ЧТО ТАКОЕ ПЛАСТМАССА?
Пластмассы приобрели особую популярность благодаря своей прочности, лёгкости, износостойкости, низкой стоимости и способности принимать различные формы. Пластмассы используются практически везде: в быту, медицине, в упаковке, в строительстве, электроэнергетике, транспортной промышленности, в сельском хозяйстве и многих других областях. Определение механических свойств и характеристик пластмасс напрямую влияет на качество и безопасность конечной продукции.
При нагревании пластмассы разделяются на термопластичные (полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, капрон) и термореактивные (полиэфирные смолы, карбамидные смолы, фенолформальдегидные смолы).
Для получения требуемых физико-механических свойств пластмассы и снижения ее себестоимости к полимерам добавляют дополнительные компоненты.
Композиты армируют пластмассу и увеличивают ее прочностные свойстваПластификаторы улучшают деформационные свойства, повышают пластичность и эластичностьСтабилизаторы снижают истираемость, увеличивая срок эксплуатации изделий из пластмассыАнтипирены применяются для снижения горючести пластмассы
ВИДЫ ПЛАСТМАССЫ
ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ ИСПЫТАНИЙ ПЛАСТМАССЫ
При разработке новых пластмасс или создании готовых изделий важно знать, как они поведут себя в реальных условиях. Такая информация является ключевой при производстве и использовании пластмасс. Ее можно получить при испытаниях пластмасс в аккредитованных лабораториях. Для этого используют специализированное испытательное оборудование.
Приборы для испытаний пластмасс на температурную хрупкость Универсальные или разрывные машины для испытаний пластмасс нарастающей статической силой (растяжение, сжатие, сдвиг, отрыв, изгиб)Универсальные электромеханические машины для испытаний пластмасс на длительную прочность и ползучесть (релаксацию напряжений)
Температурные камеры или системы температурных испытаний, специальные криотермостаты или печиКопры маятниковые для ударных испытаний пластмасс динамической силой по методам Шарпи и ИзодаПрессы вулканизационные для формования и производства изделий из пластиковЭкструзионные пластомеры для пластиковых гранул
Инженеры Эталон-Профит имеют многолетний опыт работы с испытательной техникой. Они всегда ориентируются на целевые потребности Клиента, помогут подобрать наиболее оптимальное оборудование или модификации приборов для механических испытаний пластмасс.
Рассмотрим некоторые стандарты и методики испытаний пластмасс
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПРЕДЕЛА ХРУПКОСТИ ПЛАСТМАССЫ
Прибор ПХП-3 для испытаний пластиков на ударный изгиб при пониженных температурах, ГОСТ 16782-92
Стандарт описывает метод испытаний образцов из пластмассы в температурных условиях при ударном изгибе. Образцы изготавливаются с надрезом или без надреза. Определяется температура хрупкости испытываемых образцов, при которой достигается 50%-ная вероятность разрушения пластмассы.
Для испытаний образцов из пластмассы при пониженных температурах на ударный изгиб используют специализированные приборы с криокамерой, зажимом для консольного закрепления образцов, ударным механизмом. Испытания проводят в инертной теплопередающей жидкой среде под контролем температуры охлаждения. В качестве жидкости используется этиловый спирт, а в качестве хладагента – жидкий азот. В процессе охлаждения зажимы с консольно-закрепленным образцом из пластмассы и ударный пуансон находятся в охлажденной жидкости. По окончании времени кондиционирования производится однократный удар по образцам. Испытывают не менее 10 образцов, анализируя характер их разрушения и изменяя температуру охлаждающей среды в сторону увеличения или уменьшения. Так определяют температуру хрупкости пластмассы графическим или расчетным методом.
Приборы ПХП-3 производства "Эталон-Профит" для проверки температурной хрупкости пластмассы соответствуют требованиям стандарта, современные и надежные, с микропроцессорным управлением, пультом оператора и специализированным программным обеспечением. При выпуске из производства приборы проходят аттестацию в Центре стандартизации и метрологии в соответствии с разработанной программой и методикой аттестации.
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДАРНОЙ ВЯЗКОСТИ ПЛАСТМАССЫ
Стандарт описывает модель испытаний пластмасс при ударном растяжении по методам Шарпи и Изода. Оценивается хрупкость и вязкость пластмассы под влиянием динамического удара. Физический смысл таких испытаний в лабораторных условиях заключается в имитации ситуаций реальной жизни, когда пластмассы или пластмассовые изделия подвергаются резкому приложению силы в результате падения, удара или столкновения.
В результате испытаний определяются ударная вязкость и работа удара, затрачиваемая на разрушение образцов в результате свободного падения маятника. Размеры образцов жестко регламентируются требованиями стандартов. Образцы с надрезом или без надреза. Результаты испытаний используют в исследовательских целях, для контроля качества пластмасс, для сравнения характеристик и свойств различных пластмасс.
Как проходят испытания по Шарпи?
Подготовленный образец укладывают на опоры, ударный маятник Шарпи с требуемой энергией фиксируют во взведенном положении, производят удар и фиксируют работу разрушения пластмассы по аналоговой шкале или в программном обеспечении.
Как проходят испытания по Изоду?
Подготовленный образец фиксируют консольно в зажимах, ударный маятник Изода с требуемой энергией фиксируют во взведенном положении, производят удар и фиксируют работу разрушения пластмассы по аналоговой шкале или в программном обеспечении.
Копры Шарпи и Изода отличаются конструкциями ударных маятников и способами установки и фиксации испытываемых образцов.
Настольные копры РКМ-К Шарпи и Изода производства "Эталон-Профит" выпускаются в ряде модификаций:
- копры по методу Шарпи с максимальной энергией 5 Дж и 50 Дж;
- копры по методу Изода с максимальной энергией 5,5 и 22 Дж.
Копры производятся в соответствии с требованиями ГОСТ 10708-82. Утверждены в Госреестре Средств измерений РФ. Могут поставляться с различными наборами ударных маятников, с аналоговой шкалой или программно-техническим комплексом для сбора и обработки результатов испытаний.
МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ ИЗ ПЛАСТМАССЫ НА РАСТЯЖЕНИЕ / СЖАТИЕ / ИЗГИБ
Стандарты описывают требования к испытаниям пластмасс статической силой на растяжение, сжатие или изгиб. Проверяется характер деформации пластмассы в процессе приложения силы. Определяются предел прочности, предел текучести, модуль упругости и характеристики деформации (относительное удлинение, относительное сужение). Так выполняется оценка напряженного состояния пластмассы в процессе нагружения и деформации. Образцы изготавливаются в соответствии с требованиями стандартов. Испытания проводятся на испытательных универсальных машинах для разрушения пластмассы.
Испытания пластмассы могут проводиться при отрицательных или положительных температурах.
Как проходят испытания? Испытываемый образец из пластмассы фиксируют в приспособлении или захватах, помещают в температурную среду, охлаждают или нагревают до нужной температуры, кондиционируют в течение определенного времени, после чего проводят испытание и записывают результаты измерений.
РАСТЯЖЕНИЕ
Образцы при испытаниях на растяжение по ГОСТ 11262-2017 прямоугольного сечения. Выполняются сплошными с одинаковой шириной рабочего участка или в виде лопаток с узкой рабочей частью. На растяжение испытывают жесткие и полужесткие термореактивные пластмассы, жесткие и полужесткие термопластичные пластмассы и термотропные полимеры. Рассчитываются параметры напряженного состояния: прочность при растяжении пластмасс, прочность при разрыве, предел текучести при растяжении или условный предел текучести, относительное удлинение пластмассы. Для испытаний используют тисочные захваты и, при необходимости, дополнительные измерители продольной деформации образцов.
СЖАТИЕ
ИЗГИБ
Для испытаний на статический трехточечный изгиб жестких ячеистых пластмасс, сложных слоистых пластмасс применяется ГОСТ 18564-2017. Во всех остальных случаях для испытаний термопластичных и термореактивных пластмасс, включая и упрочненные пластмассы, испытания проводят по ГОСТ 4648-2014. Определяются условный модуль упругости, изгибающее напряжение при заданной деформации или при полном прогибе образца в момент разрушения пластмассы. Приспособление на трехточечный изгиб состоит из опор с зоной установки испытываемого образца, нагружающего пуансона. Для данных испытаний важно контролировать прогиб образцов, поэтому необходимо использовать специальные измерители перемещений (деформаций) образцов из пластмассы при прогибе.
Для проведения механических испытаний образцов из пластмассы компания "Эталон-Профит" предлагает несколько модификаций испытательных электромеханических стендов:
- испытательные машины серии X-TIME.