DIN 53765 تست پلاستیک‌ها و الاستومرها - آنالیز حرارتی - روش DSC
استاندارد «DIN 53765 تست پلاستیک‌ها و الاستومرها - آنالیز حرارتی - روش DSC»، که توسط موسسه استاندارد آلمان (DIN) منتشر شده است، روشی را برای تعیین مقاومت سایشی پلاستیک‌ها با استفاده از یک دیسک ساینده (یا چرخ اصطکاکی) شرح می‌دهد. این اساساً همان تست سایش Taber است.
گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC) یکی از پرکاربردترین تکنیک‌های آنالیز حرارتی در توصیف پلاستیک‌ها (ترموپلاستیک‌ها و ترموست‌ها) و الاستومرها (لاستیک‌ها و مواد لاستیک مانند) است. هنگامی که هم نمونه و هم یک مرجع بی‌اثر تحت یک برنامه دمایی کنترل‌شده قرار می‌گیرند، اختلاف جریان گرما بین آنها اندازه‌گیری می‌شود. این امر انتقال‌ها و واکنش‌های حرارتی مهمی را که بر پردازش مواد، عملکرد، کنترل کیفیت و تجزیه و تحلیل شکست تأثیر می‌گذارند، آشکار می‌کند.
در آزمایش گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC)،
- یک نمونه کوچک (معمولاً ۵ تا ۲۰ میلی‌گرم) در ظرفی کنار یک ظرف مرجع خالی قرار داده می‌شود.
- این دستگاه هر دو را با سرعت ثابتی (معمولاً ۱۰ درجه در دقیقه یا ۲۰ درجه در دقیقه) گرم یا سرد می‌کند.
- این حسگر هرگونه رویداد گرماگیر (جذب گرما، مانند ذوب، انتقال شیشه‌ای) یا گرمازا (آزادسازی گرما، مانند تبلور، پخت، اکسیداسیون) را تشخیص می‌دهد.
- نتایج به صورت نموداری رسم می‌شوند که رابطه بین جریان گرما و دما یا زمان را نشان می‌دهد.
دو نوع اصلی دستگاه وجود دارد:
- جریان گرما DSC: اختلاف دما بین نمونه و مرجع را اندازه‌گیری می‌کند.
- متعادل کننده توان DSC: توان را تنظیم می‌کند تا نمونه و مرجع در دمای یکسانی نگه داشته شوند.
DSC مدوله‌شده، نوع پیشرفته‌ای است که یک نوسان دمای سینوسی را به رویدادهای معکوس (مرتبط با ظرفیت گرمایی) و غیرمعکوس (سینتیکی) مجزا اضافه می‌کند تا تفکیک بهتری از گذارهای همپوشانی‌شده ارائه دهد.
گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC) داده‌های ارزشمندی را برای توسعه مواد و تضمین کیفیت فراهم می‌کند:
- دمای انتقال شیشه‌ای: نشان‌دهنده‌ی گذار از حالت شیشه‌ای به حالت لاستیکی است. کاربردهای معمول آن شامل انعطاف‌پذیری، شکنندگی و اهمیت حیاتی آن برای الاستومرها و پلاستیک‌های آمورف است.
- دمای ذوب و آنتالپی: نقطه ذوب نواحی کریستالی را نشان می‌دهد. کاربردهای معمول آن شامل درجه بلورینگی و دمای فرآوری برای ترموپلاستیک‌ها است.
- دمای تبلور و آنتالپی: تبلور را در حین خنک شدن نشان می‌دهد. کاربردهای معمول، رفتار فرآوری و عوامل هسته‌زا.
- بلورینگی: درصد محتوای بلور را نشان می‌دهد. کاربردهای معمول آن شامل استحکام مکانیکی و خواص بازدارندگی است.
- پخت/پیوند عرضی: آنتالپی و دمای واکنش را نشان می‌دهد. کاربردهای معمول شامل ولکانیزاسیون در ترموست‌ها و الاستومرها است.
- زمان القای اکسیداتیو/زمان شروع: پایداری اکسیداتیو نشان می‌دهد. کاربرد معمول: فعالیت پایدارکننده در پلی‌الفین‌ها و لاستیک‌ها.
- ظرفیت گرمایی ویژه: نشان‌دهنده‌ی ظرفیت ذخیره‌سازی گرما است. کاربردهای معمول آن شامل مدیریت حرارتی و شبیه‌سازی‌های پردازش است.
- تخریب/پایداری حرارتی: نشان‌دهنده شروع تخریب است. کاربرد معمول: محدوده دمای سرویس بالا.
برای الاستومرها، DSC به ویژه برای تعیین دمای انتقال شیشه (معمولاً برای اکثر لاستیک‌ها بسیار پایین است، مثلاً منفی ۶۰ درجه)، شناسایی پلاستیک‌ها یا پرکننده‌های اضافه شده و ارزیابی اثرات پخت یا نرم‌کننده‌های باقیمانده مفید است. همچنین می‌تواند به شناسایی آلاینده‌ها یا ترکیبات آلیاژی که روش‌های سنتی ممکن است از قلم بیندازند، کمک کند.
روش شرح داده شده در استاندارد DIN 53765 عموماً از این مراحل پیروی می‌کند:
- یک نمونه آزمایشی مسطح روی یک صفحه گردان چرخان نصب شده است.
- دو چرخ ساینده از نوع مشخص شده با بار تعریف شده (معمولاً ۲۵۰ گرم، ۵۰۰ گرم، ۷۵۰ گرم یا ۱۰۰۰ گرم در هر بازو) بر روی نمونه فشرده می‌شوند.
- نمونه زیر چرخ‌ها می‌چرخد و الگوی سایشی به شکل فنرهای ضربدری ایجاد می‌کند.
مقاومت سایشی با استفاده از روش‌های زیر ارزیابی می‌شود:
- کاهش جرم (تفاوت جرم قبل و بعد از تعداد مشخصی از چرخه‌ها، معمولاً ۱۰۰۰ چرخه)
- از دست دادن حجم
- ارزیابی بصری سطح فرسوده.
این آزمایش مقاومت ماده در برابر سایش برشی دانه را نشان می‌دهد.
این روش برای ارزیابی مقاومت سایشی مواد زیر استفاده می‌شود:
- پلاستیک‌های سخت و انعطاف‌پذیر
- پوشش
- ورقه ورقه ها
- پوشش های کف
- لاستیک و الاستومرها (معمولاً در عمل استفاده می‌شوند)
- چرم، پارچه، رنگ، کاغذ (اگرچه عنوان روی پلاستیک تمرکز دارد)
این امر به ویژه برای موادی که در معرض اصطکاک، سایش یا تردد عابران پیاده قرار دارند، اهمیت دارد.
به طور خلاصه، استاندارد DIN 53765 روش‌هایی را برای تعیین رسانایی الکتریکی (یا مقاومت) پلاستیک‌ها و مواد پلیمری تشریح می‌کند. این ویژگی در کاربردهایی که رفتار الکترواستاتیک، عایق‌بندی یا رسانایی نیاز به کنترل دارد، بسیار مهم است. این استاندارد به طور گسترده در بخش‌هایی مانند الکترونیک، خودرو، بسته‌بندی و مهندسی مواد، به ویژه در ارزیابی پلاستیک‌های آنتی‌استاتیک و رسانا، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اهداف اصلی استاندارد DIN 53765 به شرح زیر است:
- اندازه‌گیری رسانایی الکتریکی پلاستیک‌ها
- برای ارزیابی مقاومت سطحی و حجمی.
- مواد را می‌توان به صورت زیر طبقه‌بندی کرد:
این به تولیدکنندگان کمک می‌کند تا اطمینان حاصل کنند که مواد، الزامات عملکرد و ایمنی را برآورده می‌کنند.
استاندارد DIN 53765 در موارد زیر کاربرد دارد:
- ترموپلاستیک‌ها و ترموست‌ها
- کامپوزیت‌های پلیمری رسانا (مثلاً پلاستیک‌های پر شده با کربن)
- سطوح پلاستیکی پوشش داده شده یا اصلاح شده
کاربردهای معمول این استاندارد عبارتند از:
- محفظه‌های الکترونیکی
- اجزای داخلی خودرو
- مواد بسته‌بندی برای لوازم الکترونیکی حساس.
- پوشش‌های کف و کفپوش‌هایی که نیاز به کنترل استاتیک دارند.
رسانایی الکتریکی معکوس مقاومت ویژه است. این استاندارد معمولاً موارد زیر را ارزیابی می‌کند:
- مقاومت حجمی: مقاومت در برابر عبور مواد.
- مقاومت ویژه سطحی: مقاومت در برابر عبور از یک سطح.
فرآیند آزمایش به طور کلی از این مراحل پیروی می‌کند:
- آماده‌سازی نمونه: نمونه‌ها باید هندسه و ضخامت مشخصی داشته باشند. سطوح باید تمیز و آماده باشند. شرایط محیطی (دما، رطوبت) باید کنترل شود.
- تجهیزات مورد استفاده شامل: یک دستگاه اندازه‌گیری با مقاومت بالا (الکترومیتر)، الکترودها (نوع حلقه‌ای یا صفحه‌ای) و یک حلقه محافظ برای به حداقل رساندن جریان‌های نشتی است.
- روش کار: نمونه بین الکترودها قرار می‌گیرد. یک ولتاژ مشخص اعمال می‌شود. جریان حاصل اندازه‌گیری می‌شود. مقاومت ویژه با استفاده از فرمول‌های استاندارد محاسبه می‌شود.
استاندارد DIN 53765 به دلایل زیر مهم است:
- ایمنی الکترواستاتیک: از تخلیه الکتریسیته ساکن و آسیب رساندن به قطعات الکترونیکی حساس جلوگیری می‌کند و خطر آتش‌سوزی یا انفجار را در محیط‌های خطرناک کاهش می‌دهد.
- کنترل کیفیت: تضمین ویژگی‌های الکتریکی ثابت در طول تولید.
- توسعه مواد: از توسعه پرکننده‌های رسانا (کربن سیاه، گرافن) و افزودنی‌های ضد الکتریسیته ساکن پشتیبانی می‌کند.
در پایان، استاندارد DIN 53765 یک استاندارد اساسی برای ارزیابی رفتار الکتریکی پلاستیک‌ها، به ویژه در کاربردهایی است که کنترل الکترواستاتیک بسیار مهم است. این استاندارد با ارائه روش‌های قابل اعتماد برای اندازه‌گیری رسانایی و مقاومت، به صنایع کمک می‌کند تا ایمنی، عملکرد و انطباق محصول را تضمین کنند.
سال‌هاست که سازمان ما با کادری متخصص و باتجربه، نیازهای مشتریان خود را درک کرده، خدمات تست پیشرفته مورد نیاز آنها را ارائه می‌دهد و در ایجاد، پیاده‌سازی و بهبود سیستم‌های مدیریتی به آنها کمک می‌کند. در این چارچوب، ما همچنین خدمات تست مطابق با استاندارد DIN 53765 ارائه می‌دهیم.
