потоа со „главно оптоварување“, а потоа повторно со истото „мало оптоварување“. Вистинското мерење се заснова на вкупната длабочина на пенетрација, оваа длабочина се пресметува како вкупна длабочина по отстранувањето на главниот товар минус обновувањето на еластичноста по отстранувањето на главниот товар и минус длабочината на пенетрација при мало оптоварување. Бројот на цврстина на Роквел се пресметува како „130 минус длабочината на пенетрација во единици од 0,002 mm“.

Пренослив Rockwell Тестер на цврстина Лабораторија Rockwell Тестер на цврстина

Броевите за цврстина на Роквел треба да бидат помеѓу 50 и 115. Вредностите надвор од овие граници се сметаат за неточни: мерењето мора да се повтори повторно со помош на следната потврда скала. Вагите ја зголемуваат тврдоста од R преку L до M (со зголемување на тврдоста на материјалот). Товарите и дијаметрите на вовлекувачите се подетално наведени во табелата.

Скала за цврстина Дијаметар на вовлекување на топката Роквел, mm
Р 98,07 588,4 12,7
Л 98,07 588,4 6,35
М 98,07 980,7 6,35

Ако за помек материјал е потребна скала помалку тешка од скалата R, тогаш Роквеловиот тест за цврстина не е соодветен. Потоа можете да го користите методот на тврдост Shore (ISO 868), кој се користи за материјали со низок модул.

4. Цврстина на брегот ISO 868 (DIN 53505, ASTM D2240)

Одредување на цврстина на брегот

Вредностите на тврдоста на брегот се отчитувања на скалата што се добиваат кога специфична челична прачка продира во пластиката. Оваа цврстина се одредува со два вида склероскопи, од кои и двата имаат калибрирани пружини за нанесување оптоварување на вовлекувачот. Склероскопот А се користи за помеки материјали, а склероскопот Д се користи за поцврсти материјали.

Вовлекувачи за склероскопи

Вредностите на тврдоста на брегот варираат:
од 10 до 90 за склероскоп Shore тип А - меки материјали,
од 20 до 90 за склероскоп Shore тип D - тврди материјали.
Ако измерените вредности се >90А, материјалот е премногу тврд и мора да се користи склероскоп D.
Доколку измерените вредности<20D, то материал слишком мягок, и должен применяться склероскоп А.

Не постои едноставна врска помеѓу тврдоста измерена со овој метод на тестирање и другите основни својства на материјалот што се тестира.

Тестови за влијание

1. Концептот на сила на удар

Во стандардните тестови, како што се тестовите за истегнување и свиткување, материјалот полека ја апсорбира енергијата. Во реалноста, материјалите многу често брзо ја апсорбираат енергијата на применетата сила, на пример, силите од предмети што паѓаат, удари, судири, падови итн. Целта на тестирањето на ударот е да се симулираат такви услови.

Методите Izod и Charpy се користат за проучување на својствата на одредени примероци под дадени ударни напрегања и за оценување на кршливоста или цврстината на примероците. Резултатите од тестовите од овие методи не треба да се користат како извор на податоци за пресметките на дизајнот на компонентите. Информациите за типичните својства на материјалот може да се добијат со тестирање на различни типови на испитни примероци подготвени под различни услови, менувајќи го радиусот на засекот и температурата на испитувањето.

Тестовите со користење на двата методи се вршат на двигател на удар на нишалото. Примерокот се стега во порок, а од дадена височина се ослободува двигател на удар на нишалото со зацврстена површина на удар од челик со одреден радиус, што предизвикува стрижење на примерокот при ненадејно оптоварување. Преостанатата енергија на двигателот на купот на нишалото го крева нагоре. Разликата помеѓу висината на падот и висината на враќање ја одредува енергијата потрошена за уништување на примерокот за тестирање. Овие тестови може да се извршат на собна температура или на намалени температури за да се одреди ладна кршливост. Тест примероците може да се разликуваат по видот и големината на исечоците.

Резултатите од тестовите за влијание на падот на тежината, како што е методот Гарднер или тестот за заоблена плоча, зависат од геометријата на тежината на падот и поддршката. Тие можат да се користат само за одредување на релативниот ранг на материјалите. Резултатите од тестот за удар не може да се сметаат за апсолутни освен ако геометријата на опремата за тестирање и примерокот не ги исполнуваат барањата на крајната апликација. Може да се очекува дека релативното рангирање на материјалите според двата методи на тестирање ќе биде исто ако природата на уништувањето и брзините на удар се исти.

2. Толкување на резултатите од тестот за влијание - Споредба на методите ISO и ASTM

Карактеристиките на ударот можат многу да зависат од дебелината на примерокот и молекуларната ориентација. Различните дебелини на примероците што се користат во методите ISO и ASTM може да имаат многу значаен ефект врз вредностите на силата на удар. Промената на дебелината од 3 mm на 4 mm може да резултира дури и со промена на режимот на дефект од еластичен во кршлив поради влијанието на молекуларната тежина и дебелината на засечениот примерок користејќи го методот Izod, како што е прикажано за поликарбонатните смоли. Материјалите што веќе покажуваат кршлива шема на фрактура со дебелина од 3 mm, на пример, материјали со минерални и фиберглас полнила, не се засегнати со промена на дебелината на примерокот. Материјалите со модифицирачки адитиви кои ја зголемуваат силата на удар ги имаат истите својства.

Влијание на дебелината и молекуларната тежина на засечениот примерок врз резултатите од Izod тестовите за удар на поликарбонатни смоли

Неопходно е јасно да се разбере дека:
Не се сменија материјалите, туку само методите на тестирање;

Споменатиот премин од еластична во кршлива фрактура игра незначителна улога во реалноста: огромното мнозинство на дизајнирани производи имаат дебелина од 3 mm или помалку.

3. Јачина на удар според Izod ISO 180 (ASTM D256)

Лабораториски инструмент за мерење на сила на удар Изод

Испитувањето на удар на изод на засечени примероци стана стандарден метод за споредување на силата на удар на пластиката. Сепак, резултатите од овој метод на тестирање не соодветствуваат со реакцијата на удар на обликуваниот производ во реална средина. Поради различната чувствителност на материјалите, овој метод на тестирање може да дозволи отфрлање на некои материјали. Иако резултатите од овие тестови често се бараат како значајни мерки за отпорност на удар, овие тестови имаат тенденција да ја мерат чувствителноста на материјалот наместо способноста на пластиката да издржи удар.

Резултатите од овие тестови се широко користени како референца за споредување на силата на удар на материјалите. Испитувањето на удар на Izod на засечените примероци е најдобро прилагодено за одредување на јачината на ударот на производите кои имаат многу остри агли, како што се ребрата, ѕидовите што се вкрстуваат и други области со концентрација на стрес. При тестирање на јакоста на удар на Izod на незасечени примероци, се користи истата геометрија на оптоварување, освен што примерокот е незасечен (или е затегнат во порок во превртена положба). Овој тип на тест секогаш дава подобри резултати од Izod notched тестовите поради отсуството на точки на концентрација на стрес.

Јачината на ударот на засечените примероци со помош на методот Изод е енергијата на ударот потрошена за уништување на засечениот примерок, поделена со оригиналната површина на пресекот на примерокот на местото на засекот. Оваа јачина се изразува во килоџули по квадратен метар: kJ/m2. Примерокот е прицврстен вертикално во менгемето на ударниот двигател.

ISO ознаките го одразуваат типот на примерокот и видот на сечењето:
ISO 180/1A го означува примерокот тип 1 и засекот тип А. Како што може да се види на сликата подолу, примерокот тип 1 е долг 80 mm, висок 10 mm и дебел 4 mm.
ISO 180/1O го претставува истиот примерок 1, но прицврстен во превртена положба (пријавен како „неотсечен“).
Примероците ASTM имаат слични димензии: ист радиус во основата на засекот и иста висина, но се разликуваат по должина - 63,5 mm и, уште поважно, во дебелина - 3,2 mm.

Резултатите од тестот ISO се одредуваат како енергија на удар во џули потрошена за фрактура на тест-примерокот поделена со површината на напречниот пресек на примерокот на локацијата на засекот. Резултатот е изразен во лоѓули по квадратен метар: kJ/m2.

Резултатите од тестот ASTM се одредуваат како енергијата на ударот во џули поделена со должината на засекот (т.е. дебелината на примерокот). Тие се изразени во џули на метар: J/m. Практичниот фактор на конверзија е 10: т.е. 100 J/m е еднакво на приближно 10 kJ/m2.

Различните дебелини на примероците може да резултираат со различни толкувања на „цврстина“, како што е прикажано одделно.


Примероци за мерења на силата на удар

Изод метод за мерење на силата на удар

4. Јачина на удар според Charpy ISO 179 (ASTM D256)

Уред за мерење на јачината Charpy

Главната разлика помеѓу методите Charpy и Izod е методот на инсталирање на примерокот за тестирање. Кога се тестира со методот Charpy, примерокот не се стега, туку слободно се поставува на потпора во хоризонтална положба.

ISO ознаките го одразуваат типот на примерокот и видот на сечењето:
ISO 179/1C означува примерок тип 2 и засек тип CI;
ISO 179/2D го означува примерокот тип 2, но неотсечен.

Метод за мерење на силата на ударот Charpy

Примероците користени според методот DIN 53453 имаат слични димензии. Резултатите и за методите ISO и DIN се дефинирани како енергија на удар во џули апсорбирана од тест-примерокот поделена со површината на напречниот пресек на примерокот на локацијата на засекот. Овие резултати се изразени во килоџули по квадратен метар: kJ/m2.

Термички тестови

1. Отпорност на топлина според Vicat ISO 306 (DIN 53460, ASTM D1525)

Лабораториски Vicat тестер за отпорност на топлина

Овие тестови обезбедуваат температура на која пластиката почнува брзо да омекнува. Тркалезна игла со рамни завршетоци со површина на пресек од 1 mm² се вметнува во површината на пластично тесто под одредено оптоварување и температурата се зголемува со униформа брзина. Отпорност на топлина на Vicat (VST - Vicat точка на омекнување) е температурата при која пенетрацијата достигнува 1 mm.

Одредување на отпорност на топлина според Vicat

Стандардот ISO 306 опишува два методи:
Метод А - оптоварување 10 N;
Метод Б - оптоварување 50 N.
...со две можни стапки на пораст на температурата:

50 °C/час;
120 °C/час.
Резултатите од ISO тестовите се пријавени како A50, A120, B50 или B120. Тестниот состав се потопува во грејна бања со почетна температура од 23 °C. По 5 минути, се нанесува оптоварување од 10 или 50 N. Температурата на бањата на која врвот на вовлекувачот е вграден до длабочина од 1 + 0,01 mm се евидентира како отпорност на топлина Vicat на материјалот при избраното оптоварување и стапка на температура зголемување.

2. Интерпретација на споредба на топлинските карактеристики на методите ISO и ASTM

Може да се најдат некои разлики во објавените резултати со користење на методот ISO во споредба со стандардите ASTM поради различните големини на примероците за тестирање: вредностите на отпорност на термички напор, измерени со ISO методи, може да бидат помали.

3. Отпорност на топлина на деформација и отпорност на топлина на деформација под оптоварување ISO 75 (DIN 53461, ASTM D648)

Отпорот на топлина на деформација е релативна мерка за способноста на материјалот да издржи стрес за краток временски период при покачени температури. Овие тестови го мерат ефектот на температурата врз вкочанетоста со примена на специфични површински напрегања на стандарден тест парче и зголемување на температурата со еднаква брзина.

Примероците што се користат во тестовите се или жарени или незагреани. Калењето е процес во кој примерокот се загрева до одредена температура, се задржува на таа температура одреден временски период, а потоа постепено се спушта до температурата на околината. Ваквите дејства овозможуваат да се намалат или целосно да се отстранат внатрешните напрегања во телото на примерокот што настанале, на пример, при забрзана полимеризација во машина за обликување со инјектирање.

И во ISO и ASTM стандардите, натоварениот тест примерок се потопува во грејна бања исполнета со силиконско масло.

Површинските напрегања на примерокот се:

Ниско - за ISO и ASTM методи - 0,45 MPa;
Високо - за методот ISO - 1,80 MPa, а за методот ASTM - 1,82 MPa.
Дозволено е силата да се применува 5 минути, но овој период на задржување може да се испушти ако материјалите за тестирање не покажат значително лази во текот на првите 5 минути. По 5 минути, почетната температура на капењето од 23 °C се зголемува со еднаква брзина од 2 °C/мин.

Деформацијата на примерокот за тестирање постојано се следи:

температурата при која девијацијата достигнува 0,32 mm (ISO) и 0,25 mm (ASTM) се евидентира како „отпорност на топлина на напрегање под оптоварување“ или едноставно „отпорност на топлина на деформација“ (температура на термичка деформација).

Иако не се споменува во ниту еден стандард за тестирање, најчесто се користат две кратенки:

DTUL - Отпорност на топлина на деформација под оптоварување
HDT - Отпорност на топлина на деформација или отпорност на топлина на свиткување

Одредување на отпорност на деформација на топлина

Во општа пракса, кратенката DTIL се користи за резултати добиени со методот ASTM, а кратенката HDT се користи за резултати добиени со методот ISO.
Во зависност од создадениот површински стрес, буквите A или B се додаваат на кратенката HDT:

HDT/A за оптоварување 1,80 MPa
HDT/B за оптоварување 0,45 MPa

4. Отпорност на деформација на топлина (HDT) и аморфна и полукристална пластика

За аморфните полимери, вредностите на HDT приближно се совпаѓаат со температурата на транзиција на стаклото Tg на материјалот.

Бидејќи аморфните полимери немаат специфична точка на топење, тие се обработуваат во нивната високо еластична состојба на температури над Tg.

Кристалните полимери можат да имаат ниски вредности на HDT, а сепак имаат структурна корист при повисоки температури: методот на определување на HDT е повеќе репродуктивен со аморфна пластика отколку со кристална. Некои полимери може да бараат калење (жарење) на тест примероци за да се добијат сигурни резултати.

Кога на полимерот се додаваат стаклени влакна, неговиот модул се зголемува. Бидејќи HDT е температурата на која материјалот има одреден модул, зголемувањето на модулот ја зголемува и вредноста на HDT. Стаклените влакна имаат поголем ефект врз HDT на кристалните полимери во споредба со аморфните полимери.

Иако е широко користен за да укаже на перформансите на високи температури, HDT тестирањето симулира само тесен опсег на услови. Во многу апликации на високи температури, производите работат на повисоки температури, повисоки оптоварувања и без потпори. Затоа, резултатите добиени со овој метод на тестирање не ја претставуваат максималната температура на примена, бидејќи во вистинската практика, значајните фактори како што се времето, оптоварувањето и површинскиот стрес може да се разликуваат од условите за тестирање.

5. Притискање во топката EC335-1

Ова се тестови за отпорност на топлина слични на тестот Vicat. Примерокот се поставува хоризонтално на потпора во грејната комора и во неа се втиснува топка со дијаметар од 5 mm со сила од 20 N. По еден час, топката се отстранува, примерокот се лади во вода 10 секунди. и се мери отпечатокот што го остави топката. Ако дијаметарот на вдлабнување е помал од 2 mm, тогаш се смета дека материјалот го поминал тестот за вовлекување на топката на таа температура.

Тест за вовлекување на топката

Во зависност од апликацијата, температурата на тестот може да варира:
75 °C за неживи делови,
125 °C за делови под напон.

6. Топлинска спроводливост ASTM C 177

Термоизолационите својства на пластиката се одредуваат со мерење на топлинската спроводливост. На двете страни на мала загреана плоча се поставуваат широки пластични плочи, а на слободните површини на плочите се прицврстени ладилници. Топлинските изолатори сместени околу комората за тестирање спречуваат радијална загуба на топлина. Потоа може да се измери аксијалниот проток на топлина низ пластичните плочи. Резултатите се запишуваат во W/m°C.

7. Релативен индекс на топлинска спроводливост, RTI UL 746B

Порано наречена Температура за континуирана употреба (CUTR), релативниот температурен индекс (RTI) е максималната работна температура при која сите критични својства на материјалот остануваат во прифатливи граници во подолг временски период.

Според стандардот UL 746B, на еден материјал може да му се доделат три независни RTI индекси:

Електрични - со мерење на диелектричната јачина на диелектрикот.
Ударен механички - со мерење на цврстина на удар на истегнување.
Ненапрегнат механички - со мерење на цврстина на истегнување.
Овие три својства беа избрани како критични во тестовите поради нивната чувствителност на високи температури при употреба.

Термичките перформанси на материјалот се тестираат на долг временски период во споредба со втор контролен материјал за кој е веќе одреден RTI индексот и кој покажа добри перформанси.

Врз основа на терминот „релативен температурен индекс“, се користи контролниот материјал бидејќи карактеристиките кои се влошуваат со зголемување на температурата се инхерентно чувствителни на променливите на самата програма за тестирање. Контролниот материјал е под влијание на истите специфични комбинации на овие фактори за време на тестирањето, што обезбедува валидна основа за споредба со материјалот за тестирање.

Идеално, долгорочните термички перформанси може да се проценат со стареење на материјалот за тестирање на нормална температура за подолг временски период. Сепак, ова не е практично за повеќето апликации. Затоа, забрзаното стареење се јавува при значително повисоки температури. За време на процесот на стареење, примероците од испитните и контролните материјали се ставаат во печки во кои се одржува одредена константна температура. Примероците од материјалите за тестирање и контрола се отстрануваат во одредено време, а потоа се тестираат за да се осигура дека нивните основни својства се задржани. Со мерење на трите споменати својства во функција на времето и температурата, може математички да се пресмета „крајот на животот“ за секоја температура. Овој „крај на животот“ се дефинира како време во кое својствата на материјалот се влошиле за 50% во споредба со неговите оригинални својства. Со замена на податоците од тестот во равенката Арениус, може да се одреди максималната температура на која материјалот за испитување ќе има задоволителен работен век. Оваа пресметана температура е RTI индекс за секое својство на материјалот.

Разбирањето на методологијата за одредување на индексот RTI му овозможува на дизајнерот да го користи овој индекс за да предвиди како деловите формирани од даден материјал ќе работат во вистинската услуга при покачени температури.

8. Коефициент на линеарна термичка експанзија ASTM D696, DIN 53752

Секој материјал се шири кога се загрева. Полимерните делови кои се обликувани со инјектирање се шират и ја менуваат големината како што се зголемува температурата. За да го проценат ова проширување, дизајнерите го користат коефициентот на линеарна термичка експанзија (CLTE), кој ги мери промените во должината, ширината и дебелината на обликуваниот дел. Аморфните полимери генерално покажуваат постојани стапки на експанзија низ нивниот практичен температурен опсег. Кристалните полимери генерално покажуваат зголемени стапки на експанзија на температури над нивната температура на стаклена транзиција.

Додавањето на полнила кои создаваат анизотропија значително влијае на коефициентот CLTE на полимерот. Стаклените влакна обично се ориентирани во насока на предниот дел на протокот: кога полимерот се загрева, влакната го спречуваат ширењето по нивната оска и го намалуваат коефициентот CLTE. Во насоки нормални на насоката и дебелината на протокот, коефициентот CLTE ќе биде поголем.

Полимерите може да се формулираат да имаат вредност CLTE што одговара на коефициентите на термичка експанзија на металите или другите материјали што се користат во композитните структури, како што се автомобилските делови.

Електрични тестови

1. Диелектрична јачина IEC 243-1

Лабораториска инсталација за мерење на електрична јачина

Диелектричната јачина ја рефлектира електричната јачина на изолационите материјали на различни фреквенции на напојување (од 48 Hz до 62 Hz) или е мерка за отпорност на распаѓање на диелектричен материјал под применет напон. Применетиот напон непосредно пред распаѓањето се дели со дебелината на примерокот за да се добие резултат во kV/mm.

Околината може да биде воздух или масло. Зависноста од дебелината може да биде значајна, и затоа сите резултати се запишуваат на дадена дебелина на примерокот.

Многу фактори влијаат на резултатите:

Дебелина, униформност и содржина на влага на примерокот за тестирање;
Димензии и топлинска спроводливост на тест електроди;
Фреквенција и бранова форма на применетиот напон;
Амбиентална температура, притисок и влажност;
Електрични и термички карактеристики на животната средина.
2. Површинска отпорност IEC 93 (ASTM D257)

Кога изолационата пластика е под напон, дел од вкупната струја ќе тече по површината на пластиката ако има друг проводник или жица за заземјување поврзан со производот. Отпорноста на површината е мерка за способноста да се спротивстави на оваа површинска струја.

Се мери како отпор кога директна струја тече помеѓу електродите монтирани на површина со единечна ширина со единечно растојание меѓу нив. Овој отпор се мери во Ом, понекогаш наречен „Ом по квадрат“.

3. Обемна отпорност IEC 93 (ASTM D257)

Кога електричен потенцијал се применува преку изолатор, протокот на струја ќе биде ограничен од отпорните својства на материјалот. Обемната отпорност е електричниот отпор кога електричен напон се применува на спротивните страни на единицата коцка.

Измерено во Ом*см. Обемната отпорност е под влијание на условите на околината што делуваат на материјалот. Се менува обратно на температурата и малку се намалува во влажни средини. Материјалите со волуменска отпорност поголема од 108 Ohm*cm се сметаат за изолатори. Делумните проводници имаат вредности на отпорност на волумен од 103 до 108 Ohm*cm.

4. Релативна диелектрична константа IEC 250

Како што е наведено во стандардот IEC 250, „релативната диелектрична константа на изолациониот материјал е односот на капацитетот на кондензаторот во кој просторот помеѓу и околу електродите е исполнет со изолационен материјал до капацитетот на кондензатор со иста електрода. конфигурација во вакуум“.

Во апликациите за диелектрични наизменична струја, потребните карактеристики се добра отпорност и мала дисипација на енергија. Електричната дисипација предизвикува електронските компоненти да функционираат неефикасно и предизвикува зголемување на температурата на пластичниот дел, кој служи како диелектрик. Во идеален диелектрик, на пример во вакуум, нема загуби на енергија поради диполското движење на молекулите. Кај цврстите материјали, како што е пластиката, движењето на диполите станува еден од факторите кои влијаат. Мерка за оваа неефикасност е релативната диелектрична константа (порано наречена диелектрична константа).

Ова е бездимензионален коефициент добиен со делење на паралелната капацитивност на систем со пластичен диелектричен елемент со капацитетот на систем со вакуум како диелектрик. Колку е помал овој број, толку подобри перформанси на материјалот како изолатор.

5. Коефициент на дисипација IEC 250

Како што е наведено во стандардот IEC 250, „аголот на диелектрична загуба на изолациониот материјал е аголот со кој фазната разлика помеѓу применетиот напон и примената струја отстапува од радијаните Pi/2 кога диелектрикот на кондензаторот се состои само од диелектрикот материјал што се испитува. Фактор на дисипација tg d на диелектрикот на изолациониот материјал е тангента на загуба d".

Во идеален диелектрик, кривите на напонот и струјата се точно 90° надвор од фаза. Кога диелектрикот станува помалку од 100% ефикасен, тековната бранова форма почнува да заостанува зад напонот во директна пропорција. Количината на тековниот бран што отстапува од 90° надвор од фаза со напонот се дефинира како „агол на диелектрична загуба“. Тангентата на овој агол се нарекува „тангента на загуба“ или „фактор на дисипација“.

Нискиот фактор на дисипација е многу важен за пластичните изолатори во апликации со висока фреквенција, како што се радарска опрема и делови кои работат во микробранови средини: пониските вредности одговараат на подобри диелектрични материјали. Високиот фактор на дисипација е од суштинско значење за перформансите на заварувањето.

Релативната диелектрична константа и коефициентот на дисипација се мерат на истата опрема за тестирање. Добиените резултати од тестот се многу зависни од температурата, содржината на влага, фреквенцијата и напонот.

6. Отпорност на лак ASTM D495

Во случаи кога електричната струја е дозволено да помине низ површината на изолатор, површината се оштетува по одреден временски период и станува спроводлива.

Отпорот на лакот е количината на време во секунди што е потребно за изолационата површина да стане спроводлива под лак со висок напон и ниска струја. Алтернативно, отпорот на лакот се однесува на времето кога пластичната површина може да се спротивстави на формирање континуирана проводна патека кога е изложена на висок напон со лак со ниска јачина на струја под специфични услови.

7. Компаративен индекс за следење (Comparative breakdown index) IEC 112

Индексот за следење ја претставува релативната отпорност на електричните изолациони материјали за да формираат проводен пат кога електростатички наполнетата површина е изложена на водени загадувачи. Утврдувањата на споредбениот индекс на следење (CTI) и тестовите CTI-M се вршат за да се оцени безбедноста на компонентите што содржат живи делови: изолациониот материјал помеѓу деловите под напон мора да биде отпорен на диелектрично следење. CTI се дефинира како максимален напон при кој не се јавува дефект на изолацијата по изложување на 50 капки воден раствор на амониум хлорид. Пожелни се високи вредности на CTI. Материјалите што ги исполнуваат барањата за CTI на 600 V се нарекуваат смоли за „високо следење“.

Постапката за тестирање за одредување на индексот CTI е сложена. Влијателни фактори се состојбата на електродите, електролитот и површината на примерокот, како и применетиот напон.

Резултатите може да се намалат со додавање адитиви, како што се:

Пигменти, особено саѓи,
Антипиринов,
Стаклени влакна.
Затоа, генерално не е препорачливо да се користат материјали што содржат пирин забавувачи, саѓи и стаклени влакна каде отпорот на диелектрично следење е примарен услов.

Минералите (TiO2) имаат тенденција да ги зголемат вредностите на CTI.

8.CTI тестови

Тестовите на CTI се вршат со користење на две платински електроди со наведени димензии, рамномерно одмараат со малку заоблени рабови „длето“ на примерокот за тестирање.

Минималниот напон кој се применува на електродите е обично 175 V. Ако деловите се под висок електростатички напон, тогаш потенцијалната разлика се поставува на 250 V. Напонот се применува во фази од 25 V: максималниот напон е 600 V.

Површината на испитниот материјал се навлажнува со 50 капки 0,1% раствор на амониум хлорид во дестилирана вода (т.н. раствор А), паѓајќи централно помеѓу двете електроди. Големината и зачестеноста на паѓањето на капките на електролитот се регулирани. Ако нема струја на избраниот напон, тестот се повторува со напон зголемен за 25 V додека не се појави струја. Овој напон, намален за еден чекор од 25 V, се нарекува индекс CTI. Тестот потоа се повторува со напон 25 V под напонот CTI, но со 100 капки електролит наместо 50. Определете го напонот на кој 100 капки не произведуваат струја. Оваа вредност може да се пријави во загради () како додаток на вредноста на CTI кога се изложени на 50 капки електролит.


CTI тест

9. CTI-M тестови

Тестот CTI-M е сличен на тестот CTI, освен што користи поагресивно средство за навлажнување (М е кратенка од францускиот збор „mouille“ - „навлажнета“). Растворот Б содржи 0,1% амониум хлорид и 0,5% алкил нафталин сулфонат. Дупките создадени од ерозија исто така може да се измерат и да се евидентира нивната длабочина.
Пример за регистрација: CTI 375 (300) M-0.8 значи:

50 капки раствор Б не создаваат струја на напон од 375 V.
100 капки не создаваат струја на напон од 300 V.
Длабочината на ерозивните дупки на површината на примерокот може да биде 0,8 mm.

Во согласност со стандардот UL94, развиен е сет на тестови за класификација на безбедноста на материјалите што се користат за компоненти на електрични уреди за отпорноста на полимерот на електрична струја и пожар.

Врз основа на резултатите од овие тестови, материјалите се поделени во категории на PLC (Категории на ниво на изведба):

Компаративен индекс за следење

Отпорност на лак, D495

Оцена на висок напонски лак (HVTR)

Тест за запаливост на топла жица (HWI).

Палење со висок лак (HAI)

NA - Број на испуштања пред палење Категорија PLC
120 <= NA 0
60 <= NA < 120 1
30 <= NA < 60 2
15 <= NA < 30 3
0 <= NA < 15 4

Оптичко тестирање

1. Заматеност и пропустливост на светлина ASTM D1003

Маглата е предизвикана од расејување на светлината во материјалот и може да се должи на влијанието на молекуларната структура, степенот на кристализација или туѓите подмножества на површината или во полимерниот примерок. Маглата е карактеристична само за проѕирните или проѕирните материјали и не се однесува на непроѕирните материјали. Маглата понекогаш се смета за спротивна на сјајот, што само по себе може да биде апсорпција на упадниот зрак светлина. Меѓутоа, методот за тестирање на магла всушност ја мери апсорпцијата, преносот и отклонувањето на зракот светлина од проѕирен материјал.

Примерокот се поставува на патеката на тесен зрак светлина така што дел од светлината поминува низ примерокот, а другиот дел е непречен. Двата дела на зракот минуваат во сфера опремена со фотодетектор.

Може да се дефинираат две количини:

Вкупниот интензитет на светлосниот зрак;
Количината на светлина отстапува за повеќе од 2,5° од првобитниот зрак.
Од овие две количини може да се пресметаат следните две вредности:

Заматеност, или процентот на доводната светлина расфрлана за повеќе од 2,5°,
Пропустливост на светлина или процент на упадна светлина што се пренесува преку примерок.

2. Сјај DIN 67530, ASTM D523

Сјајот е поврзан со способноста на површината да рефлектира повеќе светлина во одредена насока во споредба со другите насоки. Сјајот може да се мери со помош на мерач на сјај. Светлата светлина се рефлектира од примерокот под агол, а осветленоста на рефлектираната светлина се мери со фотодетектор. Најчесто користениот агол е 60°. Посјајните материјали може да се мерат под агол од 20°, додека матните површини може да се мерат под агол од 85°. Мерачот на сјај е калибриран користејќи стандард за црно стакло со вредност на сјај од 100.

Пластиката има помали вредности - тие строго зависат од методот на обликување.


Метод на мерење на сјај

3. Магла и сјај

Методите за тестирање на магла и сјај мерат колку добро материјалот рефлектира или пренесува светлина. Овие методи ја квантифицираат класификацијата на материјалот, како што е „транспарентен“ или „сјаен“. Додека маглата е ограничена на проѕирни или проѕирни материјали, сјајот може да се мери за кој било материјал. И тестовите за магла и сјај се точни. Но, тие често се користат за да се оцени изгледот, што е посубјективно. Неизвесна е корелацијата помеѓу вредностите на магла и сјај, како и како луѓето ја оценуваат „јасноста“ или „сјајот“ на пластиката.

4. Индекс на рефракција DIN 53491, ASTM D542

Одредување на индекс на рефракција

Низ проѕирен примерок се пренесува зрак светлина под одреден агол. Отклонувањето на зракот предизвикано од материјалот додека зракот минува низ примерокот е индексот на прекршување, кој се одредува со делење на sin a со sin b.

Физички тестови

1. Густина ISO 1183 (DIN 53479, ASTM D792)

Густината е масата поделена со единица волумен на материјалот на 23°C и обично се изразува во грами на кубен сантиметар (g/cm3) или грами на милилитар (g/ml). „Специфична тежина“ е односот на масата на даден волумен на материјал со масата на истиот волумен на вода на одредена температура.

Густината може да се мери со неколку методи, како што е опишано во стандардот ISO 1183:

Начин на потопување на пластиката во готова состојба.

Пикнометриски метод за пластика во форма на прав, гранули, таблети или обликувани производи намалени на мали честички.

Метод на титрација за пластика со слични форми на оние потребни за методот А.

Метод на колона со градиент на густина за пластика слични на оние потребни за методот А.

Колоните со густина на градиент се колони од течност чија густина се зголемува подеднакво од врвот до дното. Тие се особено погодни за мерење на густината на мали примероци на производи и за споредба на густините.

2. Апсорпција на вода ISO 62 (ASTM D570)

Пластиката апсорбира вода. Содржината на влага може да предизвика промени во димензиите или својствата како отпорност на електрична изолација, загуба на диелектрик, механичка сила и изглед.

Одредувањето на апсорпцијата на вода на пластична мостра со одредени големини се врши со потопување на примерокот во вода за одреден временски период и на одредена температура. Резултатите од мерењето се изразуваат или во милиграми апсорбирана вода или како процентуално зголемување на масата. Можно е да се спореди апсорпцијата на вода на различни пластики само кога примероците за тестирање се идентични по големина и во иста физичка состојба.

Испитните примероци се претходно сушени на 50°C 24 часа, се ладат на собна температура и се мерат пред да бидат потопени во вода на дадена температура за даден временски период.

Апсорпцијата на вода може да се мери:

Примероците се ставаат во сад со дестилирана вода на температура од 23°C.

По 24 часа, примероците се сушат и се мерат.

Примероците се ставаат во врела вода 30 минути, се ладат 15 минути во вода на температура од 23°C и повторно се мерат.

До заситување

Примероците се потопуваат во вода на температура од 23°C додека не се целосно заситени со вода.

Апсорпцијата на вода може да се изрази како:

Масата на апсорбирана вода,
Маса на апсорбирана вода по единица површина,
Процентот на апсорбирана вода во однос на тежината на примерокот за тестирање.

Реолошки тестови

1. Смалување на калапи ISO 2577 (ASTM D955)

Смалувањето на калапот е разлика помеѓу димензиите на калапот и обликуваниот дел произведен во тој калап. Се запишува во % или милиметри на милиметар.

Формираните вредности на собирање се запишуваат и паралелно со протокот на материјалот („во насока на проток“) и нормално на протокот („во насока на вкрстен проток“). За материјалите од фиберглас овие вредности може значително да се разликуваат. На собирањето на калапот може да влијаат и други параметри, како што се дизајнот на делови, дизајнот на мувлата, температурата на мувлата, специфичниот притисок на вбризгување и времето на циклусот на обликување.

Формирањето на вредностите на собирање (кога се мери на едноставни делови како што е тест парче за истегнување или диск) се само типични податоци за избор на материјал. Тие не можат да се применат на дизајни на делови или алатки.

2. Стапка на проток на топење/индекс на топење ISO 1133 (DIN 53735, ASTM D 1238)

Тестовите за стапка на проток на топење (MFR) или индекс на топење (MFI) го мерат протокот на стопениот полимер низ пластометар за истиснување под одредена температура и услови на оптоварување. Пластометарот за истиснување се состои од вертикален цилиндар со мала глава со дијаметар од 2 mm на дното и отстранлив клип на врвот. Полнењето на материјалот се става во цилиндар и се загрева неколку минути. Клипот е поставен на горната површина на стопениот полимер и неговата тежина го присилува полимерот низ главата на собирната плоча. Тестниот период варира од 15 секунди до 6 минути во зависност од вискозноста на пластиката. Употребени температурни вредности: 220, 250 и 300°C. Масите на применетите товари се 1,2, 5 и 10 kg.

Количината на полимер собрана по даден тест период се мери и се претвора во број на грами што може да се екструдираат по 10 минути. Стапката на проток на топење се изразува во грамови по референтно време.

Пример: MFR (220/10) = xx g/10 min - значи брзина на проток на топење на тест температура од 220°C и номинална тежина на оптоварување од 10 kg.


Метод на мерење на индексот на топење

Стапката на проток на полимерното топење зависи од брзината на смолкнување. Стапките на смолкнување што се користат во овие тестови се значително пониски од оние што се користат во нормални услови на производство. Затоа, податоците добиени со овој метод можеби не секогаш одговараат на неговите својства при вистинска употреба.

3. Проток на волумен на топење/индекс на волумен на топење ISO 1133 (DIN 53735, ASTM D 1238)

Стандардот DIN 53735 опишува три методи за мерење на протокот:
„Верфарен А“

„Верфарен Б“, кој пак вклучува два методи:

Методот Verfahren A вклучува мерење на масата додека пластиката се екструдира низ дадена матрица.

Методот Верфарен Б се состои од мерење на поместувањето на клипот и густината на материјалот под слични услови.

Користејќи го методот Verfahren B/Mebprinzip 1, се мери растојанието по кое се движи клипот.

Методот Verfahren B/Mebprinzip 2 го мери времето во кое се движи клипот.

Да ги сумираме овие методи, индексот на проток според Verfahren A според DIN 53735 е еднаков на брзината на проток MFR според ISO 1133.

На врвот на описот на овие различни методи, DIN 53735 го опишува волуметрискиот индекс на проток (MVI). (ISO 1133 не го споменува MVI.)

Индексот MVI е дефиниран како волумен на пластика што се истиснува низ главата во одредено време.

Индексот MFI е дефиниран како маса на пластика екструдирана низ главата за одредено време. Индексот MVI се изразува во cm³/10 min, а индексот MFI во g/10 min.

Користените температури се 220, 250, 260, 265, 280, 300, 320 и 360°C. Тежина на искористени товари - 1,2; 2.16; 3,8; 5; 10 и 21 кг.

Пример: MVI (250/5) значи волуметриски индекс на проток во cm³/10 мин за испитна температура од 250°C и номинална маса на оптоварување од 5 kg.

4. Вискозитет на топење DIN 54811

Карактеристиките на топењето се одредуваат во капиларен вискометар. Или притисокот се мери при дадена волуметриска брзина на проток и дадена температура, или волуметриска брзина на проток при даден притисок. Вискозноста на топењето (MV) е односот на вистинското напрегање на смолкнување t и реалното напрегање на смолкнување f. Се изразува во Pa*s.

5. Практична примена на MV, MFR/MFI, MVI карактеристики во производството

Методот MV со мерење на капиларен вискометар е многу сличен на нормалниот процес на истиснување. Како таков, методот MV е добра основа за споредување на протокот на вбризгувани материјали: тој ја претставува вискозноста додека топењето минува низ млазницата. Методите MFR/MFI и MVI, каде што стапката на смолкнување е прениска, не се погодни за употреба во процесот на вбризгување. Тие се добра референца за контрола на производителот и процесорот, лесно, брзо и ефтино, но не се погодни за избор на материјал за неговиот очекуван тек на обликување.


Тестови за запаливост

1. Општи информации за запаливост според стандардот UL94

Најшироко прифатените стандарди за карактеристики на запаливост се стандардите на категоријата UL94 (Underwriters Research Laboratories) за пластика. Овие категории ја одредуваат способноста на материјалот да гасне пламен по палењето. Може да се доделат неколку категории врз основа на стапката на горење, времето на гаснење, отпорноста на капки и дали произведените капки се запаливи или незапаливи. На секој тест материјал може да му се доделат неколку категории врз основа на боја и/или дебелина. За специфичен избор на материјал за апликација, UL рејтингот треба да се определи според најтенкиот ѕид на пластичниот дел. Категоријата UL секогаш мора да се наведе заедно со дебелината: едноставното наведување на категоријата UL без дебелина не е доволно.

2. Краток опис на класификациските категории UL94

HB
Бавно горење на хоризонтален примерок.
Брзината на горење е помала од 76 mm/min со дебелина помала од 3 mm.

Стапката на горење е помала од 38 mm/min со дебелина поголема од 3 mm.

V-0
Согорувањето на вертикалната мостра престанува во рок од 10 секунди;

V-1

не е дозволено формирање на капки.

V-2
Согорувањето на вертикалната мостра престанува во рок од 30 секунди;

Дозволени се капки запалени честички.

5V
Согорувањето на вертикален примерок престанува во рок од 60 секунди по пет изложувања на пламен со времетраење на секоја изложеност на примерокот за тестирање од 5 секунди.

5 VB
Примероците во форма на широки плочи можат да изгорат и да создадат дупки.

5VA
Примероците со широки плочи не смеат да изгорат (т.е., да формираат дупки) - ова е најстрогата категорија UL.

Ако запаливоста е безбедносен услов, тогаш употребата на материјали од категоријата HB генерално не е дозволена. Општо земено, HB материјалите не се препорачуваат за електрични апликации, со исклучок на механички и/или декоративни производи. Понекогаш има недоразбирање: неогноотпорните материјали (или материјали кои не се наведени како огноотпорни) автоматски не се квалификуваат како HB. Категоријата UL94HB, иако е најмалку строга, е категорија на запаливост и мора да се потврди преку тестирање.

Тест со пламен на хоризонтален примерок

При тестирање на вертикални примероци, се користат истите примероци како и за HB тестирање. Се запишуваат сите параметри: време на горење, време на тлеење, момент на појава на капки и палење (или незапалување) на памучната облога. Разликата помеѓу V1 и V2 е запалените капки, кои се главниот извор на ширење на пламенот или огнот.

Вертикален тест за палење на примерокот


1-ва тест фаза 5V

Стандардните примероци за одредување на запаливост се фиксираат вертикално и секој примерок е изложен на пламен пет пати со висина на пламенот од 127 mm секој пат во период од 5 секунди. За да се усогласат со условите за испитување, ниту еден примерок не смее да гори во пламен или да тлее повеќе од 60 секунди по петтото изложување на пламен. Дополнително, не треба да се дозволи запалените капки да ја запалат памучната подлога под примероците. Целата постапка се повторува со пет примероци.


Втора фаза на тестирање 5VA и 5VB

Широка плоча со иста дебелина како и примероците на плочата се тестира во хоризонтална положба со истиот пламен. Целата постапка се повторува со три чинии.
Овие хоризонтални тестови одредуваат две категории на класификација: 5VB и 5VA.

Категоријата 5VB овозможува преку горење (со формирање на дупки).
Категоријата 5VA не дозволува формирање на дупки.
Тестирањето UL94-5VA е најстрого од сите UL методи за тестирање. Материјалите од оваа категорија се користат за огноотпорни куќишта на големи канцелариски машини. За овие апликации со очекувани дебелини на ѕидови помали од 1,5 mm, треба да се користат оценки на јадрото на стаклени влакна.

6. CSA Запаливост (CSA C22.2 бр. 0.6 Тест А)

Овие тестови за запаливост на Канадското здружение за стандарди (CSA) се спроведуваат слично на тестовите UL94-5V. Но, условите на овие тестови се построги: секоја изложеност на пламен трае 15 секунди. Дополнително, за време на првите четири изложувања на пламен, примерокот треба да се изгасне во рок од 30 секунди, а по петтото изложување, во рок од 60 секунди (споредете го тестот UL94-5V со пет изложувања на пламен од по пет секунди).
Резултатите од овие CSA тестови ќе се сметаат за конзистентни со резултатите од тестот UL94-5V.

Целта на ограничениот индекс на запаливост на кислород (LOI) е да се измери релативната запаливост на материјалите кога се горат во контролирана средина. Индексот LOI ја претставува минималната содржина на кислород во атмосферата што може да поддржи пламен на термопластичен материјал.
Атмосферата за тестирање е надворешно контролирана мешавина од азот и кислород. Фиксираниот примерок се запали со помошен пламен, кој потоа се гаси. Во последователни тест циклуси, концентрацијата на кислород се намалува додека примерокот повеќе не може да поддржува согорување.

LOI се дефинира како минимална концентрација на кислород при која материјалот може да гори три минути или може да одржува горење на примерокот распространето на растојание од 50 mm.

Колку е поголем LOI, толку е помала веројатноста за согорување.


Тест за кислороден индекс

8. Тест на светлечка жица IEC 695-2-1

Тестовите за палење со топла жица (HWI) симулираат термички напрегања што можат да бидат предизвикани од топлина или извор на палење, како што се преоптоварени отпорници или топли елементи.

Примерок од изолационен материјал се притиска 30 секунди со сила од 1 N до крајот на електрично загреана топла жица. Навлегувањето на врвот на жешката жица во примерокот е ограничено. Откако ќе се извади жицата од примерокот, се евидентира времето потребно за гаснење на пламенот и присуството на капки кои горат.

Се смета дека примерокот го поминал тестот за топла жица ако се случи една од следниве ситуации:

Во отсуство на пламен или тлеење;
Ако пламенот или тлеењето на примерокот, неговите околни делови и долниот слој изгаснат во рок од 30 секунди по отстранувањето на топлата жица, а исто така и ако околните делови и долниот слој не се целосно изгорени. Во случај да се користи тенка хартија како долен слој, оваа хартија не треба да се запали или да нема печење на боровата плоча ако се користи како подлога.
Вистинските делови или куќишта под напон се тестираат на сличен начин. Нивото на температурата на топлиот крај на жицата зависи од тоа како се користи готовиот дел:

Со или без надзор,
Со или без континуирано оптоварување,
Се наоѓа во близина или далеку од централната точка за напојување,
Контактира со жив дел или се користи како обвивка или капак,
Под помалку или построги услови.

Тест на жица за сјај

Во зависност од потребното ниво на сериозност на условите на околината кои го опкружуваат готовиот дел, се претпочитаат следните температурни вредности: 550, 650, 750, 850 или 960 °C. Соодветната тест температура треба да се избере со проценка на ризикот од дефект поради неприфатливо загревање, палење и ширење на пламенот.

Лабораториска клупа за испитување на запаливост

9. Тестови за пламен од игла IEC 695-2-2

Тест за пламен со игла

Тестовите за пламен со игла ги симулираат ефектите на малиот пламен што може да настане поради дефект во електричната опрема. За да се процени веројатното ширење на пламенот (честички кои горат или тлеат), или слој од материјалот за испитување, компоненти кои вообичаено го опкружуваат примерокот или еден слој хартиена хартија се става под примерокот. Тестниот пламен се нанесува на примерокот за одреден временски период: обично 5, 10, 20, 30, 60 или 120 секунди. За посебни барања, може да се усвојат други нивоа на строгост.

Освен ако не е поинаку наведено во релевантната спецификација, се смета дека примерокот го поминал тестот за пламен од игла ако се случи една од следните четири ситуации:

Ако примерокот не се запали.
Ако пламенот или честичките што гори или тлеат што паѓаат од примерокот предизвикаат ширење на пожарот на околните делови или на слојот поставен под примерокот и ако нема пламен или тлее на примерокот на крајот од изложувањето на пламенот за тестирање.
Ако времетраењето на согорувањето не надминува 30 секунди.
Ако не е надминато ширењето на согорувањето наведено во соодветните технички услови.

врз основа на материјали од www.polimer.net

Огласите за купопродажба на опрема може да се погледнат на

Можете да разговарате за предностите на полимерните брендови и нивните својства на

Регистрирајте ја вашата компанија во Именикот на претпријатија

Тест методи за полимерни материјали

Механички тестови. Тестови за цврстина. Тестови за јачина на удар. Термички тестови. Електрични тестови. Оптички тестови. Физички тестови. Реолошки тестови. Тестови за запаливост.

Механички тестови

1. Модул на јакост, деформација и истегнување ISO R527 (DIN 53455, DIN 53457, ASTM D638M)

Основата за разбирање на својствата на материјалот е информацијата за тоа како материјалот реагира на секое оптоварување. Знаејќи ја количината на деформација произведена од дадено оптоварување (напрегање), дизајнерот може да го предвиди одговорот на одреден производ на неговите работни услови. Односите на затегнување напон-деформација се најшироко објавените механички својства за споредување на материјали или дизајнирање на специфични производи.

Лабораториска инсталација за механичко испитување

Тест брзини:
Брзина А - 1 mm/min - модул на истегнување.
Брзина Б - 5 mm/min - дијаграм на напрегање на истегнување за смоли исполнети со стаклени влакна.
Брзина C - 50 mm/min - дијаграм на напрегање на истегнување за неполнети смоли.

Односите на напрегање-деформација се одредуваат на следниов начин. Примерокот во облик на двојно сечило се протега со константна брзина и се евидентира применетото оптоварување и издолжувањето. По ова, се пресметуваат напрегањата и напрегањата:

Универзален тест примерок ISO R527

Дијаграм на напон
О: Граница на пропорционалност.
Б: Јачина на принос.
В: Јачина на истегнување.
X: Уништување.
0-A: Регион за јачина на принос, еластични својства.
По А: Својства на пластика.

2. Модул на јакост и виткање ISO 178 (DIN 53452, ASTM D790)


Модерна машина за тестирање на свиоци: „Флексометар“

Јачината на свиткување е мерка за тоа колку материјалот се спротивставува на свиткување или „колку е крут материјалот“. За разлика од оптоварувањето на истегнување, при испитувањето на свиткување сите сили дејствуваат во иста насока. Во средината на распонот се става обична, едноставно поддржана прачка: на тој начин се создава товар од три точки. На стандардна машина за тестирање, врвот за полнење притиска на примерокот со константна брзина од 2 mm/min.

За да се пресмета модулот на свиткување на еластичност, од снимените податоци се конструира крива на отклон наспроти оптоварување. Почнувајќи од почетниот линеарен дел на кривата, користете минимум пет вредности на оптоварување и отклонување.

Модулот на свиткување (односот на напрегањето и напрегањето) најчесто се споменува кога се однесуваат на еластичните својства. Модулот на свиткување на еластичност е еквивалентен на наклонот на тангентата линија на кривата напрегање/напрегање во оној дел од кривата каде што пластиката сè уште не е деформирана.

Вредностите на напрегањето и модулот на еластичност при свиткување се мерат во MPa.

Тестови за свиткување

3. Тест на абење на машината Табер ISO 3537 (DIN 52347, ASTM D1044)

Тестови за абење на машина Табер

Овие тестови ја мерат количината на загуба од абразија со абразија на примерокот со помош на машина Табер. Примерокот е фиксиран на диск што ротира со фреквенција од 60 вртежи во минута. Силите создадени од теговите ги притискаат абразивните тркала врз примерокот. По одреден број циклуси, тестовите се прекинуваат. Масата на загуба од абразија е дефинирана како маса на честички кои се отстранети од примерокот: оваа маса се изразува во mg/1000 циклуси. Абразивните тркала се всушност заострување на камења во облик на круг. Се користат различни видови на овие кругови.

4. Споредба на методите ISO (Меѓународна организација за стандардизација) и ASTM (Американско здружение за тестирање и материјали).

Примената на ISO методот не само што ги менува условите за тестирање и димензиите на тестната мандрела (во споредба со методот ASTM), туку бара и стандардизирани дизајни на калапи и услови за обликување во согласност со ISO 294. Ова може да резултира со разлики во објавените вредности - не поради промена на својствата на материјалот, но поради промена на методот на испитување. Според методот ASTM, тест-примерокот има дебелина од 3 mm, додека ISO има избрано примероци со дебелина од 4 mm.

Тестови за цврстина

1. Споредба на тврдоста според Бринел, Роквел и Шор


Сооднос на скалата на цврстина

Тестот Роквел ја одредува тврдоста на пластиката по еластичното обновување на деформацијата на примерокот за време на тестирањето. Ова се разликува од тестовите за цврстина Бринел и Шор: во овие тестови, цврстината се одредува според длабочината на пенетрација под оптоварување и, според тоа, исклучува какво било еластично враќање на деформацијата на материјалот. Затоа, вредностите на Роквел не можат директно да се поврзат со вредностите на тврдоста на Бринел или Шор.

Опсегот на цврстина на Shore A и D може да се спореди со опсегот на цврстина на Бринел. Сепак, не постои линеарна корелација.

2. Цврстина на Бринел ISO 2039-1 (DIN 53456)

Определување на цврстина на Бринел

Полирано стврднато челично топче со дијаметар од 5 mm се втиснува на површината на пробата за тестирање (најмалку 4 mm дебелина) со сила од 358 N. 30 секунди по нанесувањето на товарот, се мери длабочината на вдлабнувањето. Тврдоста на Бринел H 358/30 се пресметува како „применет товар“ поделен со „површината на отпечатокот“.

Резултатот е изразен во N/mm2.

3. Роквел цврстина ISO 2039-2

Определување на цврстина на Роквел

Бројот на цврстина на Роквел директно се однесува на тврдоста на отпечатокот на пластиката: колку е поголем бројот, толку е потврд материјалот. Поради малото преклопување на скалите за цврстина на Роквел за ист материјал, можно е да се добијат два различни бројки на две различни скали, од кои и двете може да се технички исправни.

Вовлекувачот, кој е полиран стврднат челичен топче, се притиска на површината на примерокот за тестирање. Дијаметарот на топката зависи од користената скала Роквел. Примерокот се натоварува со „мало оптоварување“, потоа со „главно оптоварување“, а потоа повторно со истото „мало оптоварување“. Вистинското мерење се заснова на вкупната длабочина на пенетрација, оваа длабочина се пресметува како вкупна длабочина по отстранувањето на главниот товар минус обновувањето на еластичноста по отстранувањето на главниот товар и минус длабочината на пенетрација при мало оптоварување. Бројот на цврстина на Роквел се пресметува како „130 минус длабочината на пенетрација во единици од 0,002 mm“.

Пренослив Rockwell Тестер на цврстина Лабораторија Rockwell Тестер на цврстина

Броевите за цврстина на Роквел треба да бидат помеѓу 50 и 115. Вредностите надвор од овие граници се сметаат за неточни: мерењето мора да се повтори повторно со помош на следната потврда скала. Вагите ја зголемуваат тврдоста од R преку L до M (со зголемување на тврдоста на материјалот). Товарите и дијаметрите на вовлекувачите се подетално наведени во табелата.

Скала за цврстина Дијаметар на вовлекување на топката Роквел, mm
Р 98,07 588,4 12,7
Л 98,07 588,4 6,35
М 98,07 980,7 6,35

Ако за помек материјал е потребна скала помалку тешка од скалата R, тогаш Роквеловиот тест за цврстина не е соодветен. Потоа можете да го користите методот на тврдост Shore (ISO 868), кој се користи за материјали со низок модул.

4. Цврстина на брегот ISO 868 (DIN 53505, ASTM D2240)

Одредување на цврстина на брегот

Вредностите на тврдоста на брегот се отчитувања на скалата што се добиваат кога специфична челична прачка продира во пластиката. Оваа цврстина се одредува со два вида склероскопи, од кои и двата имаат калибрирани пружини за нанесување оптоварување на вовлекувачот. Склероскопот А се користи за помеки материјали, а склероскопот Д се користи за поцврсти материјали.

Вовлекувачи за склероскопи

Вредностите на тврдоста на брегот варираат:
од 10 до 90 за склероскоп Shore тип А - меки материјали,
од 20 до 90 за склероскоп Shore тип D - тврди материјали.
Ако измерените вредности се >90А, материјалот е премногу тврд и мора да се користи склероскоп D.
Доколку измерените вредности<20D, то материал слишком мягок, и должен применяться склероскоп А.

Не постои едноставна врска помеѓу тврдоста измерена со овој метод на тестирање и другите основни својства на материјалот што се тестира.

Тестови за влијание

1. Концептот на сила на удар

Во стандардните тестови, како што се тестовите за истегнување и свиткување, материјалот полека ја апсорбира енергијата. Во реалноста, материјалите многу често брзо ја апсорбираат енергијата на применетата сила, на пример, силите од предмети што паѓаат, удари, судири, падови итн. Целта на тестирањето на ударот е да се симулираат такви услови.

Методите Izod и Charpy се користат за проучување на својствата на одредени примероци под дадени ударни напрегања и за оценување на кршливоста или цврстината на примероците. Резултатите од тестовите од овие методи не треба да се користат како извор на податоци за пресметките на дизајнот на компонентите. Информациите за типичните својства на материјалот може да се добијат со тестирање на различни типови на испитни примероци подготвени под различни услови, менувајќи го радиусот на засекот и температурата на испитувањето.

Тестовите со користење на двата методи се вршат на двигател на удар на нишалото. Примерокот се стега во порок, а од дадена височина се ослободува двигател на удар на нишалото со зацврстена површина на удар од челик со одреден радиус, што предизвикува стрижење на примерокот при ненадејно оптоварување. Преостанатата енергија на двигателот на купот на нишалото го крева нагоре. Разликата помеѓу висината на падот и висината на враќање ја одредува енергијата потрошена за уништување на примерокот за тестирање. Овие тестови може да се извршат на собна температура или на намалени температури за да се одреди ладна кршливост. Тест примероците може да се разликуваат по видот и големината на исечоците.

Резултатите од тестовите за влијание на падот на тежината, како што е методот Гарднер или тестот за заоблена плоча, зависат од геометријата на тежината на падот и поддршката. Тие можат да се користат само за одредување на релативниот ранг на материјалите. Резултатите од тестот за удар не може да се сметаат за апсолутни освен ако геометријата на опремата за тестирање и примерокот не ги исполнуваат барањата на крајната апликација. Може да се очекува дека релативното рангирање на материјалите според двата методи на тестирање ќе биде исто ако природата на уништувањето и брзините на удар се исти.

2. Толкување на резултатите од тестот за влијание - Споредба на методите ISO и ASTM

Карактеристиките на ударот можат многу да зависат од дебелината на примерокот и молекуларната ориентација. Различните дебелини на примероците што се користат во методите ISO и ASTM може да имаат многу значаен ефект врз вредностите на силата на удар. Промената на дебелината од 3 mm на 4 mm може да резултира дури и со промена на режимот на дефект од еластичен во кршлив поради влијанието на молекуларната тежина и дебелината на засечениот примерок користејќи го методот Izod, како што е прикажано за поликарбонатните смоли. Материјалите што веќе покажуваат кршлива шема на фрактура со дебелина од 3 mm, на пример, материјали со минерални и фиберглас полнила, не се засегнати со промена на дебелината на примерокот. Материјалите со модифицирачки адитиви кои ја зголемуваат силата на удар ги имаат истите својства.

Влијание на дебелината и молекуларната тежина на засечениот примерок врз резултатите од Izod тестовите за удар на поликарбонатни смоли

Неопходно е јасно да се разбере дека:
Не се сменија материјалите, туку само методите на тестирање;

Споменатиот премин од еластична во кршлива фрактура игра незначителна улога во реалноста: огромното мнозинство на дизајнирани производи имаат дебелина од 3 mm или помалку.

3. Јачина на удар според Izod ISO 180 (ASTM D256)

Лабораториски инструмент за мерење на сила на удар Изод

Испитувањето на удар на изод на засечени примероци стана стандарден метод за споредување на силата на удар на пластиката. Сепак, резултатите од овој метод на тестирање не соодветствуваат со реакцијата на удар на обликуваниот производ во реална средина. Поради различната чувствителност на материјалите, овој метод на тестирање може да дозволи отфрлање на некои материјали. Иако резултатите од овие тестови често се бараат како значајни мерки за отпорност на удар, овие тестови имаат тенденција да ја мерат чувствителноста на материјалот наместо способноста на пластиката да издржи удар.

Резултатите од овие тестови се широко користени како референца за споредување на силата на удар на материјалите. Испитувањето на удар на Izod на засечените примероци е најдобро прилагодено за одредување на јачината на ударот на производите кои имаат многу остри агли, како што се ребрата, ѕидовите што се вкрстуваат и други области со концентрација на стрес. При тестирање на јакоста на удар на Izod на незасечени примероци, се користи истата геометрија на оптоварување, освен што примерокот е незасечен (или е затегнат во порок во превртена положба). Овој тип на тест секогаш дава подобри резултати од Izod notched тестовите поради отсуството на точки на концентрација на стрес.

Јачината на ударот на засечените примероци со помош на методот Изод е енергијата на ударот потрошена за уништување на засечениот примерок, поделена со оригиналната површина на пресекот на примерокот на местото на засекот. Оваа јачина се изразува во килоџули по квадратен метар: kJ/m2. Примерокот е прицврстен вертикално во менгемето на ударниот двигател.

ISO ознаките го одразуваат типот на примерокот и видот на сечењето:
ISO 180/1A го означува примерокот тип 1 и засекот тип А. Како што може да се види на сликата подолу, примерокот тип 1 е долг 80 mm, висок 10 mm и дебел 4 mm.
ISO 180/1O го претставува истиот примерок 1, но прицврстен во превртена положба (пријавен како „неотсечен“).
Примероците ASTM имаат слични димензии: ист радиус во основата на засекот и иста висина, но се разликуваат по должина - 63,5 mm и, уште поважно, во дебелина - 3,2 mm.

Резултатите од тестот ISO се одредуваат како енергија на удар во џули потрошена за фрактура на тест-примерокот поделена со површината на напречниот пресек на примерокот на локацијата на засекот. Резултатот е изразен во лоѓули по квадратен метар: kJ/m2.

Резултатите од тестот ASTM се одредуваат како енергијата на ударот во џули поделена со должината на засекот (т.е. дебелината на примерокот). Тие се изразени во џули на метар: J/m. Практичниот фактор на конверзија е 10: т.е. 100 J/m е еднакво на приближно 10 kJ/m2.

Различните дебелини на примероците може да резултираат со различни толкувања на „цврстина“, како што е прикажано одделно.


Примероци за мерења на силата на удар

Изод метод за мерење на силата на удар

4. Јачина на удар според Charpy ISO 179 (ASTM D256)

Уред за мерење на јачината Charpy

Главната разлика помеѓу методите Charpy и Izod е методот на инсталирање на примерокот за тестирање. Кога се тестира со методот Charpy, примерокот не се стега, туку слободно се поставува на потпора во хоризонтална положба.

ISO ознаките го одразуваат типот на примерокот и видот на сечењето:
ISO 179/1C означува примерок тип 2 и засек тип CI;
ISO 179/2D го означува примерокот тип 2, но неотсечен.

Метод за мерење на силата на ударот Charpy

Примероците користени според методот DIN 53453 имаат слични димензии. Резултатите и за методите ISO и DIN се дефинирани како енергија на удар во џули апсорбирана од тест-примерокот поделена со површината на напречниот пресек на примерокот на локацијата на засекот. Овие резултати се изразени во килоџули по квадратен метар: kJ/m2.

Термички тестови

1. Отпорност на топлина според Vicat ISO 306 (DIN 53460, ASTM D1525)

Лабораториски Vicat тестер за отпорност на топлина

Овие тестови обезбедуваат температура на која пластиката почнува брзо да омекнува. Тркалезна игла со рамни завршетоци со површина на пресек од 1 mm² се вметнува во површината на пластично тесто под одредено оптоварување и температурата се зголемува со униформа брзина. Отпорност на топлина на Vicat (VST - Vicat точка на омекнување) е температурата при која пенетрацијата достигнува 1 mm.

Одредување на отпорност на топлина според Vicat

Стандардот ISO 306 опишува два методи:
Метод А - оптоварување 10 N;
Метод Б - оптоварување 50 N.
...со две можни стапки на пораст на температурата:

50 °C/час;
120 °C/час.
Резултатите од ISO тестовите се пријавени како A50, A120, B50 или B120. Тестниот состав се потопува во грејна бања со почетна температура од 23 °C. По 5 минути, се нанесува оптоварување од 10 или 50 N. Температурата на бањата на која врвот на вовлекувачот е вграден до длабочина од 1 + 0,01 mm се евидентира како отпорност на топлина Vicat на материјалот при избраното оптоварување и стапка на температура зголемување.

2. Интерпретација на споредба на топлинските карактеристики на методите ISO и ASTM

Може да се најдат некои разлики во објавените резултати со користење на методот ISO во споредба со стандардите ASTM поради различните големини на примероците за тестирање: вредностите на отпорност на термички напор, измерени со ISO методи, може да бидат помали.

3. Отпорност на топлина на деформација и отпорност на топлина на деформација под оптоварување ISO 75 (DIN 53461, ASTM D648)

Отпорот на топлина на деформација е релативна мерка за способноста на материјалот да издржи стрес за краток временски период при покачени температури. Овие тестови го мерат ефектот на температурата врз вкочанетоста со примена на специфични површински напрегања на стандарден тест парче и зголемување на температурата со еднаква брзина.

Примероците што се користат во тестовите се или жарени или незагреани. Калењето е процес во кој примерокот се загрева до одредена температура, се задржува на таа температура одреден временски период, а потоа постепено се спушта до температурата на околината. Ваквите дејства овозможуваат да се намалат или целосно да се отстранат внатрешните напрегања во телото на примерокот што настанале, на пример, при забрзана полимеризација во машина за обликување со инјектирање.

И во ISO и ASTM стандардите, натоварениот тест примерок се потопува во грејна бања исполнета со силиконско масло.

Површинските напрегања на примерокот се:

Ниско - за ISO и ASTM методи - 0,45 MPa;
Високо - за методот ISO - 1,80 MPa, а за методот ASTM - 1,82 MPa.
Дозволено е силата да се применува 5 минути, но овој период на задржување може да се испушти ако материјалите за тестирање не покажат значително лази во текот на првите 5 минути. По 5 минути, почетната температура на капењето од 23 °C се зголемува со еднаква брзина од 2 °C/мин.

Деформацијата на примерокот за тестирање постојано се следи:

температурата при која девијацијата достигнува 0,32 mm (ISO) и 0,25 mm (ASTM) се евидентира како „отпорност на топлина на напрегање под оптоварување“ или едноставно „отпорност на топлина на деформација“ (температура на термичка деформација).

Иако не се споменува во ниту еден стандард за тестирање, најчесто се користат две кратенки:

DTUL - Отпорност на топлина на деформација под оптоварување
HDT - Отпорност на топлина на деформација или отпорност на топлина на свиткување

Одредување на отпорност на деформација на топлина

Во општа пракса, кратенката DTIL се користи за резултати добиени со методот ASTM, а кратенката HDT се користи за резултати добиени со методот ISO.
Во зависност од создадениот површински стрес, буквите A или B се додаваат на кратенката HDT:

HDT/A за оптоварување 1,80 MPa
HDT/B за оптоварување 0,45 MPa

4. Отпорност на деформација на топлина (HDT) и аморфна и полукристална пластика

За аморфните полимери, вредностите на HDT приближно се совпаѓаат со температурата на транзиција на стаклото Tg на материјалот.

Бидејќи аморфните полимери немаат специфична точка на топење, тие се обработуваат во нивната високо еластична состојба на температури над Tg.

Кристалните полимери можат да имаат ниски вредности на HDT, а сепак имаат структурна корист при повисоки температури: методот на определување на HDT е повеќе репродуктивен со аморфна пластика отколку со кристална. Некои полимери може да бараат калење (жарење) на тест примероци за да се добијат сигурни резултати.

Кога на полимерот се додаваат стаклени влакна, неговиот модул се зголемува. Бидејќи HDT е температурата на која материјалот има одреден модул, зголемувањето на модулот ја зголемува и вредноста на HDT. Стаклените влакна имаат поголем ефект врз HDT на кристалните полимери во споредба со аморфните полимери.

Иако е широко користен за да укаже на перформансите на високи температури, HDT тестирањето симулира само тесен опсег на услови. Во многу апликации на високи температури, производите работат на повисоки температури, повисоки оптоварувања и без потпори. Затоа, резултатите добиени со овој метод на тестирање не ја претставуваат максималната температура на примена, бидејќи во вистинската практика, значајните фактори како што се времето, оптоварувањето и површинскиот стрес може да се разликуваат од условите за тестирање.

5. Притискање во топката EC335-1

Ова се тестови за отпорност на топлина слични на тестот Vicat. Примерокот се поставува хоризонтално на потпора во грејната комора и во неа се втиснува топка со дијаметар од 5 mm со сила од 20 N. По еден час, топката се отстранува, примерокот се лади во вода 10 секунди. и се мери отпечатокот што го остави топката. Ако дијаметарот на вдлабнување е помал од 2 mm, тогаш се смета дека материјалот го поминал тестот за вовлекување на топката на таа температура.

Тест за вовлекување на топката

Во зависност од апликацијата, температурата на тестот може да варира:
75 °C за неживи делови,
125 °C за делови под напон.

6. Топлинска спроводливост ASTM C 177

Термоизолационите својства на пластиката се одредуваат со мерење на топлинската спроводливост. На двете страни на мала загреана плоча се поставуваат широки пластични плочи, а на слободните површини на плочите се прицврстени ладилници. Топлинските изолатори сместени околу комората за тестирање спречуваат радијална загуба на топлина. Потоа може да се измери аксијалниот проток на топлина низ пластичните плочи. Резултатите се запишуваат во W/m°C.

7. Релативен индекс на топлинска спроводливост, RTI UL 746B

Порано наречена Температура за континуирана употреба (CUTR), релативниот температурен индекс (RTI) е максималната работна температура при која сите критични својства на материјалот остануваат во прифатливи граници во подолг временски период.

Според стандардот UL 746B, на еден материјал може да му се доделат три независни RTI индекси:

Електрични - со мерење на диелектричната јачина на диелектрикот.
Ударен механички - со мерење на цврстина на удар на истегнување.
Ненапрегнат механички - со мерење на цврстина на истегнување.
Овие три својства беа избрани како критични во тестовите поради нивната чувствителност на високи температури при употреба.

Термичките перформанси на материјалот се тестираат на долг временски период во споредба со втор контролен материјал за кој е веќе одреден RTI индексот и кој покажа добри перформанси.

Врз основа на терминот „релативен температурен индекс“, се користи контролниот материјал бидејќи карактеристиките кои се влошуваат со зголемување на температурата се инхерентно чувствителни на променливите на самата програма за тестирање. Контролниот материјал е под влијание на истите специфични комбинации на овие фактори за време на тестирањето, што обезбедува валидна основа за споредба со материјалот за тестирање.

Идеално, долгорочните термички перформанси може да се проценат со стареење на материјалот за тестирање на нормална температура за подолг временски период. Сепак, ова не е практично за повеќето апликации. Затоа, забрзаното стареење се јавува при значително повисоки температури. За време на процесот на стареење, примероците од испитните и контролните материјали се ставаат во печки во кои се одржува одредена константна температура. Примероците од материјалите за тестирање и контрола се отстрануваат во одредено време, а потоа се тестираат за да се осигура дека нивните основни својства се задржани. Со мерење на трите споменати својства во функција на времето и температурата, може математички да се пресмета „крајот на животот“ за секоја температура. Овој „крај на животот“ се дефинира како време во кое својствата на материјалот се влошиле за 50% во споредба со неговите оригинални својства. Со замена на податоците од тестот во равенката Арениус, може да се одреди максималната температура на која материјалот за испитување ќе има задоволителен работен век. Оваа пресметана температура е RTI индекс за секое својство на материјалот.

Разбирањето на методологијата за одредување на индексот RTI му овозможува на дизајнерот да го користи овој индекс за да предвиди како деловите формирани од даден материјал ќе работат во вистинската услуга при покачени температури.

8. Коефициент на линеарна термичка експанзија ASTM D696, DIN 53752

Секој материјал се шири кога се загрева. Полимерните делови кои се обликувани со инјектирање се шират и ја менуваат големината како што се зголемува температурата. За да го проценат ова проширување, дизајнерите го користат коефициентот на линеарна термичка експанзија (CLTE), кој ги мери промените во должината, ширината и дебелината на обликуваниот дел. Аморфните полимери генерално покажуваат постојани стапки на експанзија низ нивниот практичен температурен опсег. Кристалните полимери генерално покажуваат зголемени стапки на експанзија на температури над нивната температура на стаклена транзиција.

Додавањето на полнила кои создаваат анизотропија значително влијае на коефициентот CLTE на полимерот. Стаклените влакна обично се ориентирани во насока на предниот дел на протокот: кога полимерот се загрева, влакната го спречуваат ширењето по нивната оска и го намалуваат коефициентот CLTE. Во насоки нормални на насоката и дебелината на протокот, коефициентот CLTE ќе биде поголем.

Полимерите може да се формулираат да имаат вредност CLTE што одговара на коефициентите на термичка експанзија на металите или другите материјали што се користат во композитните структури, како што се автомобилските делови.

Електрични тестови

1. Диелектрична јачина IEC 243-1

Лабораториска инсталација за мерење на електрична јачина

Диелектричната јачина ја рефлектира електричната јачина на изолационите материјали на различни фреквенции на напојување (од 48 Hz до 62 Hz) или е мерка за отпорност на распаѓање на диелектричен материјал под применет напон. Применетиот напон непосредно пред распаѓањето се дели со дебелината на примерокот за да се добие резултат во kV/mm.

Околината може да биде воздух или масло. Зависноста од дебелината може да биде значајна, и затоа сите резултати се запишуваат на дадена дебелина на примерокот.

Многу фактори влијаат на резултатите:

Дебелина, униформност и содржина на влага на примерокот за тестирање;
Димензии и топлинска спроводливост на тест електроди;
Фреквенција и бранова форма на применетиот напон;
Амбиентална температура, притисок и влажност;
Електрични и термички карактеристики на животната средина.
2. Површинска отпорност IEC 93 (ASTM D257)

Кога изолационата пластика е под напон, дел од вкупната струја ќе тече по површината на пластиката ако има друг проводник или жица за заземјување поврзан со производот. Отпорноста на површината е мерка за способноста да се спротивстави на оваа површинска струја.

Се мери како отпор кога директна струја тече помеѓу електродите монтирани на површина со единечна ширина со единечно растојание меѓу нив. Овој отпор се мери во Ом, понекогаш наречен „Ом по квадрат“.

3. Обемна отпорност IEC 93 (ASTM D257)

Кога електричен потенцијал се применува преку изолатор, протокот на струја ќе биде ограничен од отпорните својства на материјалот. Обемната отпорност е електричниот отпор кога електричен напон се применува на спротивните страни на единицата коцка.

Измерено во Ом*см. Обемната отпорност е под влијание на условите на околината што делуваат на материјалот. Се менува обратно на температурата и малку се намалува во влажни средини. Материјалите со волуменска отпорност поголема од 108 Ohm*cm се сметаат за изолатори. Делумните проводници имаат вредности на отпорност на волумен од 103 до 108 Ohm*cm.

4. Релативна диелектрична константа IEC 250

Како што е наведено во стандардот IEC 250, „релативната диелектрична константа на изолациониот материјал е односот на капацитетот на кондензаторот во кој просторот помеѓу и околу електродите е исполнет со изолационен материјал до капацитетот на кондензатор со иста електрода. конфигурација во вакуум“.

Во апликациите за диелектрични наизменична струја, потребните карактеристики се добра отпорност и мала дисипација на енергија. Електричната дисипација предизвикува електронските компоненти да функционираат неефикасно и предизвикува зголемување на температурата на пластичниот дел, кој служи како диелектрик. Во идеален диелектрик, на пример во вакуум, нема загуби на енергија поради диполското движење на молекулите. Кај цврстите материјали, како што е пластиката, движењето на диполите станува еден од факторите кои влијаат. Мерка за оваа неефикасност е релативната диелектрична константа (порано наречена диелектрична константа).

Ова е бездимензионален коефициент добиен со делење на паралелната капацитивност на систем со пластичен диелектричен елемент со капацитетот на систем со вакуум како диелектрик. Колку е помал овој број, толку подобри перформанси на материјалот како изолатор.

5. Коефициент на дисипација IEC 250

Како што е наведено во стандардот IEC 250, „аголот на диелектрична загуба на изолациониот материјал е аголот со кој фазната разлика помеѓу применетиот напон и примената струја отстапува од радијаните Pi/2 кога диелектрикот на кондензаторот се состои само од диелектрикот материјал што се испитува. Фактор на дисипација tg d на диелектрикот на изолациониот материјал е тангента на загуба d".

Во идеален диелектрик, кривите на напонот и струјата се точно 90° надвор од фаза. Кога диелектрикот станува помалку од 100% ефикасен, тековната бранова форма почнува да заостанува зад напонот во директна пропорција. Количината на тековниот бран што отстапува од 90° надвор од фаза со напонот се дефинира како „агол на диелектрична загуба“. Тангентата на овој агол се нарекува „тангента на загуба“ или „фактор на дисипација“.

Нискиот фактор на дисипација е многу важен за пластичните изолатори во апликации со висока фреквенција, како што се радарска опрема и делови кои работат во микробранови средини: пониските вредности одговараат на подобри диелектрични материјали. Високиот фактор на дисипација е од суштинско значење за перформансите на заварувањето.

Релативната диелектрична константа и коефициентот на дисипација се мерат на истата опрема за тестирање. Добиените резултати од тестот се многу зависни од температурата, содржината на влага, фреквенцијата и напонот.

6. Отпорност на лак ASTM D495

Во случаи кога електричната струја е дозволено да помине низ површината на изолатор, површината се оштетува по одреден временски период и станува спроводлива.

Отпорот на лакот е количината на време во секунди што е потребно за изолационата површина да стане спроводлива под лак со висок напон и ниска струја. Алтернативно, отпорот на лакот се однесува на времето кога пластичната површина може да се спротивстави на формирање континуирана проводна патека кога е изложена на висок напон со лак со ниска јачина на струја под специфични услови.

7. Компаративен индекс за следење (Comparative breakdown index) IEC 112

Индексот за следење ја претставува релативната отпорност на електричните изолациони материјали за да формираат проводен пат кога електростатички наполнетата површина е изложена на водени загадувачи. Утврдувањата на споредбениот индекс на следење (CTI) и тестовите CTI-M се вршат за да се оцени безбедноста на компонентите што содржат живи делови: изолациониот материјал помеѓу деловите под напон мора да биде отпорен на диелектрично следење. CTI се дефинира како максимален напон при кој не се јавува дефект на изолацијата по изложување на 50 капки воден раствор на амониум хлорид. Пожелни се високи вредности на CTI. Материјалите што ги исполнуваат барањата за CTI на 600 V се нарекуваат смоли за „високо следење“.

Постапката за тестирање за одредување на индексот CTI е сложена. Влијателни фактори се состојбата на електродите, електролитот и површината на примерокот, како и применетиот напон.

Резултатите може да се намалат со додавање адитиви, како што се:

Пигменти, особено саѓи,
Антипиринов,
Стаклени влакна.
Затоа, генерално не е препорачливо да се користат материјали што содржат пирин забавувачи, саѓи и стаклени влакна каде отпорот на диелектрично следење е примарен услов.

Минералите (TiO2) имаат тенденција да ги зголемат вредностите на CTI.

8.CTI тестови

Тестовите на CTI се вршат со користење на две платински електроди со наведени димензии, рамномерно одмараат со малку заоблени рабови „длето“ на примерокот за тестирање.

Минималниот напон кој се применува на електродите е обично 175 V. Ако деловите се под висок електростатички напон, тогаш потенцијалната разлика се поставува на 250 V. Напонот се применува во фази од 25 V: максималниот напон е 600 V.

Површината на испитниот материјал се навлажнува со 50 капки 0,1% раствор на амониум хлорид во дестилирана вода (т.н. раствор А), паѓајќи централно помеѓу двете електроди. Големината и зачестеноста на паѓањето на капките на електролитот се регулирани. Ако нема струја на избраниот напон, тестот се повторува со напон зголемен за 25 V додека не се појави струја. Овој напон, намален за еден чекор од 25 V, се нарекува индекс CTI. Тестот потоа се повторува со напон 25 V под напонот CTI, но со 100 капки електролит наместо 50. Определете го напонот на кој 100 капки не произведуваат струја. Оваа вредност може да се пријави во загради () како додаток на вредноста на CTI кога се изложени на 50 капки електролит.


CTI тест

9. CTI-M тестови

Тестот CTI-M е сличен на тестот CTI, освен што користи поагресивно средство за навлажнување (М е кратенка од францускиот збор „mouille“ - „навлажнета“). Растворот Б содржи 0,1% амониум хлорид и 0,5% алкил нафталин сулфонат. Дупките создадени од ерозија исто така може да се измерат и да се евидентира нивната длабочина.
Пример за регистрација: CTI 375 (300) M-0.8 значи:

50 капки раствор Б не создаваат струја на напон од 375 V.
100 капки не создаваат струја на напон од 300 V.
Длабочината на ерозивните дупки на површината на примерокот може да биде 0,8 mm.

Во согласност со стандардот UL94, развиен е сет на тестови за класификација на безбедноста на материјалите што се користат за компоненти на електрични уреди за отпорноста на полимерот на електрична струја и пожар.

Врз основа на резултатите од овие тестови, материјалите се поделени во категории на PLC (Категории на ниво на изведба):

Компаративен индекс за следење

Отпорност на лак, D495

Оцена на висок напонски лак (HVTR)

Тест за запаливост на топла жица (HWI).

Палење со висок лак (HAI)

NA - Број на испуштања пред палење Категорија PLC
120 <= NA 0
60 <= NA < 120 1
30 <= NA < 60 2
15 <= NA < 30 3
0 <= NA < 15 4

Оптичко тестирање

1. Заматеност и пропустливост на светлина ASTM D1003

Маглата е предизвикана од расејување на светлината во материјалот и може да се должи на влијанието на молекуларната структура, степенот на кристализација или туѓите подмножества на површината или во полимерниот примерок. Маглата е карактеристична само за проѕирните или проѕирните материјали и не се однесува на непроѕирните материјали. Маглата понекогаш се смета за спротивна на сјајот, што само по себе може да биде апсорпција на упадниот зрак светлина. Меѓутоа, методот за тестирање на магла всушност ја мери апсорпцијата, преносот и отклонувањето на зракот светлина од проѕирен материјал.

Примерокот се поставува на патеката на тесен зрак светлина така што дел од светлината поминува низ примерокот, а другиот дел е непречен. Двата дела на зракот минуваат во сфера опремена со фотодетектор.

Може да се дефинираат две количини:

Вкупниот интензитет на светлосниот зрак;
Количината на светлина отстапува за повеќе од 2,5° од првобитниот зрак.
Од овие две количини може да се пресметаат следните две вредности:

Заматеност, или процентот на доводната светлина расфрлана за повеќе од 2,5°,
Пропустливост на светлина или процент на упадна светлина што се пренесува преку примерок.

2. Сјај DIN 67530, ASTM D523

Сјајот е поврзан со способноста на површината да рефлектира повеќе светлина во одредена насока во споредба со другите насоки. Сјајот може да се мери со помош на мерач на сјај. Светлата светлина се рефлектира од примерокот под агол, а осветленоста на рефлектираната светлина се мери со фотодетектор. Најчесто користениот агол е 60°. Посјајните материјали може да се мерат под агол од 20°, додека матните површини може да се мерат под агол од 85°. Мерачот на сјај е калибриран користејќи стандард за црно стакло со вредност на сјај од 100.

Пластиката има помали вредности - тие строго зависат од методот на обликување.


Метод на мерење на сјај

3. Магла и сјај

Методите за тестирање на магла и сјај мерат колку добро материјалот рефлектира или пренесува светлина. Овие методи ја квантифицираат класификацијата на материјалот, како што е „транспарентен“ или „сјаен“. Додека маглата е ограничена на проѕирни или проѕирни материјали, сјајот може да се мери за кој било материјал. И тестовите за магла и сјај се точни. Но, тие често се користат за да се оцени изгледот, што е посубјективно. Неизвесна е корелацијата помеѓу вредностите на магла и сјај, како и како луѓето ја оценуваат „јасноста“ или „сјајот“ на пластиката.

4. Индекс на рефракција DIN 53491, ASTM D542

Одредување на индекс на рефракција

Низ проѕирен примерок се пренесува зрак светлина под одреден агол. Отклонувањето на зракот предизвикано од материјалот додека зракот минува низ примерокот е индексот на прекршување, кој се одредува со делење на sin a со sin b.

Физички тестови

1. Густина ISO 1183 (DIN 53479, ASTM D792)

Густината е масата поделена со единица волумен на материјалот на 23°C и обично се изразува во грами на кубен сантиметар (g/cm3) или грами на милилитар (g/ml). „Специфична тежина“ е односот на масата на даден волумен на материјал со масата на истиот волумен на вода на одредена температура.

Густината може да се мери со неколку методи, како што е опишано во стандардот ISO 1183:

Начин на потопување на пластиката во готова состојба.

Пикнометриски метод за пластика во форма на прав, гранули, таблети или обликувани производи намалени на мали честички.

Метод на титрација за пластика со слични форми на оние потребни за методот А.

Метод на колона со градиент на густина за пластика слични на оние потребни за методот А.

Колоните со густина на градиент се колони од течност чија густина се зголемува подеднакво од врвот до дното. Тие се особено погодни за мерење на густината на мали примероци на производи и за споредба на густините.

2. Апсорпција на вода ISO 62 (ASTM D570)

Пластиката апсорбира вода. Содржината на влага може да предизвика промени во димензиите или својствата како отпорност на електрична изолација, загуба на диелектрик, механичка сила и изглед.

Одредувањето на апсорпцијата на вода на пластична мостра со одредени големини се врши со потопување на примерокот во вода за одреден временски период и на одредена температура. Резултатите од мерењето се изразуваат или во милиграми апсорбирана вода или како процентуално зголемување на масата. Можно е да се спореди апсорпцијата на вода на различни пластики само кога примероците за тестирање се идентични по големина и во иста физичка состојба.

Испитните примероци се претходно сушени на 50°C 24 часа, се ладат на собна температура и се мерат пред да бидат потопени во вода на дадена температура за даден временски период.

Апсорпцијата на вода може да се мери:

Примероците се ставаат во сад со дестилирана вода на температура од 23°C.

По 24 часа, примероците се сушат и се мерат.

Примероците се ставаат во врела вода 30 минути, се ладат 15 минути во вода на температура од 23°C и повторно се мерат.

До заситување

Примероците се потопуваат во вода на температура од 23°C додека не се целосно заситени со вода.

Апсорпцијата на вода може да се изрази како:

Масата на апсорбирана вода,
Маса на апсорбирана вода по единица површина,
Процентот на апсорбирана вода во однос на тежината на примерокот за тестирање.

Реолошки тестови

1. Смалување на калапи ISO 2577 (ASTM D955)

Смалувањето на калапот е разлика помеѓу димензиите на калапот и обликуваниот дел произведен во тој калап. Се запишува во % или милиметри на милиметар.

Формираните вредности на собирање се запишуваат и паралелно со протокот на материјалот („во насока на проток“) и нормално на протокот („во насока на вкрстен проток“). За материјалите од фиберглас овие вредности може значително да се разликуваат. На собирањето на калапот може да влијаат и други параметри, како што се дизајнот на делови, дизајнот на мувлата, температурата на мувлата, специфичниот притисок на вбризгување и времето на циклусот на обликување.

Формирањето на вредностите на собирање (кога се мери на едноставни делови како што е тест парче за истегнување или диск) се само типични податоци за избор на материјал. Тие не можат да се применат на дизајни на делови или алатки.

2. Стапка на проток на топење/индекс на топење ISO 1133 (DIN 53735, ASTM D 1238)

Тестовите за стапка на проток на топење (MFR) или индекс на топење (MFI) го мерат протокот на стопениот полимер низ пластометар за истиснување под одредена температура и услови на оптоварување. Пластометарот за истиснување се состои од вертикален цилиндар со мала глава со дијаметар од 2 mm на дното и отстранлив клип на врвот. Полнењето на материјалот се става во цилиндар и се загрева неколку минути. Клипот е поставен на горната површина на стопениот полимер и неговата тежина го присилува полимерот низ главата на собирната плоча. Тестниот период варира од 15 секунди до 6 минути во зависност од вискозноста на пластиката. Употребени температурни вредности: 220, 250 и 300°C. Масите на применетите товари се 1,2, 5 и 10 kg.

Количината на полимер собрана по даден тест период се мери и се претвора во број на грами што може да се екструдираат по 10 минути. Стапката на проток на топење се изразува во грамови по референтно време.

Пример: MFR (220/10) = xx g/10 min - значи брзина на проток на топење на тест температура од 220°C и номинална тежина на оптоварување од 10 kg.


Метод на мерење на индексот на топење

Стапката на проток на полимерното топење зависи од брзината на смолкнување. Стапките на смолкнување што се користат во овие тестови се значително пониски од оние што се користат во нормални услови на производство. Затоа, податоците добиени со овој метод можеби не секогаш одговараат на неговите својства при вистинска употреба.

3. Проток на волумен на топење/индекс на волумен на топење ISO 1133 (DIN 53735, ASTM D 1238)

Стандардот DIN 53735 опишува три методи за мерење на протокот:
„Верфарен А“

„Верфарен Б“, кој пак вклучува два методи:

Методот Verfahren A вклучува мерење на масата додека пластиката се екструдира низ дадена матрица.

Методот Верфарен Б се состои од мерење на поместувањето на клипот и густината на материјалот под слични услови.

Користејќи го методот Verfahren B/Mebprinzip 1, се мери растојанието по кое се движи клипот.

Методот Verfahren B/Mebprinzip 2 го мери времето во кое се движи клипот.

Да ги сумираме овие методи, индексот на проток според Verfahren A според DIN 53735 е еднаков на брзината на проток MFR според ISO 1133.

На врвот на описот на овие различни методи, DIN 53735 го опишува волуметрискиот индекс на проток (MVI). (ISO 1133 не го споменува MVI.)

Индексот MVI е дефиниран како волумен на пластика што се истиснува низ главата во одредено време.

Индексот MFI е дефиниран како маса на пластика екструдирана низ главата за одредено време. Индексот MVI се изразува во cm³/10 min, а индексот MFI во g/10 min.

Користените температури се 220, 250, 260, 265, 280, 300, 320 и 360°C. Тежина на искористени товари - 1,2; 2.16; 3,8; 5; 10 и 21 кг.

Пример: MVI (250/5) значи волуметриски индекс на проток во cm³/10 мин за испитна температура од 250°C и номинална маса на оптоварување од 5 kg.

4. Вискозитет на топење DIN 54811

Карактеристиките на топењето се одредуваат во капиларен вискометар. Или притисокот се мери при дадена волуметриска брзина на проток и дадена температура, или волуметриска брзина на проток при даден притисок. Вискозноста на топењето (MV) е односот на вистинското напрегање на смолкнување t и реалното напрегање на смолкнување f. Се изразува во Pa*s.

5. Практична примена на MV, MFR/MFI, MVI карактеристики во производството

Методот MV со мерење на капиларен вискометар е многу сличен на нормалниот процес на истиснување. Како таков, методот MV е добра основа за споредување на протокот на вбризгувани материјали: тој ја претставува вискозноста додека топењето минува низ млазницата. Методите MFR/MFI и MVI, каде што стапката на смолкнување е прениска, не се погодни за употреба во процесот на вбризгување. Тие се добра референца за контрола на производителот и процесорот, лесно, брзо и ефтино, но не се погодни за избор на материјал за неговиот очекуван тек на обликување.


Тестови за запаливост

1. Општи информации за запаливост според стандардот UL94

Најшироко прифатените стандарди за карактеристики на запаливост се стандардите на категоријата UL94 (Underwriters Research Laboratories) за пластика. Овие категории ја одредуваат способноста на материјалот да гасне пламен по палењето. Може да се доделат неколку категории врз основа на стапката на горење, времето на гаснење, отпорноста на капки и дали произведените капки се запаливи или незапаливи. На секој тест материјал може да му се доделат неколку категории врз основа на боја и/или дебелина. За специфичен избор на материјал за апликација, UL рејтингот треба да се определи според најтенкиот ѕид на пластичниот дел. Категоријата UL секогаш мора да се наведе заедно со дебелината: едноставното наведување на категоријата UL без дебелина не е доволно.

2. Краток опис на класификациските категории UL94

HB
Бавно горење на хоризонтален примерок.
Брзината на горење е помала од 76 mm/min со дебелина помала од 3 mm.

Стапката на горење е помала од 38 mm/min со дебелина поголема од 3 mm.

V-0
Согорувањето на вертикалната мостра престанува во рок од 10 секунди;

V-1

не е дозволено формирање на капки.

V-2
Согорувањето на вертикалната мостра престанува во рок од 30 секунди;

Дозволени се капки запалени честички.

5V
Согорувањето на вертикален примерок престанува во рок од 60 секунди по пет изложувања на пламен со времетраење на секоја изложеност на примерокот за тестирање од 5 секунди.

5 VB
Примероците во форма на широки плочи можат да изгорат и да создадат дупки.

5VA
Примероците со широки плочи не смеат да изгорат (т.е., да формираат дупки) - ова е најстрогата категорија UL.

Ако запаливоста е безбедносен услов, тогаш употребата на материјали од категоријата HB генерално не е дозволена. Општо земено, HB материјалите не се препорачуваат за електрични апликации, со исклучок на механички и/или декоративни производи. Понекогаш има недоразбирање: неогноотпорните материјали (или материјали кои не се наведени како огноотпорни) автоматски не се квалификуваат како HB. Категоријата UL94HB, иако е најмалку строга, е категорија на запаливост и мора да се потврди преку тестирање.

Тест со пламен на хоризонтален примерок

При тестирање на вертикални примероци, се користат истите примероци како и за HB тестирање. Се запишуваат сите параметри: време на горење, време на тлеење, момент на појава на капки и палење (или незапалување) на памучната облога. Разликата помеѓу V1 и V2 е запалените капки, кои се главниот извор на ширење на пламенот или огнот.

Вертикален тест за палење на примерокот


1-ва тест фаза 5V

Стандардните примероци за одредување на запаливост се фиксираат вертикално и секој примерок е изложен на пламен пет пати со висина на пламенот од 127 mm секој пат во период од 5 секунди. За да се усогласат со условите за испитување, ниту еден примерок не смее да гори во пламен или да тлее повеќе од 60 секунди по петтото изложување на пламен. Дополнително, не треба да се дозволи запалените капки да ја запалат памучната подлога под примероците. Целата постапка се повторува со пет примероци.


Втора фаза на тестирање 5VA и 5VB

Широка плоча со иста дебелина како и примероците на плочата се тестира во хоризонтална положба со истиот пламен. Целата постапка се повторува со три чинии.
Овие хоризонтални тестови одредуваат две категории на класификација: 5VB и 5VA.

Категоријата 5VB овозможува преку горење (со формирање на дупки).
Категоријата 5VA не дозволува формирање на дупки.
Тестирањето UL94-5VA е најстрого од сите UL методи за тестирање. Материјалите од оваа категорија се користат за огноотпорни куќишта на големи канцелариски машини. За овие апликации со очекувани дебелини на ѕидови помали од 1,5 mm, треба да се користат оценки на јадрото на стаклени влакна.

6. CSA Запаливост (CSA C22.2 бр. 0.6 Тест А)

Овие тестови за запаливост на Канадското здружение за стандарди (CSA) се спроведуваат слично на тестовите UL94-5V. Но, условите на овие тестови се построги: секоја изложеност на пламен трае 15 секунди. Дополнително, за време на првите четири изложувања на пламен, примерокот треба да се изгасне во рок од 30 секунди, а по петтото изложување, во рок од 60 секунди (споредете го тестот UL94-5V со пет изложувања на пламен од по пет секунди).
Резултатите од овие CSA тестови ќе се сметаат за конзистентни со резултатите од тестот UL94-5V.

Целта на ограничениот индекс на запаливост на кислород (LOI) е да се измери релативната запаливост на материјалите кога се горат во контролирана средина. Индексот LOI ја претставува минималната содржина на кислород во атмосферата што може да поддржи пламен на термопластичен материјал.
Атмосферата за тестирање е надворешно контролирана мешавина од азот и кислород. Фиксираниот примерок се запали со помошен пламен, кој потоа се гаси. Во последователни тест циклуси, концентрацијата на кислород се намалува додека примерокот повеќе не може да поддржува согорување.

LOI се дефинира како минимална концентрација на кислород при која материјалот може да гори три минути или може да одржува горење на примерокот распространето на растојание од 50 mm.

Колку е поголем LOI, толку е помала веројатноста за согорување.


Тест за кислороден индекс

8. Тест на светлечка жица IEC 695-2-1

Тестовите за палење со топла жица (HWI) симулираат термички напрегања што можат да бидат предизвикани од топлина или извор на палење, како што се преоптоварени отпорници или топли елементи.

Примерок од изолационен материјал се притиска 30 секунди со сила од 1 N до крајот на електрично загреана топла жица. Навлегувањето на врвот на жешката жица во примерокот е ограничено. Откако ќе се извади жицата од примерокот, се евидентира времето потребно за гаснење на пламенот и присуството на капки кои горат.

Се смета дека примерокот го поминал тестот за топла жица ако се случи една од следниве ситуации:

Во отсуство на пламен или тлеење;
Ако пламенот или тлеењето на примерокот, неговите околни делови и долниот слој изгаснат во рок од 30 секунди по отстранувањето на топлата жица, а исто така и ако околните делови и долниот слој не се целосно изгорени. Во случај да се користи тенка хартија како долен слој, оваа хартија не треба да се запали или да нема печење на боровата плоча ако се користи како подлога.
Вистинските делови или куќишта под напон се тестираат на сличен начин. Нивото на температурата на топлиот крај на жицата зависи од тоа како се користи готовиот дел:

Со или без надзор,
Со или без континуирано оптоварување,
Се наоѓа во близина или далеку од централната точка за напојување,
Контактира со жив дел или се користи како обвивка или капак,
Под помалку или построги услови.

Тест на жица за сјај

Во зависност од потребното ниво на сериозност на условите на околината кои го опкружуваат готовиот дел, се претпочитаат следните температурни вредности: 550, 650, 750, 850 или 960 °C. Соодветната тест температура треба да се избере со проценка на ризикот од дефект поради неприфатливо загревање, палење и ширење на пламенот.

Лабораториска клупа за испитување на запаливост

9. Тестови за пламен од игла IEC 695-2-2

Тест за пламен со игла

Тестовите за пламен со игла ги симулираат ефектите на малиот пламен што може да настане поради дефект во електричната опрема. За да се процени веројатното ширење на пламенот (честички кои горат или тлеат), или слој од материјалот за испитување, компоненти кои вообичаено го опкружуваат примерокот или еден слој хартиена хартија се става под примерокот. Тестниот пламен се нанесува на примерокот за одреден временски период: обично 5, 10, 20, 30, 60 или 120 секунди. За посебни барања, може да се усвојат други нивоа на строгост.

Освен ако не е поинаку наведено во релевантната спецификација, се смета дека примерокот го поминал тестот за пламен од игла ако се случи една од следните четири ситуации:

Ако примерокот не се запали.
Ако пламенот или честичките што гори или тлеат што паѓаат од примерокот предизвикаат ширење на пожарот на околните делови или на слојот поставен под примерокот и ако нема пламен или тлее на примерокот на крајот од изложувањето на пламенот за тестирање.
Ако времетраењето на согорувањето не надминува 30 секунди.
Ако не е надминато ширењето на согорувањето наведено во соодветните технички услови.

врз основа на материјали од www.polimer.net

Огласите за купопродажба на опрема може да се погледнат на

Можете да разговарате за предностите на полимерните брендови и нивните својства на

Регистрирајте ја вашата компанија во Именикот на претпријатија

Тестирањето на својствата на термопластични композитни материјали од дрво-полимер во странство се врши во согласност со методите наведени подолу:

  • Тест на абење на машината Taber ISO 3537 (DIN 52347, ASTM D1044)
  • Цврстина на Бринел ISO 2039-1 (DIN 53456)
  • Тврдост на Роквел ISO 2039-2 - Тврдост на брегот ISO 868 (DIN 53505, ASTM D2240)
  • Концепт за јачина на влијание
  • Јачина на удар ISO 180 Izod (ASTM D256)
  • Отпорност на топлина според Vicat ISO 306 (DIN 53460, ASTM D1525)
  • Отпорност на топлина на деформација и отпорност на топлина при деформација при оптоварување ISO 75 (DIN 53461, ASTM D648)
  • Отпорност на деформација на топлина (HDT) и аморфна и полукристална пластика
  • Вовлекување на топката EC335-1
  • Топлинска спроводливост ASTM C 177
  • Релативен индекс на топлинска спроводливост, RTI (UL 746B)
  • Коефициент на линеарна термичка експанзија ASTM D696, DIN 53752
  • Општи информации за запаливост UL94
  • Краток опис на UL94 класификациски категории
  • Категорија UL94HB
  • Категорија UL94V0, V1, V2
  • Категорија UL94-5V
  • CSA запаливост (CSA C22.2 бр. 0.6 Тест А)
  • Индекс на запаливост ограничен со кислород ISO 4589 (ASTM D 2863)
  • Тест на светлечка жица IEC 695-2-1
  • Тестови за пламен од игла IEC 695-2-2
  • Диелектрична јачина IEC 243-1
  • Површинска отпорност IEC 93 (ASTM D257)
  • Обемна отпорност IEC 93 (ASTM D257)
  • Релативна диелектрична константа IEC 250
  • Фактор на дисипација IEC 250
  • Отпорност на лак ASTM D495
  • Компаративен индекс за следење (Компаративен индекс на расчленување) IEC 112
  • CTI-M тестови
  • Категории на PLC (UL746A)
  • Магла и пренос на светлина ASTM D1003
  • Сјај DIN 67530, ASTM D523
  • Магла и сјај
  • Индекс на рефракција DIN 53491, ASTM D542
  • Густина ISO 1183 (DIN 53479, ASTM D792)
  • Апсорпција на вода ISO 62 (ASTM D570)
  • Смалување на калапи ISO 2577 (ASTM D955)
  • Стапка на проток на топење/индекс на топење ISO 1133 (DIN 53735, ASTM D 1238)
  • Проток на волумен на топење/индекс на волумен на топење ISO 1133 (DIN 53735, ASTM D 1238)
  • Вискозност на топење DIN 54811
  • Практична примена на MV, MFR/MFI, MVI карактеристики во производството

1. Механички тестови

Модул на јакост, деформација и истегнување ISO R527

(DIN 53455, DIN 53457, ASTM D638M)

Основата за разбирање на својствата на материјалот е информацијата за тоа како материјалот реагира на секое оптоварување. Знаејќи ја количината на деформација произведена од дадено оптоварување (напрегање), дизајнерот може да го предвиди одговорот на одреден производ на неговите работни услови. Односите на затегнување напон-деформација се најшироко објавените механички својства за споредување на материјали или дизајнирање на специфични производи.

Тест брзини:

  • Брзина А – 1 mm/min – модул на истегнување.
  • Брзина Б - 5 mm/min - Дијаграм на напрегање на истегнување за смоли исполнети со стаклени влакна.
  • Брзина C – 50 mm/min – дијаграм на напрегање на истегнување за неполнети смоли.

Односите на напрегање-деформација се одредуваат на следниов начин. Примерокот во облик на двојно сечило се протега со константна брзина и се евидентира применетото оптоварување и издолжувањето. По ова, се пресметуваат напрегањата и напрегањата:

Други механички својства утврдени од односот напрегање-деформација се:

Модул на јакост и виткање ISO 178 (DIN 53452, ASTM D790)

Јачината на свиткување е мерка за тоа колку материјалот се спротивставува на свиткување или „колку е крут материјалот“. Во средината на распонот се става обична, едноставно поддржана прачка: на тој начин се создава товар од три точки. На стандардна машина за тестирање, врвот за полнење притиска на примерокот со константна брзина од 2 mm/min.

За да се пресмета модулот на свиткување на еластичност, од снимените податоци се конструира крива на отклон наспроти оптоварување. Почнувајќи од почетниот линеарен дел на кривата, користете минимум пет вредности на оптоварување и отклонување.

Модулот на свиткување (односот на напрегањето и напрегањето) најчесто се споменува кога се однесуваат на еластичните својства. Модулот на свиткување на еластичност е еквивалентен на наклонот на тангентата линија на кривата напрегање/напрегање во оној дел од кривата каде што пластиката сè уште не е деформирана.

Вредностите на напрегањето и модулот на еластичност при свиткување се мерат во MPa.

Тест на абење на машината Taber ISO 3537 (DIN 52347, ASTM D1044)


Ориз. 4: Тест на абење на машината Табер

Овие тестови ја мерат количината на загуба од абразија со абразија на примерокот со помош на машина Табер. Примерокот е фиксиран на диск што ротира со фреквенција од 60 вртежи во минута. Силите создадени од теговите ги притискаат абразивните тркала врз примерокот. По одреден број циклуси, тестовите се прекинуваат. Масата на загуба од абразија е дефинирана како маса на честички кои се отстранети од примерокот: оваа маса се изразува во mg/1000 циклуси. Абразивните тркала се всушност заострување на камења во облик на круг. Се користат различни видови на овие кругови.

Споредба на методите ISO (Меѓународна организација за стандардизација) и ASTM (Американско здружение за тестирање и материјали).

Примената на ISO методот не само што ги менува условите за тестирање и димензиите на тестната мандрела (во споредба со методот ASTM), туку бара и стандардизирани дизајни на калапи и услови за обликување во согласност со ISO 294. Ова може да резултира со разлики во објавените вредности - не поради промена на својствата на материјалот, но поради промена на методот на испитување. Според методот ASTM, тест-примерокот има дебелина од 3 mm, додека ISO има избрано примероци со дебелина од 4 mm.

2. Тестови за цврстина

Споредба на тврдоста на Бринел, Роквел и Шор

Тестот Роквел ја одредува тврдоста на пластиката врз основа на еластичното обновување на деформацијата на примерокот за време на тестирањето. Ова се разликува од тестовите за цврстина Бринел и Шор: во овие тестови, цврстината се одредува според длабочината на пенетрација под оптоварување и, според тоа, исклучува какво било еластично враќање на деформацијата на материјалот.

Затоа, вредностите на Роквел не можат директно да се поврзат со вредностите на тврдоста на Бринел или Шор.

Опсегот на цврстина на Shore A и D може да се спореди со опсегот на цврстина на Бринел. Сепак, не постои линеарна корелација.

Цврстина на Бринел ISO 2039-1 (DIN 53456)

Полирано стврднато челично топче со дијаметар од 5 mm се втиснува на површината на пробата за тестирање (најмалку 4 mm дебелина) со сила од 358 N. 30 секунди по нанесувањето на товарот, се мери длабочината на вдлабнувањето. Тврдоста на Бринел H 358/30 се пресметува како „применет товар“ поделен со „површината на отпечатокот“. Резултатот е изразен во N/mm 2

Роквел цврстина ISO 2039-2

Бројот на цврстина на Роквел директно се однесува на тврдоста на отпечатокот на пластиката: колку е поголем бројот, толку е потврд материјалот. Поради малото преклопување на скалите за цврстина на Роквел за ист материјал, можно е да се добијат два различни бројки на две различни скали, и двата од овие бројки може да бидат технички точни

Вовлекувачот, кој е полиран стврднат челичен топче, се притиска на површината на примерокот за тестирање. Дијаметарот на топката зависи од користената скала Роквел. Примерокот се натоварува со „мало оптоварување“, потоа со „главно оптоварување“, а потоа повторно со истото „мало оптоварување“. Вистинското мерење се заснова на вкупната длабочина на пенетрација, оваа длабочина се пресметува како вкупна длабочина по отстранувањето на главниот товар минус обновувањето на еластичноста по отстранувањето на главниот товар и минус длабочината на пенетрација при мало оптоварување. Бројот на цврстина на Роквел се пресметува како „130 минус длабочината на пенетрација во единици од 0,002 mm“.

Броевите за цврстина на Роквел треба да бидат помеѓу 50 и 115. Вредностите надвор од овие граници се сметаат за неточни: мерењето мора да се повтори повторно со помош на следната потврда скала. Вагите ја зголемуваат тврдоста од R преку L до M (со зголемување на тврдоста на материјалот). Товарите и дијаметрите на вовлекувачите се подетално наведени во табелата.

Ако за помек материјал е потребна скала помалку тешка од скалата R, тогаш Роквеловиот тест за цврстина не е соодветен. Потоа можете да го користите методот на тврдост Shore (ISO 868), кој се користи за материјали со низок модул.

Цврстина на брегот ISO 868 (DIN 53505, ASTM D2240)

Вредностите на тврдоста на брегот се отчитувања на скалата што се добиваат кога специфична челична прачка продира во пластиката. Оваа цврстина се одредува со два вида склероскопи, од кои и двата имаат калибрирани пружини за нанесување оптоварување на вовлекувачот. Склероскопот А се користи за помеки материјали, а склероскопот Д се користи за поцврсти материјали.

Вредностите на тврдоста на брегот варираат:

  • од 10 до 90 за склероскоп Shore тип А - меки материјали,
  • од 20 до 90 за склероскоп Shore тип D - тврди материјали.

Ако измерените вредности се >90А, материјалот е премногу тврд и мора да се користи склероскоп D.

Доколку измерените вредности

Не постои едноставна врска помеѓу тврдоста измерена со овој метод на тестирање и другите основни својства на материјалот што се тестира.

3. Тестови на удар

Концепт за јачина на влијание

Во стандардните тестови, како што се тестовите за истегнување и свиткување, материјалот полека ја апсорбира енергијата. Во реалноста, материјалите многу често брзо ја апсорбираат енергијата на применетата сила, на пример, силите од предмети што паѓаат, удари, судири, падови итн. Целта на тестирањето на ударот е да се симулираат такви услови.

Методите Izod и Charpy се користат за проучување на својствата на одредени примероци под дадени ударни напрегања и за оценување на кршливоста или цврстината на примероците. Резултатите од тестовите од овие методи не треба да се користат како извор на податоци за пресметките на дизајнот на компонентите. Информациите за типичните својства на материјалот може да се добијат со тестирање на различни типови на испитни примероци подготвени под различни услови, менувајќи го радиусот на засекот и температурата на испитувањето.

Тестовите со користење на двата методи се вршат на двигател на удар на нишалото. Примерокот се стега во порок, а од дадена височина се ослободува двигател на удар на нишалото со зацврстена површина на удар од челик со одреден радиус, што предизвикува стрижење на примерокот при ненадејно оптоварување. Преостанатата енергија на двигателот на купот на нишалото го крева нагоре. Разликата помеѓу висината на падот и висината на враќање ја одредува енергијата потрошена за уништување на примерокот за тестирање. Овие тестови може да се извршат на собна температура или на намалени температури за да се одреди ладна кршливост. Тест примероците може да се разликуваат по видот и големината на исечоците.

Резултатите од тестовите за влијание на падот на тежината, како што е методот Гарднер или тестот за заоблена плоча, зависат од геометријата на тежината на падот и поддршката. Тие можат да се користат само за одредување на релативниот ранг на материјалите. Резултатите од тестот за удар не може да се сметаат за апсолутни освен ако геометријата на опремата за тестирање и примерокот не ги исполнуваат барањата на крајната апликација. Може да се очекува дека релативното рангирање на материјалите според двата методи на тестирање ќе биде исто ако природата на уништувањето и брзините на удар се исти.

Толкување на резултатите од тестот за влијание - Споредување ISO и ASTM методи

Карактеристиките на ударот можат многу да зависат од дебелината на примерокот и молекуларната ориентација. Различните дебелини на примероците што се користат во методите ISO и ASTM може да имаат многу значаен ефект врз вредностите на силата на удар. Промената на дебелината од 3 mm на 4 mm може да резултира дури и со промена на режимот на дефект од еластичен во кршлив поради влијанието на молекуларната тежина и дебелината на засечениот примерок користејќи го методот Izod, како што е прикажано за поликарбонатните смоли. Материјалите што веќе покажуваат кршлива шема на фрактура со дебелина од 3 mm, на пример, материјали со минерални и фиберглас полнила, не се засегнати со промена на дебелината на примерокот. Материјалите со модифицирачки адитиви кои ја зголемуваат силата на удар ги имаат истите својства.


Ориз. 10: Влијание на дебелината и молекуларната тежина на засечениот примерок врз резултатите од Izod испитувањето на удар на поликарбонатни смоли

Неопходно е јасно да се разбере дека:

  • Не се променија материјалите, туку само методите на тестирање;
  • споменатиот премин од еластична во кршлива фрактура игра незначителна улога во реалноста: огромното мнозинство на дизајнирани производи имаат дебелина од 3 mm или помалку

Јачина на удар ISO 180 Izod (ASTM D256)

Испитувањето на удар на изод на засечени примероци стана стандарден метод за споредување на силата на удар на пластиката. Сепак, резултатите од овој метод на тестирање не соодветствуваат со реакцијата на удар на обликуваниот производ во реална средина. Поради различната чувствителност на материјалите, овој метод на тестирање може да дозволи отфрлање на некои материјали. Иако резултатите од овие тестови често се бараат како значајни мерки за отпорност на удар, овие тестови имаат тенденција да ја мерат чувствителноста на материјалот наместо способноста на пластиката да издржи удар. Резултатите од овие тестови се широко користени како референца за споредување на силата на удар на материјалите. Испитувањето на удар на Izod на засечените примероци е најдобро прилагодено за одредување на јачината на ударот на производите кои имаат многу остри агли, како што се ребрата, ѕидовите што се вкрстуваат и други области со концентрација на стрес. При тестирање на јакоста на удар на Izod на незасечени примероци, се користи истата геометрија на оптоварување, освен што примерокот е незасечен (или е затегнат во порок во превртена положба). Овој тип на тест секогаш дава подобри резултати од Izod notched тестовите поради отсуството на точки на концентрација на стрес.

Јачината на ударот на засечените примероци со помош на методот Изод е енергијата на ударот потрошена за уништување на засечениот примерок, поделена со оригиналната површина на пресекот на примерокот на местото на засекот. Оваа јачина се изразува во килоџули по квадратен метар: kJ/m 2. Примерокот е прицврстен вертикално во менгемето на ударниот двигател.

  • ISO 180/1A го означува примерокот тип 1 и засекот тип А. Како што може да се види на сликата подолу, примерокот тип 1 е долг 80 mm, висок 10 mm и дебел 4 mm.
  • ISO 180/1O го претставува истиот примерок 1, но прицврстен во превртена положба (пријавен како „неотсечен“).

Примероците ASTM имаат слични димензии: ист радиус во основата на засекот и иста висина, но се разликуваат по должина - 63,5 mm и, уште поважно, во дебелина - 3,2 mm.

Резултатите од тестот ISO се одредуваат како енергија на удар во џули потрошена за фрактура на тест-примерокот поделена со површината на напречниот пресек на примерокот на локацијата на засекот. Резултатот е изразен во килоџули по квадратен метар: kJ/m 2.

Резултатите од тестот ASTM се одредуваат како енергијата на ударот во џули поделена со должината на засекот (т.е. дебелината на примерокот). Тие се изразени во џули на метар: J/m. Практичниот фактор на конверзија е 10: т.е. 100 J/m е еднакво на приближно 10 kJ/m2.

Различните дебелини на примероците може да резултираат со различни толкувања на „цврстина“, како што е прикажано одделно.


Ориз. 11: Примероци за мерења на силата на удар

Charpy Јачина на удар ISO 179 (ASTM D256)

ISO ознаките го одразуваат типот на примерокот и видот на сечењето:

  • ISO 179/1C означува примерок тип 2 и засек тип CI;
  • ISO 179/2D означува примерок од типот 2, но неотсечен.

Главната разлика помеѓу методите Charpy и Izod е методот на инсталирање на примерокот за тестирање. Кога се тестира со методот Charpy, примерокот не се стега, туку слободно се поставува на потпора во хоризонтална положба.


Ориз. 13: Charpy метод за мерење на јачината на удар и инструмент за нејзино мерење

Примероците користени според методот DIN 53453 имаат слични димензии. Резултатите и за ISO и DIN методите се одредуваат како енергија на удар во џули апсорбирана од тест-примерокот поделена со површината на напречниот пресек на примерокот на локацијата на засекот. Овие резултати се изразени во килоџули по квадратен метар: kJ/m2.