Стандартът „ASTM D5229/D5229M Стандартен метод за изпитване за сорбция на влага и кондициониране на равновесие на полимерни матрични композитни материали“, разработен от Американското дружество за изпитване и материали (ASTM), описва метод за изпитване за определяне на свойствата за сорбция или десорбция на влага през цялата дебелина на еднофазни твърди материали по Фик в плоска или извита форма. Този стандарт включва и процедури за кондициониране на тестови образци преди употреба в други методи за изпитване. Те се довеждат или до практически безвлагово състояние, до равновесие в стандартна лабораторна атмосфера или до равновесие в нелабораторна среда.
Този стандарт включва също процедури за определяне на загубата на влага по време на изпитвания при повишена температура, както и загубата на влага от термично излагане след отстраняване от кондициониращата среда, като например монтиране на тензодатчици. Въпреки че са предназначени предимно за ламинирани полимерни матрични композитни материали, тези процедури са приложими и за други материали, които отговарят на предположенията на този стандарт.
Изчисляването на константата на дифузия на влага по дебелина в Процедура А предполага еднофазен Фиков материал с постоянни свойства на сорбция на влага по цялата дебелина на пробата. Валидността на уравненията, използвани в Процедура А за оценка на константата на дифузия на влага в материал с неизвестно преди това поведение на сорбция на влага, е несигурна преди изпитването, тъй като резултатите от изпитването определят дали материалът следва еднофазен Фиков дифузионен модел. Подсилен полимерно-матричен композитен материал, изпитван под температурата на встъкляване, обикновено отговаря на това изискване, но двуфазните матрици, като например втвърдени епоксидни смоли, може да изискват многофазен модел на сорбция на влага. Докато процедурите за изпитване могат да се използват за многофазни материали, изчисленията, използвани за определяне на константата на дифузия на влага в Процедура А, са валидни само за еднофазни материали.
Оценката на свойството за равновесно съдържание на влага в материала чрез Процедура А не предполага еднофазно поведение на Фикова дифузия и следователно не се ограничава до него (Фиковата дифузия се отнася до процес на дифузия на разтворителя в полимерни мрежи, характеризиращ се със скорост на дифузия, значително по-бавна от скоростта на релаксация на полимера).
Процедурите, използвани в този метод на изпитване, могат да се извършат с подходящо автоматизирано оборудване и получените данни могат да бъдат намалени.
Процедура А е предназначена за генериране на данни за свойствата на влагодифузионните материали, които могат да се използват за:
Процедура BE е предназначена да приведе тестовите образци в специфично състояние на околната среда или равновесно състояние преди други изпитвания на свойствата на материалите (включително, но не само, механични изпитвания).
Процедура YZ е предназначена за определяне на загубата на влагосъдържание, дължаща се на изваждане на тестов образец от камерата за кондициониране (например чрез свързване на тензодатчик) или чрез нагряване на тестовия образец преди и по време на механично натоварване.
Един чифт тестове върху тънки и дебели проби, използващи Процедура А, предоставя константата на дифузия на влага и равновесното съдържание на влага при дадено ниво на експозиция на влага и температура. Необходими са множество тестове при различни температури, за да се определи температурната зависимост на константата на дифузия. Необходими са множество тестове при различни нива на експозиция на влага, за да се определи зависимостта на равновесното съдържание на влага от нивото на експозиция на влага.
За много полимерни матрични композити, дифузията на влагата е слабо свързана с относителната влажност и обикновено се приема, че е функция само на температурата. За много от тези материали равновесното съдържание на влага е слабо свързано с температурата и обикновено се приема, че е функция само на относителната влажност.
Когато условията на околната среда по време на употреба са пари, като например влажен въздух, трябва да се използва изпитване за излагане на пари, за да се кондиционира пробата. Потапянето в течна вана трябва да се използва за симулиране на излагане на пари само когато са желани видими абсорбционни свойства за качествени цели. Свойствата, определени по последния метод, трябва да се отчитат като видими свойства.
За много полимерни матрични композити, свойствата за абсорбция на влага при атмосферна влажност обикновено не са еквивалентни на тези при потапяне в течност или излагане на пари под налягане. Последните среди могат да имат различни свойства за дифузия на материала.
ASTM D5229/D5229M е стандартен метод за изпитване, предназначен за оценка на свойствата на абсорбция и десорбция на влага на полимерни матрични композитни материали. Този стандарт е от решаващо значение за индустрии като аерокосмическата, автомобилната и строителната промишленост, където композитни материали като пластмаси, подсилени с въглеродни влакна, и пластмаси, подсилени със стъклени влакна, се използват широко. Разбирането на това как тези материали взаимодействат с влагата е от решаващо значение за осигуряване на тяхната издръжливост и производителност в чувствителни към влага среди.
Накратко, ASTM D5229/D5229M предоставя процедури за определяне на свойствата на сорбция и десорбция на влага на полимерни матрични композити по цялата дебелина за еднофазни твърди материали по Фик. Той се прилага за плоски или извити панелни форми и включва методи за кондициониране на изпитвани образци преди други изпитвания на свойствата на материала. Този стандарт е особено приложим за материали, използвани в структурни и функционални приложения, като епоксидни, полиестерни и фенолни матрични композити, както и хибридни и сандвич структури.
Този стандарт е разделен на няколко процедури:
Основният метод в ASTM D5229/D5229M е гравиметричен тест, който следи промените в масата на пробата с течение на времето, когато е изложена на контролирана влажност, като например влажен въздух или потапяне в течност. За процедура А процесът обикновено включва:
За процедурите по кондициониране (B, C и D), пробите се излагат на специфични условия на околната среда, докато достигнат ефективно равновесие на влагата, което се определя като състояние, при което промяната в средното съдържание на влага за определен период е минимална.
Абсорбцията на влага може значително да повлияе на характеристиките на полимерните матрични композити, причинявайки подуване, пластификация или микропукнатини. ASTM D5229/D5229M предоставя важни данни за:
Резултатите от стандарта, като например коефициенти на дифузия и точки на насищане, се използват за моделиране на поведението на влагата при експлоатационни условия и за оценка на ефекта на абсорбираната влага върху размерната стабилност и механичните свойства. Това е особено важно за приложения в аерокосмическата (напр. компоненти на самолети), автомобилната (напр. интериорни части) и гражданското строителство (напр. мостове).
В резултат на това, стандартът ASTM D5229/D5229M е жизненоважен инструмент за характеризиране на поведението на полимерните матрични композити при сорбция на влага и кондициониране. Неговите стандартизирани процедури предоставят на инженери и изследователи надеждни данни за оценка на характеристиките на материалите в чувствителни към влага среди. Чрез предоставяне на информация за дифузията на влага, равновесното съдържание и протоколите за кондициониране, стандартът подкрепя проектирането и приложението на трайни композитни материали в различни индустрии.
Нашата организация, която служи от много години и следи щателно световните развития в науката и технологиите, разполага с екип от опитни професионалисти и широка инфраструктура за провеждане на тестове, измервания и анализи в широк спектър от области за бизнеса от всички сектори. В този контекст, ние също така предоставяме услуги за тестване в съответствие със „ASTM D5229/D5229M Стандартен метод за изпитване за сорбция на влага и кондициониране на равновесие на полимерни матрични композитни материали“.
Можете да ни помолите да попълним формуляра, за да получим среща, да получим по-подробна информация или да поискаме оценка.
