موارد اصلی آزمایش محصولات پلاستیکی

اگرچه پلاستیک‌ها خواص خوب زیادی دارند، اما هر نوع پلاستیکی نمی‌تواند همه خواص خوب را داشته باشد. مهندسان مواد و طراحان صنعتی باید خواص پلاستیک‌های مختلف را درک کنند تا بتوانند محصولات پلاستیکی بی‌نقصی طراحی کنند. خواص پلاستیک را می‌توان به خواص فیزیکی اولیه، خواص مکانیکی، خواص حرارتی، خواص شیمیایی، خواص نوری و خواص الکتریکی و غیره تقسیم کرد. پلاستیک‌های مهندسی به پلاستیک‌های صنعتی اطلاق می‌شود که به عنوان قطعات صنعتی یا مواد پوسته استفاده می‌شوند. آنها پلاستیک‌هایی با استحکام عالی، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر حرارت، سختی و خواص ضد پیری هستند. صنعت ژاپن آن را به عنوان "قابل استفاده به عنوان قطعات ساختاری و مکانیکی پلاستیک‌های با کارایی بالا، مقاومت در برابر حرارت بالاتر از 100 درجه سانتیگراد، که عمدتاً در صنعت استفاده می‌شود" تعریف می‌کند.

در زیر برخی از موارد پرکاربرد را فهرست خواهیم کردابزارهای آزمایش:

1.شاخص جریان مذاب(MFI):

برای اندازه‌گیری نرخ جریان مذاب، مقدار MFR انواع پلاستیک‌ها و رزین‌ها در حالت جریان ویسکوز استفاده می‌شود. این دستگاه برای پلاستیک‌های مهندسی مانند پلی‌کربنات، پلی‌آریل‌سولفون، پلاستیک‌های فلوئور، نایلون و غیره با دمای ذوب بالا مناسب است. همچنین برای پلی‌اتیلن (PE)، پلی‌استایرن (PS)، پلی‌پروپیلن (PP)، رزین ABS، پلی‌فرمالدئید (POM)، رزین پلی‌کربنات (PC) و سایر پلاستیک‌هایی که دمای ذوب پایینی دارند، مناسب است. مطابق با استانداردهای: ISO 1133، ASTM D1238، GB/T3682
روش آزمایش این است که اجازه داده می‌شود ذرات پلاستیک در مدت زمان مشخصی (10 دقیقه)، تحت دما و فشار مشخص (استانداردهای مختلف برای مواد مختلف) به مایع پلاستیکی تبدیل شوند و سپس از طریق قطر 2.095 میلی‌متری از تعداد گرم (g) خارج شوند. هرچه این مقدار بیشتر باشد، سیالیت پردازش مواد پلاستیکی بهتر است و برعکس. رایج‌ترین استاندارد آزمایش مورد استفاده ASTM D 1238 است. ابزار اندازه‌گیری برای این استاندارد آزمایش، Melt Indexer است. فرآیند عملکرد خاص آزمایش به این صورت است: ماده پلیمری (پلاستیکی) مورد آزمایش در یک شیار کوچک قرار می‌گیرد و انتهای شیار با یک لوله نازک به قطر 2.095 میلی‌متر و طول لوله 8 میلی‌متر متصل می‌شود. پس از گرم شدن تا دمای مشخص، انتهای بالایی ماده اولیه توسط وزن مشخصی که توسط پیستون اعمال می‌شود، به سمت پایین فشرده می‌شود و وزن ماده اولیه در عرض 10 دقیقه اندازه‌گیری می‌شود که همان شاخص جریان پلاستیک است. گاهی اوقات عبارت MI25g/10min را مشاهده خواهید کرد، به این معنی که ۲۵ گرم پلاستیک در ۱۰ دقیقه اکسترود شده است. مقدار MI پلاستیک‌های رایج بین ۱ تا ۲۵ است. هرچه MI بزرگتر باشد، ویسکوزیته ماده اولیه پلاستیک کمتر و وزن مولکولی آن کمتر است؛ در غیر این صورت، ویسکوزیته پلاستیک بیشتر و وزن مولکولی آن بیشتر است.

۲. دستگاه تست کشش یونیورسال (UTM)

دستگاه تست مواد یونیورسال (دستگاه کشش): آزمایش کشش، پارگی، خمش و سایر خواص مکانیکی مواد پلاستیکی.

می‌توان آن را به دسته‌های زیر تقسیم کرد:

۱)استحکام کششیوکشیدگی:

استحکام کششی، که به عنوان استحکام کششی نیز شناخته می‌شود، به اندازه نیروی مورد نیاز برای کشش مواد پلاستیکی تا حد معینی اشاره دارد که معمولاً بر حسب مقدار نیرو در واحد سطح بیان می‌شود و درصد طول کشش، میزان ازدیاد طول است. استحکام کششی سرعت کشش نمونه معمولاً 5.0 ~ 6.5 میلی‌متر در دقیقه است. روش آزمایش دقیق طبق ASTM D638.

2)استحکام خمشیواستحکام خمشی:

مقاومت خمشی که به عنوان مقاومت خمشی نیز شناخته می‌شود، عمدتاً برای تعیین مقاومت خمشی پلاستیک‌ها استفاده می‌شود. این مقاومت را می‌توان مطابق با روش ASTMD790 آزمایش کرد و اغلب بر حسب مقدار نیرو بر واحد سطح بیان می‌شود. مقاومت خمشی پلاستیک‌های معمولی نسبت به PVC، رزین ملامین، رزین اپوکسی و پلی‌استر بهترین است. فایبرگلاس نیز برای بهبود مقاومت خمشی پلاستیک‌ها استفاده می‌شود. الاستیسیته خمشی به تنش خمشی ایجاد شده در واحد مقدار تغییر شکل در محدوده الاستیک هنگام خم شدن نمونه اشاره دارد (روش آزمایش مانند مقاومت خمشی). به طور کلی، هرچه الاستیسیته خمشی بیشتر باشد، استحکام ماده پلاستیکی بهتر است.

3)مقاومت فشاری:

مقاومت فشاری به توانایی پلاستیک‌ها در تحمل نیروی فشاری خارجی اشاره دارد. مقدار این آزمون را می‌توان طبق روش ASTMD695 تعیین کرد. رزین‌های پلی‌استال، پلی‌استر، اکریلیک، اورترال و مرامین از این نظر خواص برجسته‌ای دارند.

3.دستگاه تست ضربه کانتیلور/ Sدستگاه تست ضربه با تیر پشتیبانی شده

برای آزمایش چقرمگی ضربه مواد غیرفلزی مانند ورق پلاستیکی سخت، لوله، مواد با شکل خاص، نایلون تقویت شده، پلاستیک تقویت شده با الیاف شیشه، سرامیک، مواد عایق الکتریکی از جنس سنگ ریخته گری و غیره استفاده می شود.
مطابق با استاندارد بین‌المللی ISO180-1992 «تعیین مقاومت ضربه‌ای تیرک پلاستیکی - مواد سخت»؛ استاندارد ملی GB/T1843-1996 «روش آزمون ضربه تیرک پلاستیکی سخت» و استاندارد صنعت مکانیک JB/T8761-1998 «دستگاه آزمون ضربه تیرک پلاستیکی».

۴. آزمایش‌های محیطی: شبیه‌سازی مقاومت مواد در برابر آب و هوا.

1) دستگاه انکوباتور دمای ثابت، دستگاه تست دما و رطوبت ثابت، لوازم الکتریکی، هوافضا، خودرو، لوازم خانگی، رنگ، صنایع شیمیایی، تحقیقات علمی در زمینه‌هایی مانند پایداری تجهیزات تست دما و رطوبت، لازم برای قطعات صنعتی، قطعات اولیه، محصولات نیمه تمام، برق، الکترونیک و سایر محصولات، قطعات و مواد برای دمای بالا، دمای پایین، سرما، رطوبت و درجه حرارت بالا یا آزمایش ثابت دما و رطوبت محیط است.

2) جعبه تست پیری دقیق، جعبه تست پیری UV (نور ماوراء بنفش)، جعبه تست دمای بالا و پایین،

3) تستر شوک حرارتی قابل برنامه ریزی

4) دستگاه تست ضربه سرد و گرم، تجهیزات تست مورد نیاز برای لوازم برقی و الکتریکی، هوانوردی، خودرو، لوازم خانگی، پوشش‌ها، صنایع شیمیایی، صنایع دفاع ملی، صنایع نظامی، تحقیقات علمی و سایر زمینه‌ها است. این دستگاه برای تغییرات فیزیکی قطعات و مواد سایر محصولات مانند فوتوالکتریک، نیمه‌هادی، قطعات مرتبط با الکترونیک، قطعات خودرو و صنایع مرتبط با کامپیوتر مناسب است تا مقاومت مکرر مواد در برابر دمای بالا و پایین و تغییرات شیمیایی یا آسیب فیزیکی محصولات در طول انبساط حرارتی و انقباض سرد را آزمایش کند.

5) محفظه آزمایش متناوب دمای بالا و پایین

۶) اتاق آزمایش مقاومت در برابر آب و هوای لامپ زنون

7) تستر ویکت HDT