Vicatova temperatura mehčanja v skladu z ISO 306 in ASTM D1525
Vicatova temperatura mehčanja (VST) označuje temperaturo, pri kateri igla s ploščatim koncem prodre v vzorec do globine 1 mm. To se naredi pod določeno obremenitvijo z enakomerno hitrostjo naraščanja temperature in običajno v olju. VST ustreza vrednosti temperature, pri kateri se začnejo termoplasti hitro mehčati.
ISO 306 določa splošno preskusno metodo za določanje Vicatove temperature mehčanja (VST) termoplastičnih materialov. ASTM D1525 določa standardno preskusno metodo za Vicatovo temperaturo mehčanja plastike. Opredelitve metode v ISO 306 in ASTM D1525 so skoraj enake. Ti standardi se zato štejejo za tehnično enakovredne.
Alternativna metoda za določanje odpornosti plastike na toplotno obremenitev je temperatura toplotne deformacije, ki je podrobneje opisana v standardih ISO 75 in ASTM D648.
ISO 2507 določa preskusno metodo in preskusne pogoje za določanje Vicatove temperature mehčanja termoplastičnih cevi in nastavkov.
Cilj in aplikacije Vzorci Preskusni postopek Videoposnetek Preskusni instrument Zahtevajte posvet Prenosi Pogosta vprašanja
Cilj in aplikacije za preskušanje VST
Temperatura mehčanja Vicat in toplotna deformacijska temperatura zagotavljata pomembne primerjalne vrednosti za plastiko, ki se uporablja v okoljih z visoko temperaturo:
- pri zagotavljanju kakovosti pomagajo pri prikazu razlik v kakovosti materiala med izdelavo ali kot relativna primerjalna vrednost za oceno možnih alternativ plastiki.
- Na področju razvoja izdelkov lahko služijo tudi kot referenčna točka za temperaturno območje delovanja ali za predizbor potencialno primernih materialov glede na temperature, pri katerih se bodo uporabljali.
Vzorci po ISO 306 in ASTM D1525
V standardih ISO 306 in ASTM D1525 so prednostne dimenzije vzorcev vsaj 10 x 10 mm ali 10 mm v premeru z debelino med 3,0 mm in 6,5 mm.
Upoštevati je treba, da se rezultati ob spremembi dimenzij lahko razlikujejo. Če je geometrija vzorca manjša od zahtevane ali je Vicatova igla poravnana preblizu roba, material igli ne zagotavlja dovolj odpornosti, kar ji omogoča lažje prodiranje v vzorec. To lahko vodi do bistveno slabših rezultatov.
Zaradi relativno majhne velikosti vzorca je ta metoda idealna tudi za meritve na vzorcih, ki so odstranjeni iz komponent.
Preskusni postopek v skladu z ISO 306 in ASTM D1525
Zahteve za preskus in uporabljena preskusna oprema:
ISO 306 in ASTM D1525 sta enaka v smislu preskusnega postopka.
ISO 306 določa ≤ 25 °C kot začetno temperaturo, ASTM D1525 določa 20–23 °C in dovoljuje temperature do 30 °C.
Pri preskusu ISO 306 in ASTM D1525 se na plastični vzorec postavi igličasto vtiskovalo s površino okroglega preseka 1 mm2 in obremeni z določeno preskusno težo. Po uporabi preskusne teže se material sčasoma začne deformirati. Ta del deformacije je nezaželen in se minimizira tako, da meritev premika penetracije igle nastavimo na ničlo po preteku 5 minut. Vzorec se nato segreva z določeno hitrostjo segrevanja. Vicatova temperatura mehčanja (VST) se določi, ko igla doseže globino 1 mm.
Tako ISO kot ASTM določata dva postopka (sila) in dve različni stopnji segrevanja, kar ima za posledico štiri različne preskusne metode. Sile, ki jo je treba uporabiti, ni treba izračunati, kot je to v primeru toplotne deformacije temperature (HDT) v skladu z ISO 75 ali ASTM D648. Namesto tega je določeno za vsako preskusno metodo VST:
- Metoda A50 s silo 10 N ± 0,2 N in hitrostjo segrevanja 50 °C/h
- Metoda B50 s silo 50 N ± 1 N in hitrostjo segrevanja 50 °C/h
- Metoda A120 s silo 10 N ± 0,2 N in hitrostjo segrevanja 120 °C/h
- Metoda B120 s silo 50 N ± 1 N in hitrostjo segrevanja 120 °C/h
Videoposnetek: Vicatova temperatura mehčanja v skladu z ISO 306 in ASTM D1525
Preskusni postopek za določanje Vicatove temperature mehčanja v skladu z ISO 306 in ASTM D1525 kot tudi toplotne deformacijske temperature HDT v skladu z ASTM D648 / ISO 75 z Amsler Allround merilnikom toplotnih upogibov in preskusno programsko opremo testXpert.
Vicat merilnik
Glede na pogostost meritev in glede na razpoložljivi čas vmes, ki se uporablja za ponovno hlajenje tekočine za prenos toplote, so na voljo različne izvedbe instrumentov. To sega od relativno preprostih, ročno upravljanih instrumentov do instrumentov, ki podpirajo večinoma samodejno zaporedje preskusov. Kakovostnejši inštrumenti so opremljeni z električno zaklepnimi zaščitnimi pokrovi in možnostjo vgrajenega odsesavanja dima, kar zagotavlja dodatno udobje in varnost za operaterja.
Rešitev za preskušanje družbe ZwickRoell, Amsler Allround 6-300 toplotni upogibni merilnik, je zaprt instrument za določanje temperatur Vicat in HDT do 300 °C v skladu z vsemi standardi ISO in ASTM. Natančni in ponovljivi rezultati so doseženi z uporabo napredne tehnologije merjenja premika in nadzora temperature. Uporabniku prijazen, varnostno usmerjen in brezkompromisen dizajn zagotavlja udobje in varnost. Zagotoviti je mogoče 2, 4 ali 6 preskusnih postaj z avtomatskim zagonom procesa hlajenja, motoriziranim spuščanjem vzorca in uporabo obremenitve. Merilnik toplotne deformacije lahko upravljate samostojno z zaslonom na dotik ali v povezavi z osebnim računalnikom. S programsko opremo za preskušanje testXpert je mogoče izvesti smiselno analizo rezultatov.
Več o merilniku toplotne deformacije Več o preskusni programski opremi testXpert
Metode prenosa toplote
- Ker se toplota prenaša pri določenem zvišanju temperature, je pri tej preskusni metodi pomemben prenos toplote na vzorec.
- Klasična metoda uporablja tekočino za prenos toplote, običajno silikonsko olje. Rezultati preskušanja z visoko stopnjo primerjalne točnosti so doseženi z obilnim stikom med vzorcem in prenosnim medijem.
- Poleg tega so bile v letih v standardih vzpostavljene različne alternativne metode za prenos toplote. Ena od teh možnosti je bila tehnično implementirana v model Vicat D. Pri tej metodi se vzorec segreje s kontaktnim prenosom toplote med dvema ogrevanima ploščama. Ta metoda ne zahteva uporabe silikonskega olja.
Pogosta vprašanja o Vicatovem preskušanju/temperaturi mehčanja po Vicatu:
Termoanalitični preskusi, kot sta DSC (diferencialna skenirajoča kalorimetrija) ali DMA (dinamična mehanska analiza), za določanje toplotne deformacijske temperature plastike in njihove najvišje delovne temperature so relativno zapleteni. Enostavneje in hitreje je namesto tega določiti toplotno deformacijsko temperaturo (HDT) in Vicatovo temperaturo mehčanja (VST). Tako HDT kot VST se uporabljata za hitro določanje toplotne deformacijske temperature pod določeno obremenitvijo in pri določeni stopnji naraščanja temperature. Za Vicatovo temperaturo mehčanja (VST) se izguba trdote določi s prebadanjem z maso obremenjene igle pri naraščajoči temperaturi. Za toplotno deformacijsko temperaturo (HDT - temperatura toplotnega popačenja) se izguba togosti meri s tritočkovno upogibno metodo.
- Če razlike v rezultatih niso posledica geometrije ali materiala vzorca, je pogosta težava pravilna poravnava Vicatove igle z vzorcem. Če je igla poravnana preblizu roba vzorca, so rezultati nižji, kot bi bili s pravilno poravnano iglo.
- Dodatna pogosta napaka je uporaba poškodovane Vicatove igle. Čeprav morda ni vedno videno, se zlahka poškoduje. Na primer, že enkratni padec igle je lahko dovolj, da vpliva na rezultate preskusa. Samo ta primer lahko spremeni prečni prerez igle.
Če Vicatov vzorec ločite od Vicatove igle brez ustrezne nege, se igla zlahka poškoduje.
Najlažji način za ločitev preparata od igle je, da iglo s pritrjenim preparatom razstavite in ju skupaj segrejete na primer v pečici ali peči. Takoj ko se vzorec zmehča, ga lahko odstranite. Zadostuje temperatura 100 °C.