Испытания пластмасс

Что такое пластмасса?

Пластмасса (или же пластики) является сложным синтетическим материалом. К ней, в основном, относятся полимеры разных видов. Среди наиболее популярных можно выделить полусинтетические и синтетические. В наше время наиболее популярна пластмасса, полученная из синтетических полимеров. Они же, в свою очередь, производятся из нефти. Для их получения используется нагревание и приложение давления.

Пластикам нашли применение практически во всех сферах — начиная от привычного нам быта, заканчивая медициной и производством. А все благодаря огромному набору свойств пластмассы: прочность, легкость, износостойкость, дешевизна, пластичность и не только. Чтобы получить необходимые свойства и снизить стоимость производства, к полимерам стали добавлять другие компоненты.

Обратите внимание! При нагревании пластика происходит его разделение на термопластичные и термореактивные.

Виды пластмассы

Оборудование и методики испытания пластмассы

Поскольку пластики используются в производстве, крайне важно понимать, как они будут вести себя в «полевых условиях». Эти данные можно получить в аккредитованных лабораторий при тестировании пластмасс на специальных испытательных машинах.

«Эталон-Профит» всегда ориентируется на ваши потребности. Именно поэтому у нас трудятся инженеры, у которых за плечами огромный опыт работы в разработке испытательных машин. Мы всегда поможем подобрать вам идеальное оборудование для испытания пластика и других материалов!

Стандарты и методики испытания пластмасс

Пластмассы должны соответствовать разным стандартам, из-за чего приходится проводить испытания по разным методикам. Стандарты обеспечивают единство подходов к оценке качества и эксплуатационных свойств материалов, что позволяет производителям и потребителям пластмасс быть уверенными в их надежности и долговечности. 

Метод определения температурного предела хрупкости пластмассы

Стандарт устанавливает методику испытаний образцов пластмасс при ударном изгибе в условиях низких температур. Образцы могут быть выполнены с надрезом или без него. Определяется критическая температура хрупкости, при которой вероятность разрушения пластмассы составляет 50%.

Для проведения испытаний при низких температурах используют специальное оборудование с криокамерой, устройствами для закрепления образцов консольным способом и ударным механизмом. Процедура проходит в жидкой среде, инертной к тепловым процессам, с постоянным контролем температуры. В качестве жидкости чаще всего применяют этиловый спирт, а в качестве хладагента — жидкий азот. В процессе охлаждения образцы в зажимах и ударный механизм погружаются в охлажденную жидкость. После завершения кондиционирования по образцу наносят однократный удар. Испытывается не менее 10 образцов, оценивается их разрушение, а температура охлаждения регулируется для получения точного значения хрупкости. Результаты можно определить графическим способом или расчетами.

Приборы модели ПХП-3 от компании "Эталон-Профит" соответствуют стандартам для испытаний на температурную хрупкость пластмасс. Они обладают современным микропроцессорным управлением, панелью оператора и специальным программным обеспечением. Перед выпуском из производства приборы проходят аттестацию в Центре стандартизации и метрологии согласно утвержденной программе и методике.

Метод определения ударной вязкости пластмассы

Данный стандарт описывает методику испытаний пластмасс на ударное растяжение, выполняемую с использованием методик Шарпи и Изода. Целью таких испытаний является оценка хрупкости и ударной вязкости пластмассы под воздействием динамических нагрузок. Эти лабораторные тесты моделируют реальные условия, при которых изделия из пластмассы подвергаются внезапному воздействию силы, например, при падении, ударе или столкновении.

В результате проведения испытаний определяется ударная вязкость материала, а также количество энергии, необходимой для разрушения образца при воздействии маятника. Размеры тестируемых образцов строго соответствуют установленным стандартам, они могут быть выполнены с надрезом или без него. Полученные данные применяются для исследовательских целей, контроля качества, а также для сравнения характеристик различных видов пластмасс.

Процесс испытаний по методу Шарпи:
Образец размещают на специальные опоры, затем маятник с заданной энергией фиксируется в исходном положении, после чего наносится удар, а затраченная энергия разрушения фиксируется аналоговой шкалой или с использованием программного обеспечения.

Процесс испытаний по методу Изода:
Образец закрепляется консольно в зажимах, затем маятник с необходимой энергией ударяет по образцу, а работа разрушения измеряется аналогично методу Шарпи — с использованием шкалы или программного комплекса.

Основное различие между копрами Шарпи и Изода заключается в конструкции маятников и способах фиксации тестируемых образцов.

Настольные копры модели РКМ-К для методов Шарпи и Изода, производимые компанией "Эталон-Профит", представлены в различных модификациях:

• Копры для метода Шарпи с максимальной энергией 5 Дж и 50 Дж.
• Копры для метода Изода с максимальной энергией 5,5 Дж и 22 Дж.

Эти устройства выпускаются в соответствии с ГОСТ 10708-82 и включены в Госреестр средств измерений РФ. Они могут быть оснащены различными наборами маятников, а также аналоговыми шкалами или программно-техническими комплексами для сбора и обработки данных испытаний.

Методы испытаний образцов из пластмассы на растяжение/сжатие/изгиб

Стандарты описывают процедуры испытаний пластмасс под действием статической нагрузки на растяжение, сжатие и изгиб. Эти испытания позволяют оценить, как материал деформируется при воздействии силы. В процессе тестов определяются ключевые параметры, такие как предел прочности, предел текучести, модуль упругости и различные характеристики деформации (относительное удлинение, относительное сужение). Это дает возможность оценить состояние напряжения и деформации пластмассы при приложении нагрузки. Образцы для испытаний изготавливаются строго в соответствии с установленными требованиями. Тестирование проводится на универсальных машинах, предназначенных для разрушения пластмасс.

Испытания могут выполняться как при низких, так и при высоких температурах.

Процесс испытаний:
Образец фиксируется в специальном приспособлении или захватах, затем его помещают в температурную камеру, где материал охлаждают или нагревают до заданной температуры. После этого выдерживают образец в течение установленного времени для кондиционирования и затем проводят испытания, фиксируя результаты.

Растяжение

Испытания на растяжение по ГОСТ 11262-2017 проводятся на образцах с прямоугольным сечением. Они могут быть сплошными с одинаковой шириной по всей длине или выполненными в виде лопаток с узким рабочим участком. В этих испытаниях участвуют как жесткие и полужесткие термореактивные пластмассы, так и термопластичные материалы и термотропные полимеры. В результате тестов рассчитываются такие параметры, как прочность на растяжение, прочность при разрыве, предел текучести, а также относительное удлинение пластмассы. Для этого используются специальные захваты и при необходимости — измерители продольной деформации.

Сжатие

Испытания на сжатие по ГОСТ 4651-2014 проводятся для тех же материалов, что и на растяжение, за исключением армированных текстильными волокнами пластмасс, слоистых и жестких ячеистых материалов. Методика испытаний предусматривает исследование поведения материала под нагрузкой на сжатие, с целью определения модуля упругости и предела прочности при сжатии. Для этого используют столы или плиты сжатия, а также иногда применяют измерители деформации для точного контроля степени сжатия.

Изгиб

Испытания на статический изгиб по ГОСТ 18564-2017 предназначены для жестких ячеистых и слоистых пластмасс. Для других термопластичных и термореактивных пластмасс применяют ГОСТ 4648-2014. В ходе испытаний определяются модуль упругости, напряжение при изгибе и полное прогибание до разрушения образца. Приспособление для трехточечного изгиба включает опоры и нагружающий пуансон, который создает давление на тестируемый образец. Для точного измерения прогиба образцов применяются специальные датчики перемещений и деформаций.

Для проведения данных испытаний компания "Эталон-Профит" предлагает различные модификации испытательных стендов:

• машины серии РКМ и РКМ svo;
• испытательные установки серии НИМ;
• оборудование серии X-PRO;
• машины серии X-TIME.