Температура размягчения по Вика согласно ISO 306 и ASTM D1525
Температура размягчения по Вика (VST - Vicat Softening Temperature) - это температура, при которой игла с плоским концом проникает в образец на глубину 1 мм. Этот процесс осуществляется под определенной нагрузкой с равномерной скоростью нагрева и, как правило, в масляной среде. VST соответствует значению температуры, при которой начинается быстрое размягчение термопластов.
Стандарт ISO 306 содержит описание общего метода испытания для определения температуры размягчения по Вика (VST) у термопластичных материалов. ASTM D1525 содержит стандартный метод испытания для определения температуры размягчения по Вика у пластмасс. Стандарты ISO 306 и ASTM D1525 регламентируют процедуру практически идентично. Поэтому оба этих стандарта рассматриваются как технически равноценные.
Альтернативным методом определения допустимой термической нагрузки пластмассы является температура теплостойкости HDT, более подробное описание которой приводится в стандартах ISO 75 и ASTM D648.
Стандарт ISO 2507 регламентирует метод и условия испытания для определения температуры размягчения по Вика у труб и фасонных изделий из термопластов.
Цель и диапазон применения Образцы Процесс испытания Видео Испытательный прибор Запросить консультацию Загрузки Часто задаваемые вопросы
Цель и диапазон применения испытания VST
Температура размягчения по Вика, а также температура теплостойкости HDT представляют собой важные сравнительные значения для пластмасс, используемых в условиях высоких температур:
- В сфере контроля качества они помогают выявить отклонения в качестве материала в процессе производства или (в качестве относительного сравнительного значения) оценить возможные альтернативы пластика.
- В сфере разработки продукции их можно использовать в качестве ориентира для диапазона рабочих температур или для предварительного отбора потенциально подходящих материалов с учетом рабочих температур.
Образцы по ISO 306 и ASTM D1525
Как в ISO 306, так и в ASTM D1525 предпочтительные размеры образцов составляют минимум 10 x 10 мм или 10 мм в диаметре с толщиной от 3,0 мм до 6,5 мм.
Следует учитывать, что результаты при изменении размеров могут различаться. Если геометрия образца меньше требуемой или игла по Вика расположена слишком близко к кромке, материал будет оказывать слишком слабое сопротивление игле, позволяя ей легче проникнуть внутрь. Это может привести к значительно более плохим результатам.
Кроме того, по причине относительно небольших размеров образца этот метод хорошо подходит для измерений образцов, извлеченных из компонентов или готовых изделий.
Процесс испытания по ISO 306 и ASTM D1525
Требования к испытанию и используемому оборудованию:
Процесс испытания по стандартам ISO 306 и ASTM D1525 идентичен.
В стандарте ISO 306 регламентирована стартовая температура ≤ 25 °C, в ASTM D1525 - 20–23 °C и, кроме того, допускает температуру до 30 °C.
При испытании по ISO 306 и ASTM D1525 индентор в форме иглы с круглым поперечным сечением площадью 1 мм2 подводится к пластмассовому образцу, и к нему прикладывается определенный груз. После приложения груза начинается деформация материала в зависимости от времени. Эта часть деформации является нежелательной, ее сводят к минимуму, обнуляя измерение перемещения проникновения иглы лишь через 5 минут. Затем образец нагревается с регламентированной скоростью. Температура размягчения по Вика (VST) определяется при достижении глубины проникновения иглы 1 мм.
Как ISO, так и ASTM регламентируют два метода (усилие) и две различные скорости нагрева, в результате чего получается четыре разных метода испытаний. Рассчитывать прикладываемое усилие нет необходимости, как при определении температуры теплостойкости (HDT) по ISO 75 или ASTM D648. Вместо этого оно указывается для каждого метода испытания VST:
- Метод A50 с усилием 10 Н ± 0,2 Н и скоростью нагрева 50 °C/ч
- Метод B50 с усилием 50 Н ± 1 Н и скоростью нагрева 50 °C/ч
- Метод A120 с усилием 10 Н ± 0,2 Н и скоростью нагрева 120 °C/ч
- Метод B120 с усилием 50 Н ± 1 Н и скоростью нагрева 120 °C/ч.
Видео: температура размягчения по Вика согласно ISO 306 и ASTM D1525
Процесс испытания для определения температуры размягчения по Вика согласно ISO 306 и ASTM D1525, а также теплостойкости HDT по ASTM D648 / ISO 75 с помощью прибора Amsler HDT/Вика Allround и программного обеспечения testXpert.
Испытательный прибор Vicat
В зависимости от частоты измерений и в соответствии с доступным временем между ними, необходимым для обратного охлаждения теплоносной жидкости, предлагаются различные варианты приборов. Выбор варьируется от относительно простых приборов с ручным управлением до приборов, обеспечивающих автоматическое проведение испытаний. Высококачественные приборы оснащены защитными кожухами с электрической блокировкой и опциональной встроенной системой дымоудаления, что обеспечивает оператору дополнительный комфорт и безопасность.
Решение фирмы ZwickRoell, Amsler HDT/Вика Allround 6-300, представляет собой закрытый прибор для определения температур по Вика и HDT до 300 °C по всем стандартам ISO и ASTM. Применение передовых технологий измерения перемещения и регулирования температуры гарантирует точность и сходимость результатов испытаний. Удобная, ориентированная на безопасность и бескомпромиссная конструкция обеспечивает комфорт и безопасность. Возможна поставка прибора с 2, 4 или 6 испытательными станциями с автоматическим запуском охлаждения, моторизированным опусканием образца и приложением нагрузки. Испытательный прибор HDT/Вика можно эксплуатировать в режиме Standalone с сенсорным дисплеем или в сочетании с ПК. Программное обеспечение testXpert гарантирует полноценный анализ результатов.
Подробнее о приборе HDT / Вика Подробнее о программном обеспечении testXpert
Различные методики передачи тепла
- Т.к. тепло передается с регламентированным ростом температуры, то передача тепла в образец играет важную роль при этом методе испытания.
- При этом классический метод использует жидкость для передачи тепла (как правило, силиконовое масло). Благодаря хорошему контакту между образцом и передающей средой, получают результаты испытаний с высокой точностью сравнения.
- Кроме того, в последние годы в стандарты входят различные альтернативные методы передачи тепла. Одна из таких альтернатив технически реализована в модели Вика-D. Здесь образец помещается между двух нагретых плит и нагревается при прямом контакте с ними. Это позволяет не пользоваться силиконовым маслом.
Часто задаваемые вопросы по теме испытаний по Вика / температуры размягчения по Вика:
Термоаналитические испытания для определения теплостойкости пластмасс и их максимальной рабочей температуры: DSC (Differential Scanning Calorimetry) или DMA (Dynamic Mechanical Analysis) относительно сложны. Более простым и быстрым является определение температуры теплостойкости (Heat Deflection Temperature, HDT) и температуры размягчения по Вика (Vicat Softening Temperature, VST). Как HDT, так и VST используются для быстрого определения теплостойкости под определенной нагрузкой и при специфической скорости нагрева. Для температуры размягчения по Вика (VST – Vicat Softening Temperature) определяют потерю твердости по проникновению иглы с установленным грузом при повышении температуры. Для температуры теплостойкости (HDT – Heat Distortion Temperature) измеряют потерю прочности в процессе испытания на трехточечный изгиб.
- Если различия в результатах не обусловлены геометрией образца или материалом, распространенной проблемой является некорректное выравнивание иглы по Вика относительно образца. Если игла расположена слишком близко к кромке образца, результаты получаются ниже, чем при корректно выровненной игле.
- Другой часто возникающей ошибкой является использование поврежденной иглы по Вика. Хотя легкие повреждения не всегда видны. Например, достаточно один раз уронить иглу, чтобы повлиять на результаты испытания. Один такой случай может изменить поперечное сечение иглы.
Если слишком небрежно отделить образец от иглы по Вика, ее можно легко повредить.
Самая простая возможность отделить образец от иглы - это снять иглу с образцом и нагреть ее (например, в печи). Как только образец размягчится, его можно отделить. Для этого достаточно температуры ок. 100 °C.