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Praktikum Kunststofftechnik MB

Praktikum Kunststofftechnik MB. Praktikum Kunststofftechnik MB. Zugversuch Wärmeformbeständigkeit nach Martens Wärmeformbeständigkeit nach HDT Bestimmung der Vicat – Erweichungstemperatur Schmelz- und Fließverhalten von Thermoplasten Torsionsschwingversuch (EN ISO 6721-1 und -2)

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Presentation Transcript

  1. Praktikum Kunststofftechnik MB Labor für Polymertechnik

  2. Praktikum Kunststofftechnik MB Zugversuch Wärmeformbeständigkeit nach Martens Wärmeformbeständigkeit nach HDT Bestimmung der Vicat – Erweichungstemperatur Schmelz- und Fließverhalten von Thermoplasten Torsionsschwingversuch (EN ISO 6721-1 und -2) DMTA (Dynamische mechanische thermische Analyse) Schlagbiegeversuch (DIN EN ISO 179 Teil 1) ( Charpy ) Identifizieren von Kunststoffen (Brandverhalten, Rußbildung, Geruch der Schwaden) Beilsteinprobe IR-Spektroskopie Labor für Polymertechnik

  3. Vielzweck-Probekörper nach ISO 3167, gespritzt: Typ A, gepresst: Typ B Schulterprobe Typ 1A Schulterprobe Typ 5 Probekörper Typ 2 Folien / Tafeln Labor für Polymertechnik

  4. DasBruchverhalten der verschiedenen Kunststoffe ist nicht einheitlich, außerdem hängt es von der Belastungsgeschwindigkeit, der Temperatur, dem Spannungszustand sowie weiteren Einflußfaktoren ab. Spröde Kunststoffe zeigen unter Zugbeanspruchung den so genannten Trennbruch (Abb. 1), während zähe Kunststoffe durch Verformungsbruch versagen. Ist jedoch die Temperatur tief oder die Belastungsgeschwindigkeit hoch, so können auch zähe Kunststoffe sprödes Verhalten zeigen. Trennbruch spröder Kunststoffe Verformungsbruch zäh, verstreckbarer Kunststoffe Der Trennbruch ist praktisch verformungsfrei und verläuft senkrecht zur Belastungsrichtung bzw. zur größten Normalspannung. Labor für Polymertechnik

  5. Labor für Polymertechnik

  6. Labor für Polymertechnik

  7. PA 6 SAN Labor für Polymertechnik

  8. Zugversuch (EN ISO 527-1) (Tensile Test) • Mechanisches Verhalten: spröde, zähelastisch, verstreckbar • Kennwerte: Streckspannung Y, Zugfestigkeit M, Bruchspannung B Streckdehnung Y, Dehnung bei Zugfestigkeit M, Bruchdehnung B, E-Modul, • Versuchsaufbau: Universalprüfmaschine (max. Prüfkraft 50 kN) mit Längenmessgerät, Keilspannbacken und Meßwerterfassungsprogramm • Versuchsparameter: • Anfangsmesslänge…………………………… lo = 50 mm • Prüfgeschwindigkeit……………………… …………20 mm/min • Prüfgeschwindigkeit bei E-Modul Bestimmung..................1................................ • Probenform...........3.........Schulterprobe .......................A1……………………… • Prüftemperatur................................................................23..[°C]………………… Auswertung: Spannung ; Dehnung ; E-Modul ; Labor für Polymertechnik

  9. PA 6 PA GF 20 PPEPDM ABS PC PMMA Abmessungen Ao [mm²] 42,23 41,92 37,12 40,15 40,00 40,35 typisches Spannungs - Dehnungsverhalten (schematische Skizze) Typ b - zäh mit Streckpunkt Typ a spröde Typ c - zäh mit Streckpunkt Typ c - zäh mit Streckpunkt Typ b - zäh mit Streckpunkt Typ a spröde Mechanisches Verhalten Streckspannung y 52MPa - 15,4MPa 36,5MPa 51,9MPa -- Streckdehnung y 24 % - 6,4% 2,6% 6,3% -- Bruchspannung B 39,1 MPa 141,9MPa 12,5MPa 56,8MPa 71MPa 28,6MPa Bruchdehnung B 190 % 2,6% 183,7% 5,5% 125,8% 3,5% E-Modul E 1935 MPa 8470MPa 950 MPa 1410 MPa 1895MPa MPa amorph, durchsichtig teilkristallin Kurzglasfaser teilkristallin amorph (aber undurchsichtig durch Butadien) amorph, durchsichtig Molekularstruktur Füllstoffe teilkristallin Anwendungsbeispiele Außenspiegel, Bedienungs- Elemente, Scheinwerfer - Glasersatz, Schutzhelme, Radkappe, Ansaugkrümmer, Luftfiltergehäuse, Stoßfänger, Rückleuchten, Wichtiger Kennwert für Funktion des Bauteils Labor für Polymertechnik

  10. Labor für Polymertechnik

  11. Verfahren zur Bestimmung der Erweichungs- bzw. Wärmeformbeständigkeitstemperatur Steife und weiche Kunststoffe Nur für harte, spröde Kunststoffe Labor für Polymertechnik

  12. Bestimmung der Formbeständigkeit in der Wärme nach MartensHarte und spröde Kunststoffe Labor für Polymertechnik

  13. Bestimmung der Vicat – ErweichungstemperaturVicat Softening Temperature (VST)Weiche und zähe Thermoplaste Labor für Polymertechnik

  14. HDT (ISO/R75)Heat Deflection TemperatureSteife und weiche Werkstoffe HDT-A HDT-B HDT-C 1,8 MPa 0,45 MPa 8,0 MPa HDT-C HDT-A HDT-B 8 MPa 1,8 MPa 0,45 MPa Temperatur Labor für Polymertechnik

  15. Labor für Polymertechnik

  16. Bestimmung derSchmelze–Massefließrate (MFR) und der Schmelze–Volumenfließrate (MVR)(Melt Flow Rate) (Melt Volume Rate) Gerät zur Bestimmung des MFR – MVR Strukturviskoses Verhalten Labor für Polymertechnik

  17. Tendenz für 190/5 Verarbeitungsverfahren von PE in Abhängigkeit der Dichte und der Schmelzemassefließrate 3 Ermittelt bei MFR 190 / 2,16 0,01 Labor für Polymertechnik

  18. Bestimmung derSchmelze–Massefließrate (MFR) und der Schmelze–Volumenfließrate (MVR) Gerät zur Bestimmung des MFR - MVR Labor für Polymertechnik

  19. Labor für Polymertechnik

  20. Amplitude Zeit t Ermittlung des Erweichungsverhaltens und der Glasübergangstemperatur im Torsionsschwingversuch (freie gedämpfte Schwingung) Freie gedämpfte Schwingung Probe Temperier- kammer • An Dämpfung L = ln ---- An+1 Schwung- masse G* = G´ + i G´´ Komplexer Modul G* Speichermodul G´ Verlustmodul G´´ Labor für Polymertechnik

  21. Prinzip F: Kraft (Spannung) x: Verformung (Deformation) Die sinusförmige Krafteinwirkung F führt zu einer ebenfalls sinusförmigen, aber phasenverschobenen Auslenkung (Verformung) x. Labor für Polymertechnik

  22. Daraus resultiert ein komplexer Modul,abhängig von der Verformungsart alsE*, G*, K* oder L* bezeichnet. Speichermodul (E´):gibt die Steifigkeit eines Werkstoffs an und ist proportional zur maximal während einer Belastungsperiode gespeicherten Arbeit Verlustmodul: (E´´) ist proportional zur Arbeit, die während einer Belastungs- periode im Material abgegeben wird. Er ist ein Maß für die bei einer Schwingung nicht wiedergewinnbare, (z.B. in Wärme) umgewandelte Schwingungsenergie. Verlustfaktor: (tan  ) kennzeichnet die mechanische Dämpfung oder innere Reibung eines viskoelastischen Systems. Ein hoher Verlustfaktor bedeutet ein hoher nichtelastischer Verformungsanteil, ein niedriger Verlustfaktor kennzeichnet ein mehr elastisches Material. tan  =E ` E “ Labor für Polymertechnik

  23. Prinzip Elastisches Material = 0, cos0 =1, sin0 = 0E* = E´ Viskoses Material  = 90°, cos90 = 0, sin90 = 1 E* = E´´ 0° bis 90° Würde sich die Probe elastisch wie eine Feder verhalten, wären Krafteinwirkung und Auslenkung in Phase. Polymere verhalten sich viskoelastisch, das heißt, Krafteinwirkung und Auslenkung sind phasenverschoben. Labor für Polymertechnik

  24. Labor für Polymertechnik

  25. Schlagbiegeversuch (DIN EN ISO 179 Teil 1) • Prüfenergie 2 [J] • Prüftemperatur Raumtemperatur und - 40 °C Versuchsergebnisse: Labor für Polymertechnik

  26. Identifizieren von Kunststoffen • Brandverhalten, • Rußbildung z.B. bei PS • Geruch der Schwaden, • Beilsteinprobe >>grüne Flammenfarbe, • IR-Spektroskopie Labor für Polymertechnik

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