pobieranie: 18 Oznaczanie udarności tworzyw polimerowych
Pobierz dokument pdfPrzeglądaj wersję html pliku:
Instytut In ynierii Materiałowej – Zakład Tworzyw Polimerowych
Oznaczanie udarno ci tworzyw polimerowych
1. Cel wiczenia.
Celem wiczenia jest zapoznanie si z metodami oznaczania udarno ci tworzyw polimerowych
2. Okre lenie podstawowych zagadnie .
Udarno ci w poj ciu mechaniki okre la si odporno materiału na p kni cie przy uderzeniu. Udarno okre la si jako iloraz pracy potrzebnej na złamanie próbki i pola przekroju poprzecznego w miejscu złamania próbki i wyra a si w kJ/m2. Udarno jest tak e okre lana miar krucho ci materiału. Na krucho materiału du y wpływ maj ró nego rodzaju nieci gło ci w materiale (np. rysy). W badaniu udarno ci rysy symulowane s przez wykonanie odpowiedzniego dla ka dej metody znormalizowanego naci cia zwanego karbem. Udarno próbek bez karbu an — praca An zu yta na dynamiczne złamanie próbki bez karbu odniesiona do 1 cm2 przekroju poprzecznego w miejscu złamania: A an = n b⋅h gdzie: b — szeroko próbki, cm h — wysoko próbki, cm Udarno próbek z karbem ak — praca Ak zu yta na dynamiczne złamanie próbki z karbem, odniesiona do 1 cm2 pierwotnego przekroju poprzecznego próbki w miejscu karbu: A ak = k b ⋅ hk gdzie: b — szeroko próbki, cm hk — wysoko próbki w miejscu karbu, cm Udarno wzgl dna KZ stosunek udarno ci ak do udarno ci an, wyra onej w procentach: a KZ = k ⋅100% an
3. Metody oznaczania udarno ci.
3.1. Metoda Dynstat
3.1.1. Zakres stosowania metody. Metod nale y stosowa do badania wyrobów i półwyrobów z tworzyw polimerowych, których wymiary uniemo liwiaj wykonanie oznaczania inn metod . Wyniki otrzymane t metod s nieporównywalne z wynikami udarno ci wykonanych za pomoc młotów Charpy lub Izod. 3.1.2. Opis metody. Oznaczanie polega na dynamicznym złamaniu próbki i odczytaniu na skali aparatu wielko ci pracy zu ytej na jej złamanie.
Oznaczanie udarno ci tworzyw polimerowych
D D
2
2
D
6 6
D
1 !0¢'(!%&%$" !¨¦¤¢ ) ¥ © # # ¥ © §¥£ ¡ 2 B 2 B 2 D D B D A52 2 D C52 8 B 6 2 B 7 6 2 2 3 5 B 2 6
EF9 6 D 2 B D B A52 6 B 6 2 A52 @ 9 D B G 6 A52 A52 A52 A52 EF9 EF9 B
5
7
4
1
3.1.3. Przyrz d. Do oznaczania udarno ci t metod nale y stosowa aparat typu Dynstat umo liwiaj cy uzyskanie maksymalnej pracy w trzech zakresach 0,5, 1 i 2 J. Pr dko ostrza mł w chwili uderzenia ota o próbk powinna wynosi 2,2 ± 0,05 m/s Dł ugo drogi mł zmienia si w granicach 0°— 90° i wielko t dobiera si tak aby praca ota potrzebna na zł amanie próbki znajdował si w zakresie 10— 80% zakresu pracy mł a ota. Próbki nale y przygotowywa zgodnie z norm PN-68/C-89028
3.2. Metoda Charpy.
3.2.1. Zakres stosowania metody. Metod nale y stosowa do badania wyrobów i pół wyrobów z tworzyw termoplastycznych, jak i duroplastycznych. 3.2.2. Opis metody W metodzie Charpy stosuje si odpowiednio przygotowane próbki z tworzyw termoplastycznych, z ywi chemoutwardzalnych oraz z pł laminatowych przygotowanych metod yt obróbki skrawaniem. Laminaty powinno si bada zarówno w kierunku równoległ jak i prostopadł ym ym o) do kierunku uł enia warstw wzmocnienia. W metodzie Charpy dopuszcza si o (a nawet pod k tem 45 tak e wycinanie beleczek z wioseł przygotowanych do bada na rozci ganie. ek Przed przyst pieniem do pomiarów nale y najpierw sprawdzi opory mł bez ł ota amania próbki. Praca tak opadaj cego mł powinna by równa O. Próbk o znanym przekroju w przewidywanym ota miejscu zł amania umieszcza si na podporach i ustawia si wskazówk na maksymalnej warto ci skali. Próbka z karbem powinna by uł ona tak aby mł uderzałw powierzchni przeciwn do karbu. W o ot o amaniu próbki odczyta energie zaabsorbowana przez ostro ny sposób nale y zwolni wahadł i po zł ł aman próbk , nast pnie odnie zmierzon warto do przekroju próbki w miejscu p kni cia. 3.2.3. Przyrz d Do oznaczania udarno ci t metod nale y stosowa aparat typu Charpy umo liwiaj cy uzyskanie pr dko ci ostrza mł w chwili uderzenia o próbk 2,9 m/s. Przyrz d wyposa ony jest w ota skale wyra on w kJ zaopatrzon w zabierak speł cy rol wskazówki. Spadaj cy mł ł niaj ot amie beleczk która pochł ania odpowiedni ilo energii, a wskazówka pokazuje zu yt prac na zł amanie próbki.
3.3. Metoda Izod.
3.3.1. Zakres stosowania metody. Metod nale y stosowa do badania udarno ci tworzyw polimerowych na aparacie wyposa onym w mł o ot 3.3.2. Opis metody W metodzie Izod zawsze stosuje si tylko próbk z odpowiednio przygotowanym karbem. Próbk mocuje si pionowo zawrócon stron z naci tym karbem do miejsca natarcia mł Karb w ota. metodzie Izod ma k t rozwarcia 45o oraz gł boko 2,5 mm. Przed przyst pieniem do pomiarów nale y najpierw sprawdzi opory mł bez ł ota amania próbki. Praca tak opadaj cego mł powinna by równa O. Próbk o znanym przekroju w miejscu zł ota amania umieszcza si w uchwycie tak aby strona z naci tym karbem był zwrócona do strony uderzanej przez a mł i ustawia si wskazówk na maksymalnej warto ci skali. W ostro ny sposób nale y zwolni ot wahadł i po zł o amaniu próbki odczyta energie zaabsorbowana przez ł aman próbk , nast pnie odnie zmierzon warto do przekroju próbki w miejscu p kni cia. Oznaczanie udarno ci tworzyw polimerowych 2
h
f
i
f g i d
f g
g
g
i
i i
i
f
f
i
f g
f
f
i
f h g i f Ahd i Ahd h i Ahd i h g f f d e c X W b Q T S ` T ` !0¢a(!%&%$Y X!T¨¦¤¢H WQ V U S RQP I g f h i h h i h i i i p i i i d i f d i g Ahd Ahd h g g i i f f i f h i Ahd f h i h g f f f d Ahd h g h i h h i h g Ahd g f f g i f d g f g d i i i f f f f i e i i i i g
Instytut In ynierii Materiał owej – Zakł Tworzyw Polimerowych ad
Ahd
f
i
g
g
3.3.3. Przyrz d Do oznaczania udarno ci t metod nale y stosowa mł typu Izod umo liwiaj cy uzyskanie ot pr dko ci ostrza mł w chwili uderzenia o próbk 3,5 m/s. Przyrz d wyposa ony jest w skale ota wyra on w kJ w zakresie od 1 do 25. Udarno mł Izoda mo na okre la tak e w stopo-funtach na ota cal kwadratowy (jednostki anglosaskie).
4. Przebieg wiczenia.
1. zmierzy wymiary próbek (szeroko i wysoko ) z dokł adno ci do 0,1 mm (w przypadku próbki z karbem z rodku karbu) 2. zamocowa w prawidł sposób próbk w uchwycie, próbk z karbem umocowa w taki sposób owy aby powierzchnia z naci tym karbem znajdował si od strony ostrza mł a ota. 3. ustawi wskazówk skali aparatu w taki sposób aby w chwili zetkni cia ostrza mł z próbk ota wskazówka skali był w styku z mł a otem 4. zamocowa mł w zaczepie pod wł ciwym k tem ot a pł ynnym ruchem (bez szarpni ) zwolni mł ot
5. Opracowanie wyników.
Obliczy warto udarno ci i ich odchylenia standardowe i wyniki zamie ci w tabeli Lp. materiał ak an KZ δa δa 2 kJ/m % 1 2 1. 2. 3. 4. Sporz dzi sprawozdanie które powinno zawiera : dat wiczenia, opis próbek i przeł omów, protokółbada , nazwiska i imiona czł onków zespoł u,
6. Literatura.
1. Hyla I., “Tworzywa Sztuczne — laboratorium”, Skrypt Politechniki l skiej, Gliwice 1990 2. Sikora R., “ wiczenia laboratoryjne: materiał niemetalowe, tworzywa wielkocz steczkowe”, y Skrypt Politechniki Lubelskiej, Lublin 1988 3. Broniewski T., “Metody bada i ocena wł asno ci tworzyw sztucznych”, WNT Warszawa 2000 4. PN-68/C-89028 Tworzywa sztuczne. Oznaczanie udarno ci za pomoc aparatu - typ Dynstat 5. PN-EN ISO 179-1:2004 Tworzywa sztuczne. Oznaczanie udarno ci metod Charpy'ego. Cz 1: Nieinstrumentalne badanie udarno ci 6. PN-EN ISO 179-2:2001 Tworzywa sztuczne. Oznaczanie udarno ci metod Charpy'ego. Instrumentalne badanie udarno ci 7. PN-EN ISO 180:2004 Tworzywa sztuczne. Oznaczanie udarno ci metod Izoda
Oznaczanie udarno ci tworzyw polimerowych
A¨
3
A t w v w !0¢(!%&%$ !w¨¦¤¢q t y x v uts r
Instytut In ynierii Materiał owej – Zakł Tworzyw Polimerowych ad
A
A
¨
A
18 Oznaczanie udarności tworzyw polimerowych
Instytut In ynierii Materiałowej – Zakład Tworzyw Polimerowych
Oznaczanie udarno ci tworzyw polimerowych
1. Cel wiczenia.
Celem wiczenia jest zapoznanie si z metodami oznaczania udarno ci tworzyw polimerowych
2. Okre lenie podstawowych zagadnie .
Udarno ci w poj ciu mechaniki okre la si odporno materiału na p kni cie przy uderzeniu. Udarno okre la si jako iloraz pracy potrzebnej na złamanie próbki i pola przekroju poprzecznego w miejscu złamania próbki i wyra a si w kJ/m2. Udarno jest tak e okre lana miar krucho ci materiału. Na krucho materiału du y wpływ maj ró nego rodzaju nieci gło ci w materiale (np. rysy). W badaniu udarno ci rysy symulowane s przez wykonanie odpowiedzniego dla ka dej metody znormalizowanego naci cia zwanego karbem. Udarno próbek bez karbu an — praca An zu yta na dynamiczne złamanie próbki bez karbu odniesiona do 1 cm2 przekroju poprzecznego w miejscu złamania: A an = n b⋅h gdzie: b — szeroko próbki, cm h — wysoko próbki, cm Udarno próbek z karbem ak — praca Ak zu yta na dynamiczne złamanie próbki z karbem, odniesiona do 1 cm2 pierwotnego przekroju poprzecznego próbki w miejscu karbu: A ak = k b ⋅ hk gdzie: b — szeroko próbki, cm hk — wysoko próbki w miejscu karbu, cm Udarno wzgl dna KZ stosunek udarno ci ak do udarno ci an, wyra onej w procentach: a KZ = k ⋅100% an
3. Metody oznaczania udarno ci.
3.1. Metoda Dynstat
3.1.1. Zakres stosowania metody. Metod nale y stosowa do badania wyrobów i półwyrobów z tworzyw polimerowych, których wymiary uniemo liwiaj wykonanie oznaczania inn metod . Wyniki otrzymane t metod s nieporównywalne z wynikami udarno ci wykonanych za pomoc młotów Charpy lub Izod. 3.1.2. Opis metody. Oznaczanie polega na dynamicznym złamaniu próbki i odczytaniu na skali aparatu wielko ci pracy zu ytej na jej złamanie.
Oznaczanie udarno ci tworzyw polimerowych
D D
2
2
D
6 6
D
1 !0¢'(!%&%$" !¨¦¤¢ ) ¥ © # # ¥ © §¥£ ¡ 2 B 2 B 2 D D B D A52 2 D C52 8 B 6 2 B 7 6 2 2 3 5 B 2 6
EF9 6 D 2 B D B A52 6 B 6 2 A52 @ 9 D B G 6 A52 A52 A52 A52 EF9 EF9 B
5
7
4
1
3.1.3. Przyrz d. Do oznaczania udarno ci t metod nale y stosowa aparat typu Dynstat umo liwiaj cy uzyskanie maksymalnej pracy w trzech zakresach 0,5, 1 i 2 J. Pr dko ostrza mł w chwili uderzenia ota o próbk powinna wynosi 2,2 ± 0,05 m/s Dł ugo drogi mł zmienia si w granicach 0°— 90° i wielko t dobiera si tak aby praca ota potrzebna na zł amanie próbki znajdował si w zakresie 10— 80% zakresu pracy mł a ota. Próbki nale y przygotowywa zgodnie z norm PN-68/C-89028
3.2. Metoda Charpy.
3.2.1. Zakres stosowania metody. Metod nale y stosowa do badania wyrobów i pół wyrobów z tworzyw termoplastycznych, jak i duroplastycznych. 3.2.2. Opis metody W metodzie Charpy stosuje si odpowiednio przygotowane próbki z tworzyw termoplastycznych, z ywi chemoutwardzalnych oraz z pł laminatowych przygotowanych metod yt obróbki skrawaniem. Laminaty powinno si bada zarówno w kierunku równoległ jak i prostopadł ym ym o) do kierunku uł enia warstw wzmocnienia. W metodzie Charpy dopuszcza si o (a nawet pod k tem 45 tak e wycinanie beleczek z wioseł przygotowanych do bada na rozci ganie. ek Przed przyst pieniem do pomiarów nale y najpierw sprawdzi opory mł bez ł ota amania próbki. Praca tak opadaj cego mł powinna by równa O. Próbk o znanym przekroju w przewidywanym ota miejscu zł amania umieszcza si na podporach i ustawia si wskazówk na maksymalnej warto ci skali. Próbka z karbem powinna by uł ona tak aby mł uderzałw powierzchni przeciwn do karbu. W o ot o amaniu próbki odczyta energie zaabsorbowana przez ostro ny sposób nale y zwolni wahadł i po zł ł aman próbk , nast pnie odnie zmierzon warto do przekroju próbki w miejscu p kni cia. 3.2.3. Przyrz d Do oznaczania udarno ci t metod nale y stosowa aparat typu Charpy umo liwiaj cy uzyskanie pr dko ci ostrza mł w chwili uderzenia o próbk 2,9 m/s. Przyrz d wyposa ony jest w ota skale wyra on w kJ zaopatrzon w zabierak speł cy rol wskazówki. Spadaj cy mł ł niaj ot amie beleczk która pochł ania odpowiedni ilo energii, a wskazówka pokazuje zu yt prac na zł amanie próbki.
3.3. Metoda Izod.
3.3.1. Zakres stosowania metody. Metod nale y stosowa do badania udarno ci tworzyw polimerowych na aparacie wyposa onym w mł o ot 3.3.2. Opis metody W metodzie Izod zawsze stosuje si tylko próbk z odpowiednio przygotowanym karbem. Próbk mocuje si pionowo zawrócon stron z naci tym karbem do miejsca natarcia mł Karb w ota. metodzie Izod ma k t rozwarcia 45o oraz gł boko 2,5 mm. Przed przyst pieniem do pomiarów nale y najpierw sprawdzi opory mł bez ł ota amania próbki. Praca tak opadaj cego mł powinna by równa O. Próbk o znanym przekroju w miejscu zł ota amania umieszcza si w uchwycie tak aby strona z naci tym karbem był zwrócona do strony uderzanej przez a mł i ustawia si wskazówk na maksymalnej warto ci skali. W ostro ny sposób nale y zwolni ot wahadł i po zł o amaniu próbki odczyta energie zaabsorbowana przez ł aman próbk , nast pnie odnie zmierzon warto do przekroju próbki w miejscu p kni cia. Oznaczanie udarno ci tworzyw polimerowych 2
h
f
i
f g i d
f g
g
g
i
i i
i
f
f
i
f g
f
f
i
f h g i f Ahd i Ahd h i Ahd i h g f f d e c X W b Q T S ` T ` !0¢a(!%&%$Y X!T¨¦¤¢H WQ V U S RQP I g f h i h h i h i i i p i i i d i f d i g Ahd Ahd h g g i i f f i f h i Ahd f h i h g f f f d Ahd h g h i h h i h g Ahd g f f g i f d g f g d i i i f f f f i e i i i i g
Instytut In ynierii Materiał owej – Zakł Tworzyw Polimerowych ad
Ahd
f
i
g
g
3.3.3. Przyrz d Do oznaczania udarno ci t metod nale y stosowa mł typu Izod umo liwiaj cy uzyskanie ot pr dko ci ostrza mł w chwili uderzenia o próbk 3,5 m/s. Przyrz d wyposa ony jest w skale ota wyra on w kJ w zakresie od 1 do 25. Udarno mł Izoda mo na okre la tak e w stopo-funtach na ota cal kwadratowy (jednostki anglosaskie).
4. Przebieg wiczenia.
1. zmierzy wymiary próbek (szeroko i wysoko ) z dokł adno ci do 0,1 mm (w przypadku próbki z karbem z rodku karbu) 2. zamocowa w prawidł sposób próbk w uchwycie, próbk z karbem umocowa w taki sposób owy aby powierzchnia z naci tym karbem znajdował si od strony ostrza mł a ota. 3. ustawi wskazówk skali aparatu w taki sposób aby w chwili zetkni cia ostrza mł z próbk ota wskazówka skali był w styku z mł a otem 4. zamocowa mł w zaczepie pod wł ciwym k tem ot a pł ynnym ruchem (bez szarpni ) zwolni mł ot
5. Opracowanie wyników.
Obliczy warto udarno ci i ich odchylenia standardowe i wyniki zamie ci w tabeli Lp. materiał ak an KZ δa δa 2 kJ/m % 1 2 1. 2. 3. 4. Sporz dzi sprawozdanie które powinno zawiera : dat wiczenia, opis próbek i przeł omów, protokółbada , nazwiska i imiona czł onków zespoł u,
6. Literatura.
1. Hyla I., “Tworzywa Sztuczne — laboratorium”, Skrypt Politechniki l skiej, Gliwice 1990 2. Sikora R., “ wiczenia laboratoryjne: materiał niemetalowe, tworzywa wielkocz steczkowe”, y Skrypt Politechniki Lubelskiej, Lublin 1988 3. Broniewski T., “Metody bada i ocena wł asno ci tworzyw sztucznych”, WNT Warszawa 2000 4. PN-68/C-89028 Tworzywa sztuczne. Oznaczanie udarno ci za pomoc aparatu - typ Dynstat 5. PN-EN ISO 179-1:2004 Tworzywa sztuczne. Oznaczanie udarno ci metod Charpy'ego. Cz 1: Nieinstrumentalne badanie udarno ci 6. PN-EN ISO 179-2:2001 Tworzywa sztuczne. Oznaczanie udarno ci metod Charpy'ego. Instrumentalne badanie udarno ci 7. PN-EN ISO 180:2004 Tworzywa sztuczne. Oznaczanie udarno ci metod Izoda
Oznaczanie udarno ci tworzyw polimerowych
A¨
3
A t w v w !0¢(!%&%$ !w¨¦¤¢q t y x v uts r
Instytut In ynierii Materiał owej – Zakł Tworzyw Polimerowych ad
A
A
¨
A
