ASTM D648 ve ISO 75'e göre HDT ısı sapma sıcaklığı
Özellikle termoplastikler, daha yüksek sıcaklıklarda sertliklerini ve sertliklerini giderek daha fazla kaybederler. Isı sapma sıcaklığı HDT (Heat Deflection Temperature ya da Heat Distortion Temperature), bir plastiğin belirli bir yük altında deforme olmaya başladığı sıcaklığı tanımlar. Bu değer, bir malzemenin termal dayanıklılığını değerlendirmek için malzeme testinde kullanılır. HDT, tanımlanmış bir test numunesinin, tanımlanmış bir sapmaya ulaşılana kadar 3 noktalı bir eğme testinde sabit yük altında artan sıcaklıklara tabi tutulmasıyla ölçülür.
ASTM D648 ve ISO 75 standartları, uluslararası olarak karşılaştırılabilir sonuçlar elde etmek için test prosedürünü açıklar ve yük, numune geometrisi ve ısıtma oranı gibi test ekipmanı ve test koşulları için gereklilikleri düzenler.
Plastiklerin termal direncini belirlemek için kullanılan bir diğer yöntem (DSC Differential Scanning Calorimetry veya DMA Dynamic Mechanical Analysis) gibi nispeten karmaşık yöntemlere ek olarak) ISO 306 veya ASTM D1525'e göre Vicat yumuşama sıcaklığı VST'dir.
Amaç ve uygulama alanı Standartlara genel bakış Test numunesi Video Test süreci Test koşulları ISO ve ASTMHDT Test cihazİndirmeler Talep edin Sıkça sorulan sorular
HDT ne için kullanılır ve neden önemlidir
HDT ısı sapma sıcaklığı tamamen çeşitli amaçlar için kullanılabilecek karşılaştırmalı bir değerdir. Kalite güvencesinde, üretim sırasında malzeme kalitesindeki sapmaların belirlenmesine yardımcı olur. Göreceli bir karşılaştırma değeri olarak, örneğin otomotiv, elektrik veya inşaat endüstrilerinde termal yüklere sahip uygulamalar için plastiklerin seçilmesi için gereklidir. Geliştiricilere ve mühendislere, bir malzemenin boyutsal kararlılığını kaybetmeden son uygulamanın gereksinimlerine dayanıp dayanamayacağı hakkında bilgi sağlar Yüksek bir HDT değeri, malzemenin yüksek sıcaklıklar ve yükler altında bile güvenilir kaldığı anlamına gelir. Ancak sonuçlar, nihai ürünün maksimum çalışma sıcaklıkları hakkında herhangi bir bilgi sağlamamaktadır!
Isı sapma sıcaklığı HDT - Standartlara genel bakış
ISO 75-1, yük altında ısı sapma sıcaklığını HDT belirlemek için genel test yöntemini açıklar. ISO 75'in tüm bölümlerinde, test için sadece düz kenarlı numune düzenlemelerine izin verilir
ISO 75-2, plastikler (dolgulu plastikler ve elyaf uzunluğunun işlenmeden önce 7,5 mm'ye kadar olduğu uzun elyaf takviyeli plastikler dahil) ve sert kauçuk için özel gereklilikler içerir. Burada, testin başlangıcındaki sabit eğme geriliminin farklı değerleri kullanılarak üç test yöntemi belirtilmiştir:
- Yöntem A: Eğme Gerilimi = 1.80 MPa
- Yöntem B: Eğme Gerilimi = 0.45 MPa
- Yöntem C: Eğme Gerilimi = 8.00 MPa
Yöntemler serbestçe seçilebilir. Bununla birlikte, test numuneleri ne kadar sert olursa, daha yüksek bir başlangıç yükü seçilmesi önerilir. Sonuçlar, uygulanan eğme gerilimine bağlı olarak büyük ölçüde farklılık gösterir. Bu nedenle gerilim durumunun sonuçlarla birlikte açıkça belirtilmesi önemlidir. Ölçümler, bir polipropilen numunenin HDT'sinin A işlemi (1,8 MPa) ve B işlemi (0,45 MPa) arasında 57 °C'den 99 °C'ye yükseldiğini göstermiştir.
ISO 75-3, yüksek dirençli kürlenebilir laminatlar ve uzun elyaf takviyeli plastikler (elyaf uzunluğunun işlemden önce 7,5 mm'den fazla olduğu durumlarda) için ısı sapma sıcaklığının belirlenmesine yönelik özel gereklilikleri içerir. Eğme gerilimi, oda sıcaklığında test edildiğinde malzemenin eğme modülünün bir kesri (1/1000) kullanılarak hesaplanır.
ASTM D648,numunenin dik pozisyonunda eğme yükü altındaki plastiklerin ısı sapma sıcaklığı için standart test yöntemini içerir. İki test yöntemi destek mesafesine göre belirlenir (numune ve destek arasındaki temas çizgileri arasındaki mesafe):
- Yöntem A: 101,6 ± 0,5 mm
- Yöntem B: 100,0 ± 0,5 mm
Yöntem ne olursa olsun, 0,455 MPa veya 1,82 MPa'lık sabit bir eğme gerilimi uygulanmalıdır.
ASTM D648 ve ISO 75'e göre test numuneleri
Malzeme testleri için, test numuneleri genellikle tam olarak tanımlanmış koşullar altında enjeksiyon kalıplama yoluyla üretilir Bu, sonuçların yüksek oranda tekrarlanabilirliğini garanti eder.
Örneğin otomotiv sektöründen boru veya bileşenlerin test edilmesi için bileşenlerden veya plakalardan mekanik işleme yapılması da hemISO 75 hem de ASTM D648'e göre izin verilmektedir. Plakalardan anizotropik test numuneleri üretirken, sonuçlardaki yöne bağlı farklılıkları tanıyabilmek için boylamasına ve enine yönlerde alındıklarından emin olmak için özen gösterilmelidir.
ISO 75 ve ASTM D648'e göre test numuneleri için gereklilikler aşağıdaki tabloda listelenmiştir:
| Numune gövdesi: | ISO 75-1 ve ISO 75-2 | ASTM D648 |
|---|---|---|
| Hizalama | Düz kenar konumu | Dik kenar konumu |
| enjeksiyon kalıplı | Uzunluk: 80 ± 2,0 mm Genişlik: 10 ± 0,2 mm Kalınlık: 4 ± 0,2 mm | Minimum uzunluk: Destek aralığı +12,7 mm Genişlik: 3–13 mm Kalınlık: 12,7 ± 0,5 mm |
| panellerden / bileşenlerden | Kalınlık: 3 - 13 mm, tercihen 4 - 6 mm | Kalınlık: 3 mm veya daha kalın |
| Adet | En az iki test numunesi* | En az iki test numunesi |
*Test numuneleri, basma pistonuna zıt tarafları (yükün uygulandığı) olan çiftler halinde hizalanır.
Video: HDT ISO 75 ve ASTM D648'e göre ısı sapma sıcaklığı
Videoda, Amsler HDT/Vicat Allround ve testXpert test yazılımı kullanılarak ISO 75 ve ASTM D648 uyarınca HDT ısı sapma sıcaklığının ve ISO 306 ve ASTM D1525 uyarınca Vicat yumuşama sıcaklığının belirlenmesine yönelik test prosedürü gösterilmektedir.
ISO 75 ve ASTM D648 uyarınca test prosedürü ve test gereksinimleri
Isı sapma sıcaklığı için, sertlik kaybı üç noktalı eğme yöntemi kullanılarak ölçülür. Bu amaçla, test numunesi desteklere düz (ISO 75) veya dik (ASTM D648) konumda uygulanır. HDT test delme aparatı bir merkezleme aleti yardımıyla monte edilebilir. Bu, delme aparatı ve destekler arasında paralellik sağlar ve yanlış hizalamadan kaynaklanan hataları önler.
Uygulanan ağırlık standartlara göre hesaplanmalıdır. Bu, ISO 75 ve ASTM D648’e göre analog şekildedir ve testXpert test yazılımı tarafından benimsenmiştir Buradaki en önemli faktörler, seçilen yönteme bağlı olarak test numunelerinin boyutları, destek aralığı ve uygulanacak gerilmedir.
Gerekli başlangıç sıcaklığına (ISO 75' 27 °C, ASTM D648 oda sıcaklığı) ulaşıldıktan sonra yükleme cihazı ısıtma banyosuna (yağ) indirilir, test numuneleri ağırlıklarla yüklenir ve 5 dakikalık bir bekleme süresiyle test başlar. Sürünmeyi kısmen telafi etmek için 5 dakikalık bir bekleme süresi sağlanmıştır (bazı malzemeler belirtilen eğilme gerilimine maruz kaldığında sergiler).
Daha sonra ilk sürünme mesafesi kaydedilir, sapma ölçer sıfırlanır ve sıcaklık ISO 75'e göre 120 ± 10 °C/sa veya ASTM'ye göre 2 ± 0,2 °C/dak (≙ 120 ± 12 °C/sa) eşit ısıtma hızında standart sapmaya ulaşılana kadar artırılır.
HDT testinin sonucu, 0,25 mm'lik bir sapmanın (ASTM) veya %0,20'lik bir bükülme uzamasının (ISO) elde edildiği sıcaklıktır.
Aşağıdaki tablo ISO 75 (bölüm 1 ve 2) ve ASTM D648'deki en önemli parametreleri karşılaştırmaktadır.
ASTM D648 vs ISO 75 Test koşullarına genel bakış
| ISO 75-1, ISO 75-2 | ASTM D648 | ||
|---|---|---|---|
| Denetim aygıtı | Taban yarı çapı | 3 ± 0,2 mm | 3 ± 0,2 mm |
| Destek Mesafesi | 64 ± 1 mm | Yöntem A: 101,6 ± 0,5 mm Yöntem B: 100,0 ± 0,5 mm | |
| Eğme gerilmesi | Yöntem A: 1.80 MPa Method B: 0.45 MPa Method C: 8.00 MPa | 1,82 MPa 0,455 MPa | |
| Isı | Başlangıç sıcaklığı | < 27 °C | Oda sıcaklığı |
| Sıcaklık oranı | 120 ± 10 °C/h 12 ± 1 °C/6 min | 2 ± 0,2 °C/min 10 ± 1 °C/5 min ≙120 ± 12 °C/h | |
| Termometre konumu | Numunenin merkezinden en fazla 12,5 mm uzakta | Test numunesine dokunmadan numuneden en fazla 10 mm uzakta olmalıdır | |
| Sonuç | Standart sapma | 0,20 % | 0,25 mm |
| Tekrarlama | bireysel sonuçlar amorf plastikler veya sert kauçuklar için 2 °C'den fazla veya yarı kristal malzemeler için 5 °C'den fazla saparsa | – |
ISO 75 ve ASTM D648'e göre HDT test cihazı
Amsler HDT/Vicat Allround 6-300 ile ZwickRoell, tüm ISO ve ASTM standartlarına uygun olarak 300 ° C'ye kadar Vicat ve HDT sıcaklıklarını belirlemek için tam otomatik bir test dizisine sahip motorlu bir cihaz sunar. Gelişmiş hareket ölçümü ve sıcaklık kontrol teknolojisi kullanılarak hassas ve tekrarlanabilir test sonuçları elde edilir. Kullanıcı dostu, güvenlik odaklı ve tavizsiz tasarım konfor ve güvenlik sağlar. 2, 4 veya 6 test istasyonu, soğutmanın otomatik olarak başlatılması, numunelerin motorlu olarak indirilmesi ve yükün uygulanması ile sağlanabilir. HDT Vicat test cihazı, dokunmatik ekranlı bağımsız modda veya bir PC ile birlikte kullanılabilir. testXpert test yazılımı, sonuçları anlamlı bir şekilde analiz etmek için kullanılabilir.
HDT / Vicat test cihazı hakkında daha fazla bilgi testXpert test yazılımı hakkında daha fazla bilgi
Plastiklerin ısı sapma sıcaklığı hakkında sıkça sorulan sorular?
Isı sapma sıcaklığı (Isıya dayanıklılık), Heat Deflection Temperature (HDT) olarak da bilinir, bir plastiğin belirli bir yük altında plastik olarak deforme olmaya başladığı sıcaklığı gösteren bir malzeme özelliğidir. Bu özellik öncelikle termoplastikler ve termosetler için test edilir ve bir malzemenin termal direncinin önemli bir göstergesidir.
ISO 75, plastiklerin ısı sapma sıcaklığını belirlemek için genel test yöntemini tanımlar ve uluslararası karşılaştırılabilir sonuçlar elde etmek için yük, test numunesi geometrisi ve ısıtma hızı gibi test ekipmanı ve test koşulları için gereksinimleri düzenler. Isı sapma sıcaklığı, bir plastiğin belirli bir yük altında deforme olmaya başladığı sıcaklık hakkında bilgi sağlar.
ASTM D648'e göre ısı sapma sıcaklığı, bir plastiğin termal etki nedeniyle (bir yağ banyosunda 2 ° C / dak'lık eşit bir ısıtma hızında sıcaklık artışı) tanımlanmış bir mekanik yük (1.82 MPA veya 0.455 MPa sabit eğilme gerilimi) altında plastik olarak deforme olmaya başladığı sıcaklığı tanımlayan bir malzeme parametresidir. ASTM D648, HDT değerinin belirlenmesi için test yöntemini belirtir. HDT değeri, 0,25 mm'lik bir sapmadaki sıcaklıktır.
Sonuç diyagramları genellikle şekilde görüldüğü gibi düzensiz eğriler gösterir. Bu fenomen tamamen normaldir ve plastiğin kendi davranışından kaynaklanmaktadır. Isı, kısmen donmuş iç gerilmeleri serbest bırakır, bu da numunenin test yönüne doğru veya ters yönde hareket etmesine neden olabilir. Yüksek kalıntı gerilmeleri serbest bırakırken, kısa bir süre için negatif bir ölçüm yolu bile kaydedilebilir. Bu, sonuçta düzensiz eğrilere yol açar. Bu tür düzensizlikler malzemeye ve bileşimine bağlı olarak değişir. Ancak, bu iç gerilmeler daha yüksek sıcaklıklara ulaşıldığında zaten giderildiği için sonuç üzerinde olumsuz bir etkisi yoktur. Numunelerin termal genleşmesi çok az öneme sahiptir. Ancak, geniş numuneler dik konumda kullanıldığında daha önemli hale gelir.
Sonuçlardaki farklılıkların numune geometrisinden veya malzemeden kaynaklandığı göz ardı edilebilirse, yaygın bir sorun HDT test pistonunun desteklere doğru hizalanmasıdır. Test pistonunun yanlış hizalanması, yanal kuvvetler nedeniyle sonuçlarda büyük farklılıklara yol açabilir. Test pistonu doğru hizalandığında bu yanal kuvvetler oluşmaz.
Düzensizlikler sonuçları bozabileceğinden, dikkatle hazırlanmış test numuneleri kullanmak önemlidir. Örneğin, kenarlarında çapak bulunan test numuneleri farklı sonuçlara yol açar. Bu durum özellikle sadece küçük kuvvetlerin ve ağırlıkların kullanıldığı test yöntemlerinde geçerlidir. Numune sırtın üzerinde durabilir ve bu düzensizliğin üstesinden gelmek test sırasında ölçülen bir hareket olarak kaydedilir.