Temperatura de reblandecimiento Vicat según ISO 306 y ASTM D1525
La temperatura de reblandecimiento de Vicat (VST - Vicat Softening Temperature) especifica la temperatura a la que una aguja con un extremo plano penetra 1 mm de profundidad en una probeta. Este proceso se realiza bajo una carga determinada a una velocidad de calentamiento uniforme y normalmente en baño de aceite. El VST corresponde al valor de temperatura al que los termoplásticos empiezan a reblandecerse rápidamente.
La norma ISO 306 describe el método de ensayo general para determinar la temperatura de reblandecimiento Vicat (VST) de los materiales termoplásticos. La norma ASTM D1525 contiene el método de ensayo estándar para la temperatura de reblandecimiento Vicat de los plásticos. Las normas ISO 306 y ASTM D1525 definen el método de forma prácticamente idéntica, por lo que ambas se consideran técnicamente equivalentes.
Un método alternativo para determinar la resistencia térmica de un plástico es la temperatura de deflexión por calor HDT, que se describe con más detalle en las normas ISO 75 y ASTM D648.
La norma ISO 2507 especifica el método y las condiciones de ensayo para determinar la temperatura de reblandecimiento Vicat de los tubos y accesorios termoplásticos.
Objetivo y ámbito de aplicación Probetas Secuencia Vídeo Equipo de ensayos Solicite asesoramiento Descargas Preguntas frecuentes
Objetivo y ámbito de aplicación del ensayo VST
La temperatura de reblandecimiento Vicat y la temperatura de deflexión por calor HDT proporcionan valores de referencia para utilizados en entornos de altas temperaturas:
- En el ámbito de la garantía de calidad, estos parámetros permiten detectar variaciones en la calidad del material durante la fabricación, o evaluar posibles alternativas de plásticos mediante una comparación relativa.
- En el desarrollo de productos, sirven como indicadores del rango de temperatura de funcionamiento y como criterio para hacer una preselección de materiales potencialmente adecuados en función de las temperaturas de uso.
Probeta de ensayo según ISO 306 y ASTM D1525
Tanto en la norma ISO 306 como en la ASTM D1525, las dimensiones preferidas de las probetas son de al menos 10 x 10 mm o 10 mm de diámetro con un espesor de entre 3,0 mm y 6,5 mm.
Cabe señalar que los resultados pueden variar al modificar las dimensiones. Si la geometría de la probeta es inferior a la requerida o la aguja Vicat se alinea demasiado cerca del borde, el material ejerce muy poca resistencia a la aguja y esta penetra con mayor facilidad, lo que puede generar unos resultados significativamente peores.
Debido a que la probeta es relativamente pequeña, este método también es adecuado para mediciones en probetas tomadas a partir de componentes o piezas.
Secuencia de ensayo según ISO 306 y ASTM D1525
Requisitos para el ensayo y equipos y dispositivos de ensayo utilizados:
La norma ISO 306 y ASTM D1525 siguen exactamente la misma secuencia de ensayo.
La norma ISO 306 define ≤ 25 °C como temperatura inicial, mientras que ASTM D1525 especifica 20-23 °C y permite temperaturas de hasta 30 °C.
Cuando se realizan ensayos según ISO 306 y ASTM D1525, se coloca un indentador en forma de aguja con un área de sección transversal redonda de 1 mm2 en la probeta de plástico y se carga con un peso de ensayo definido. Una vez aplicado el peso de ensayo, el material comienza a deformarse con el tiempo. Este componente elástico no es deseable y se minimiza con la puesta a cero de la medición de recorrido y la penetración de la aguja al cabo de 5 minutos. A continuación, la probeta se calienta a una velocidad de calentamiento especificada. La temperatura de reblandecimiento Vicat (VST) se determina cuando la aguja llega a una profundidad de penetración de 1 mm.
Tanto ISO como ASTM especifican dos métodos (fuerza) y dos velocidades de calentamiento diferentes, lo que da lugar a cuatro métodos de ensayo distintos. La fuerza que debe aplicarse no debe calcularse, como en el caso de la temperatura de deflexión por calor (HDT) según las normas ISO 75 o ASTM D648. En su lugar, se especifica para cada método de ensayo VST:
- Método A50 con una fuerza de 10 N ± 0,2 N y una velocidad de calentamiento de 50 °C/h
- Método B50 con una fuerza de 50 N ± 1 N y una velocidad de calentamiento de 50 °C/h
- Método A120 con una fuerza de 10 N ± 0,2 N y una velocidad de calentamiento de 120 °C/h
- Método B120 con una fuerza de 50 N ± 1 N y una velocidad de calentamiento de 120 °C/h
Vídeo: Temperatura de reblandecimiento Vicat ISO 306 y ASTM D1525
Secuencia de ensayo para la determinación de la temperatura de reblandecimiento Vicat según ISO 306 y ASTM D1525 así como la temperatura de deflexión térmica HDT según ASTM D648 / ISO 75 con el Amsler HDT/Vicat Allround y el software de ensayo testXpert.
Equipo de ensayos Vicat
En función de la frecuencia de las mediciones y del correspondiente tiempo disponible entre ellas, que se utiliza para volver a enfriar el líquido de transferencia térmica, hay equipos disponibles en diferentes variantes. Desde equipos relativamente simples operados manualmente, hasta equipos que permiten realizar secuencias de ensayo automáticas. Los equipos de gama más alta están equipados con cubiertas protectoras y bloqueo eléctrico y la opción de extracción de humos integrada, que ofrecen al usuario mayor comodidad y seguridad.
La solución de ensayo de ZwickRoell, el Amsler HDT/Vicat Allround 6-300, es un instrumento autónomo para la determinación de temperaturas Vicat y HDT hasta 300 °C conforme a todas las normas ISO y ASTM. El uso de tecnología avanzada de medición del desplazamiento y control de temperatura garantiza resultados de ensayo precisos y repetibles. Un diseño práctico y seguro que maximiza la comodidad sin comprometer la protección. Se pueden suministrar 2, 4 ó 6 estaciones de ensayo con inicio automático de la refrigeración, descenso motorizado de la probeta y aplicación de carga. El equipo de ensayos HDT Vicat puede utilizarse en modo autónomo con pantalla táctil o junto con un PC. El software de ensayo testXpert permite realizar un análisis profundo y significativo de los resultados.
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Métodos de transmisión de calor
- Como el calor se transfiere con un aumento determinado de la temperatura, la transferencia térmica a la probeta desempeña un papel muy importante en este método de ensayo.
- El método clásico funciona con un fluido térmico, generalmente, aceite de silicona. Dado que hay un buen contacto entre la probeta y el medio transmisor, se alcanzan resultados de gran precisión comparativa.
- Además, se han ido estableciendo diferentes métodos alternativos para la transferencia de calor en las normas durante los últimos años. Una de ellas, se ha implementado técnicamente en el modelo Vicat D. Según este método, la probeta se calienta entre dos placas previamente calentadas por transmisión de calor, por lo que no es necesario el aceite de silicona.
Preguntas frecuentes sobre el ensayo de Vicat / temperatura de reblandecimiento de Vicat:
Los ensayos termoanalíticos para determinar la temperatura de reblandecimiento de los plásticos y su temperatura máxima de funcionamiento, como el DSC (Differential Scanning Calorimetry) o el DMA (Dynamic Mechanical Analysis), son relativamente complejos. En su lugar, es más sencillo y rápido determinar la temperatura de deflexión por calor (Heat Deflection Temperature, HDT) y la temperatura de reblandecimiento Vicat (Vicat Softening Temperature, VST). Tanto la HDT como la VST se utilizan para determinar rápidamente la temperatura de deformación por calor bajo una carga definida y una velocidad de calentamiento específica. Para determinar la temperatura de reblandecimiento de Vicat (VST, Vicat Softening Temperature), se calcula la pérdida de dureza a través de la penetración de una aguja cargada con peso a una temperatura en aumento. Para la temperatura de deformabilidad por calor (HDT, Heat Distortion Temperature), se mide la pérdida de rigidez en un método de flexión por tres puntos.
- Si las diferencias en los resultados no se deben a la geometría de la probeta o al material, un problema habitual es la alineación correcta del indentador de HDT respecto a los apoyos. Si la aguja está alineada demasiado cerca del borde de la probeta, los resultados serán más bajos que con una aguja correctamente alineada.
- Otro error frecuente es el uso de una aguja de Vicat dañada. Aunque no siempre es evidente, puede dañarse fácilmente. Por ejemplo, una sola caída de la aguja puede afectar los resultados de el ensayo, ya que puede hacer variar la sección transversal de la aguja.
Si la probeta de el ensayo de Vicat se retira de la aguja de Vicat sin precaución, la aguja puede dañarse fácilmente.
La forma más fácil de separar la probeta de la aguja es retirar la aguja con la probeta y, por ejemplo, calentarla en un horno. La probeta podrá retirarse cuando se haya ablandado. Es suficiente con una temperatura de aprox. 100 °C.