Vicat Temperatura mięknienia zgodnie z ISO 306 i ASTM D1525
Temperatura mięknienia Vicata (VST - Vicat Softening Temperature) wskazuje temperaturę, w której igła z płaskim końcem wnika w badaną próbkę na głębokość 1 mm. Odbywa się to pod określonym obciążeniem, przy jednakowej szybkości nagrzewania i zwykle w oleju. VST odpowiada wartości temperatury, w której tworzywa termoplastyczne zaczynają szybko mięknąć.
ISO 306 opisuje ogólną metodę badania służącą do określania temperatury mięknienia Vicata (VST) materiałów termoplastycznych. ASTM D1525 zawiera standardową metodę badania temperatury mięknienia tworzyw sztucznych metodą Vicata. ISO 306 i ASTM D1525 definiują ten proces w niemal identyczny sposób. Dlatego te dwie normy są uważane za technicznie równoważne.
Alternatywną metodą określania wytrzymałości termicznej tworzywa sztucznego jest temperatura ugięcia pod wpływem ciepła HDT, która jest opisana bardziej szczegółowo w normach ISO 75 i ASTM D648 .
ISO 2507 określa procedurę badania i warunki badania służące do określania temperatury mięknienia metodą Vicata na rurach i kształtkach wykonanych z tworzyw termoplastycznych.
Cel & Obszar stosowania Próbka Przebieg badania Wideo Urządzenie badawcze Proszę o ofertę Downloads FAQ's
Cel i obszar stosowania badania VST
Temperatura mięknienia Vicata jak i temperatura wytrzymałości cieplnej HDT zapewniają ważne wartości porównawcze dla tworzyw sztucznych stosowanych w środowiskach o wysokiej temperaturze:
- W zapewnianiu jakości pomagają wykazać odchylenia w jakości materiału podczas produkcji lub ocenić możliwe alternatywy z tworzywa sztucznego jako względną wartość porównawczą.
- Podczas opracowywania produktów można je wykorzystać jako wskazówkę, dotyczącą zakresu temperatur roboczych lub do wstępnego wyboru potencjalnie odpowiednich materiałów w zależności od temperatur roboczych.
Próbki zgodne z ISO 306 i ASTM D1525
Zarówno w normach ISO 306 jak również w ASTM D1525 preferowane wymiary próbek do badań to co najmniej 10 x 10 mm lub 10 mm w średnicy o grubości między 3,0 mm a 6,5 mm.
Należy wziąć pod uwagę, że wyniki mogą się różnić w przypadku zmiany wymiarów. Jeżeli geometria próbki jest mniejsza niż wymagana lub igła Vicata jest ustawiona zbyt blisko krawędzi, materiał nie zapewni igle wystarczającego oporu, co ułatwi penetrację. Może to prowadzić do znacznie gorszych wyników.
Ze względu na stosunkowo małą próbkę metoda ta nadaje się również do pomiarów na próbkach, które zostały usunięte z komponentów lub części.
Przebieg badania zgodnie z ISO 306 i ASTM D1525
Wymagania, dotyczące badania i użytego sprzętu badawczego:
ISO 306 i ASTM D1525 są identyczne pod względem procedury badawczej.
ISO 306 definiuje ≤ 25°C jako temperaturę początkową, ASTM D1525 określa 20-23°C i dopuszcza również temperatury do 30°C.
W badaniu zgodnie z ISO 306 i ASTM D1525 umieszcza się wgłębnik w kształcie igły o okrągłym przekroju poprzecznym 1 mm2 na próbce tworzywa sztucznego i obciąża zdefiniowanym obciążeniem badawczym. Po umieszczeniu obciążenia badawczego materiał z czasem zaczyna się odkształcać. Ta część odkształcenia jest niepożądana i można ją zminimalizować poprzez wyzerowanie pomiaru drogi ugięcia dopiero po 5 minutach. Próbkę następnie ogrzewa się z określoną szybkością grzania. Temperaturę mięknienia Vicata (VST) określa się, gdy igła osiągnie głębokość penetracji 1 mm.
Zarówno ISO, jak i ASTM określają dwie metody (siła) i dwie różne szybkości nagrzewania, co daje cztery różne metody badawcze . Nie trzeba obliczać przyłożonej siły, tak jak w przypadku temperatury wytrzymałości cieplnej (HDT) zgodnie z ISO 75 lubASTM D648. Zamiast tego jest to określone dla każdej procedury badawczej VST:
- Metoda A50 z siłą 10 N ± 0,2 N i prędkością grzania 50 °C/h
- Metoda B50 z siłą 50 N ± 1 N i prędkością grzania 50 °C/h
- Metoda A120 z siłą 10 N ± 0,2 N i prędkością grzania 120 °C/h
- Metoda B120 z siłą 50 N ± 1 N i prędkością grzania 120 °C/h.
Film: Vicat Temperatura mięknienia zgodnie z ISO 306 i ASTM D1525
Przebieg badawczy do określenia temperatury mięknienia Vicata zgodnie z ISO 306 i ASTM D1525 ale także wytrzymałości cieplnej HDT zgodnie z ASTM D648 / ISO 75 na Amsler HDT/Vicat Allround i oprogramowaniu badawczym testXpert.
Aparat Vicata
W zależności od częstotliwości pomiarów i dostępnego czasu pomiędzy nimi, jaki jest przeznaczony na ponowne schłodzenie nośnika ciepła, dostępne są różne warianty urządzeń. Dotyczy to zarówno stosunkowo prostych, obsługiwanych ręcznie urządzeń, jak i urządzeń umożliwiających w dużej mierze automatyczny proces badawczy. Urządzenia wyższej jakości wyposażone są w elektrycznie zamykane osłony ochronne oraz możliwość zintegrowanego odsysania, co zapewnia operatorowi dodatkowy komfort i bezpieczeństwo.
Dzięki Amsler HDT/Vicat Allround 6-300firma ZwickRoell oferuje to zamknięte urządzenie do określania temperatur Vicata i HDT do 300°C zgodnie ze wszystkimi normami ISO i ASTM. Zastosowanie zaawansowanej technologii pomiaru drogi i regulacji temperatury pozwala uzyskać dokładne i powtarzalne wyniki badań. Przyjazna dla użytkownika, skupiona na bezpieczeństwie i bezkompromisowa konstrukcja zapewnia komfort i bezpieczeństwo. 2, 4 lub 6 stanowisk badawczych może być wyposażonych w automatyczne uruchamianie chłodzenia, zmotoryzowane opuszczanie próbek badanych i nakładanie obciążenia. Urządzenie badawcze HDT Vicat może być używane samodzielnie z wyświetlaczem dotykowym lub w połączeniu z komputerem PC. Do przeprowadzenia istotnej analizy wyników można wykorzystać oprogramowanie badawcze testXpert .
więcej o urządzeniu badawczym HDT / Vicat więcej o oprogramowaniu badawczym testXpert
Różne metody przenoszenia ciepła
- Ponieważ ciepło jest przenoszone ze stałym wzrostem temperatury, w tej metodzie badawczej ważną rolę odgrywa przenikanie ciepła do próbki badawczej.
- W klasycznej metodzie stosuje się płyn przenoszący ciepło, zwykle olej silikonowy. Dzięki dobremu kontaktowi badanej próbki z medium transmisyjnym uzyskuje się wyniki badań o dużej dokładności porównawczej.
- Ponadto w ostatnich latach w normach znalazły się różne alternatywne metody wymiany ciepła. Jedna z tych alternatyw została technicznie wdrożona w modelu Vicat-D. Tutaj próbkę badawczą ogrzewa się pomiędzy dwiema podgrzewanymi płytami poprzez kontaktowy transfer ciepła. Eliminuje to potrzebę stosowania oleju silikonowego.
Często zadawane pytania, dotyczące badania Vicata / temperatury mięknienia Vicata:
Badania termoanalityczne mające na celu określenie wytrzymałości cieplnej tworzyw sztucznych i ich maksymalnej temperatury roboczej, takie jak DSC (Differential Scanning Calorimetry) lub DMA (Dynamic Mechanical Analysis), są stosunkowo złożone. Zamiast tego łatwiej i szybciej jest określić temperaturę wytrzymałości cieplnej (Heat Deflection Temperature, HDT) i temperaturę mięknienia Vicata (Vicat Softening Temperature, VST) . Zarówno HDT, jak i VST służą do szybkiego określania wytrzymałości cieplnej pod określonym obciążeniem i określoną szybkością grzania. W przypadku temperatury mięknienia Vicata (VST – Vicat Softening Temperature) utratę twardości określa się poprzez zagłębienie obciążonej igły wraz ze wzrostem temperatury. Dla temperatury wytrzymałości termicznej (HDT – Heat Distortion Temperatura) utratę sztywności mierzy się w procesie trzypunktowego zginania.
- Jeśli różnice w wynikach nie wynikają z geometrii próbki lub materiału, częstym problemem jest prawidłowe ustawienie igły Vicata względem próbki. Jeśli igła zostanie ustawiona zbyt blisko krawędzi próbki, wyniki będą gorsze niż w przypadku prawidłowo ustawionej igły.
- Kolejnym częstym błędem jest używanie uszkodzonej igły Vicata. Chociaż nie zawsze jest to oczywiste, można to łatwo uszkodzić. Aby wpłynąć na wynik badania, wystarczy na przykład jednokrotne upuszczenie igły. Już sama ta okoliczność może zmienić przekrój igły.
Jeżeli próba Vicata zostanie zbyt nieostrożnie oddzielona od igły Vicata, igłę można łatwo uszkodzić.
Najprostszym sposobem oddzielenia próbki od igły jest wyjęcie igły wraz z próbką i np. podgrzać w piecu. Gdy próbka zmięknie, można ją usunąć. Wystarczająca jest do tego temperatura ok. 100°C.