Vicat softening temperature volgens ISO 306 en ASTM D1525
De Vicat softening temperature (VST) geeft de temperatuur waarbij een naald met vlak uiteinde 1 mm diep in een sample dringt. Dit gebeurt bij een vastgelegde belasting, met een uniforme opwarmsnelheid en gewoonlijk in olie. De VST komt overeen met de temperatuurwaarde waarbij kunststoffen snel zacht worden.
ISO 306 beschrijft de algemene testmethode voor bepaling van de Vicat softening temperature (VST) op thermoplastische kunststoffen. ASTM D1525 beschrijft de standaard testmethode voor bepaling van de Vicat softening temperature op kunststoffen. De definities van de methode in ISO 306 en ASTM D1525 zijn bijna identiek. Deze normen worden daarom als technisch gelijkwaardig beschouwd.
Een alternatieve methode voor de bepaling van de thermische belastbaarheid van kunststoffen is de heat deflection temperature, die in meer detail beschreven wordt in de normen ISO 75 and ASTM D648.
ISO 2507 beschrijft de testmethode en testomstandigheden voor bepaling van de Vicat softening temperature op thermoplastische buizen en fittingen.
Doel & toepassingen Samples Testprocedure Video Testtoestel Vraag een gesprek Downloads FAQ
Doel en toepassingen van VST tests
De Vicat softening temperature en de heat deflection temperature leveren belangrijke vergelijkende waarden voor kunststoffen die gebruikt worden bij hoge temperaturen:
- In het kader van kwaliteitscontrole helpen ze bij het aantonen van kwaliteitsverschillen tijdens de productie, of als relatieve vergelingswaarde voor de evaluatie van mogelijke alternatieve kunststoffen.
- Bij productontwikkeling dienen ze als referentiewaarde voor de gebruikstemperatuur of voor het uitkiezen van potentieel geschikte materialen in functie van de temperatuur waaraan ze blootgesteld zullen worden.
Samples volgens ISO 306 en ASTM D1525
In zowel ISO 306 als ASTM D1525, zijn de afmetingen van de samples ten minste 10 x 10 mm of 10 mm diameter met een dikte tussen 3,0 mm en 6,5 mm.
Het is belangrijk te vermelden dat de resultaten kunnen verschillen als de afmetingen veranderen. Als de samplegeometrie kleiner is dan vereist, of als de Vicat naald te dicht tegen de rand zit, biedt het materiaal onvoldoende weerstand zodat ze sneller doordringt in het sample. Dit kan leiden tot aanzienlijk slechtere resultaten.
Door de relatief kleine afmetingen van de samples, is deze methode ook ideaal voor metingen op samples die weggenomen worden uit componenten.
Testprocedure volgens ISO 306 en ASTM D1525
Vereisten aan de test en gebruikte testuitrusting:
ISO 306 en ASTM D1525 zijn identiek op vlak van testprocedure.
ISO 306 definieert ≤ 25 °C als starttemperatuur, ASTM D1525 specifieert 20-23 °C en laat temperaturen toe tot 30 °C.
Tijdens de test volgens ISO 306 en ASTM D1525 wordt een naaldvormig indruklichaam met een ronde doorsnede van 1 mm2 op een sample uit kunststof geplaatst en belast met een vast testgewicht. Na aanbrengen van het testgewicht begint het materiaal te vervormen. Dit gedeelte vervorming is ongewenst en wordt weggewerkt door het signaal van de verplaatsingsmeting te nullen na een wachttijd van 5 minuten. Het sample wordt vervolgens opgewarmd aan een vastgelegde snelheid. De Vicat softening temperature (VST) wordt bereikt wanneer de naald 1 mm diep doorgedrongen is.
Zowel ISO als ASTM beschrijven twee procedures (kracht) en twee verschillende opwarmsnelheden, dus in totaal vier verschillende testmethoden. De uit te oefenen kracht hoeft niet uitgerekend te worden zoals bij de heat deflection temperature (HDT) volgens ISO 75 of ASTM D648. Ze wordt vastgelegd voor elke VST testmethode:
- Methode A50 met een kracht van 10 N ± 0,2 N en een opwarmsnelheid van 50 °C/u
- Methode B50 met een kracht van 50 N ± 1 N en een opwarmsnelheid van 50 °C/u
- Methode A120 met een kracht van 10 N ± 0,2 N en een opwarmsnelheid van 120 °C/u
- Methode B120 met een kracht van 50 N ± 1 N en een opwarmsnelheid van 120 °C/u
Video: Vicat Softening Temperature volgens ISO 306 en ASTM D1525
Testprocedure voor bepaling van de Vicat softening temperature volgens ISO 306 en ASTM D1525 en de heat deflection temperature HDT volgens ASTM D648 / ISO 75 met de Amsler Allround heat deflection tester en testXpert testsoftware.
Vicat Tester
Afhankelijk van het aantal metingen en de beschikbare tijd tussen de metingen, voor het afkoelen van de warmte-overdrachtsvloeistof, bestaan verschillende versies van het toestel. Deze variëren van relatief eenvoudige, manueel bediende instrumenten tot toestellen met een grotendeels automatisch testverloop. De kwalitatievere toestellen zijn voorzien van elektrisch vergrendelde veilgheidskappen en optionele geïntegreerde rookafzuiging, voor extra gebruiksgemak en veiligheid voor de gebruiker.
De testoplossing van ZwickRoell, de Amsler Allround 6-300 heat deflection tester, is een gesloten toestel voor het bepalen van Vicat en HDT temperaturen tot 300 °C volgens alle ISO en ASTM normen. De geavanceerde verplaatsingsmeting en temperatuurregeling zorgen voor nauwkeurige en herhaalbare resultaten. Een gebruiksvriendelijk, veiligheidsgeoriënteerd design zonder compromissen verzekert comfort en veiligheid. Het toestel is leverbaar met 2, 4 of 6 teststations met geautomatiseerde start van het koelproces, gemotoriseerd onderdompelen van het sample en aanbrengen van de belasting. De heat deflection tester kan stand-alone bediend worden via het aanraakscherm, of verbonden worden met een PC. Met de testXpert testsoftware kunnen de resultaten verder geanalyseerd worden.
Meer over de heat deflection tester Meer over de testXpert testsoftware
Verschillende methoden voor warmte-overdracht
- Aangezien de warmte met een vastgelegde temperatuurtoename wordt opgedreven, speelt de warmte-overdracht naar het sample bij deze testmethode een belangrijke rol.
- De klassieke methode gebruikt een overdrachtsvloeistof, gewoonlijk silicone-olie. Door het goede contact tussen sample en overdrachtsmedium worden testresultaten zeer herhaalbaar bepaald.
- Daarnaast werden de laatste jaren verschillende alternatieve manieren genormeerd om de warmte over te dragen. Eén van deze alternatieven werd in het model Vicat-D geïntegreerd. Hier wordt het sample tussen twee verwarmde platen opgewarmd via rechtstreeks contact. Daardoor is het gebruik van silicone-olie niet meer nodig.
Vaak gestelde vragen over Vicat tests / Vicat softening temperature:
Thermo-analytische tests zoals DSC (Differential Scanning Calorimetry) of DMA (Dynamic Mechanical Analysis) voor bepaling van de thermische eigenschappen en maximale gebruikstemperaturen van kunststoffen zijn relatief complex. Het is eenvoudiger en sneller om de heat deflection temperature (HDT) en de Vicat softening temperature (VST) te bepalen. Zowel HDT als VST worden gebruikt om snel de heat deflection temperature te bepalen bij vastgelegde belasting en specifieke opwarmsnelheid. Bij de Vicat softening temperature (VST) wordt het verlies aan hardheid bepaald via indrukking van een met gewicht belaste naald bij verhogende temperatuur. Bij de heat deflection temperature (HDT - heat distortion temperature) wordt het verlies aan stijfheid gemeten in een driepunts buigmethode.
- Als de verschillen in de resultaten niet liggen aan de samplegeometrie of het materiaal, is de uitlijning van de Vicat naald ten opzichte van het sample een vaak voorkomende oorzaak. Als de naald zich te dicht tegen de rand van het sample bevindt, zijn de resultaten lager dan wanneer ze correct uitgelijnd zou zijn.
- Een andere courante oorzaak is het gebruik van een beschadigde Vicat naald. Hoewel dit niet steeds zichtbaar is, wordt deze snel beschadigd. Zelfs het eenmalig laten vallen van de naald kan de testresultaten beïnvloeden. De val kan de doorsnede van de naald immers veranderen.
Als het Vicat sample onvoorzichtig losgemaakt wordt, kan de Vicat naald makkelijk beschadigd raken.
De eenvoudigste manier om het sample los te maken van de naald, is de naald uit te bouwen met het sample en ze samen op te warmen, bijvoorbeeld in een oven. Zodra het sample zacht wordt, kan de naald verwijderd worden. Een temperatuur van 100 °C volstaat.