Tworzywa sztuczne wystawione na działanie wody ulegają różnym uszkodzeniom:
Jednak ekspozycja na wilgoć, zanurzenie w wodzie i wrzątek mogą prowadzić do znacząco różnych reakcji materiału. Równowagowa zawartość wilgoci może służyć do porównania ilości wody absorbowanej przez różne rodzaje tworzyw sztucznych poddanych działaniu wilgoci. Zawartość wilgoci określona w warunkach nierównowagowych może służyć do porównania różnych partii tego samego materiału oraz do określenia stałej dyfuzji materiału, wyznaczonej w starannie kontrolowanych warunkach nierównowagowych ekspozycji na wilgoć i przy użyciu próbek tworzywa sztucznego o określonych wymiarach.
Norma „ISO 62 Tworzywa sztuczne – Oznaczanie absorpcji wody”, opracowana przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną (ISO), opisuje procedurę określania absorpcji wilgoci przez grubość stałych tworzyw sztucznych o kształtach płaskich i zakrzywionych. Norma ta opisuje również procedury określania ilości wody wchłoniętej przez próbki tworzyw sztucznych o określonych wymiarach zanurzone w wodzie lub wystawione na działanie wilgotnego powietrza w kontrolowanych warunkach.
Współczynnik dyfuzji wilgoci w głąb materiału można wyznaczyć dla materiału jednofazowego, przyjmując zachowanie dyfuzji fickiej ze stałymi właściwościami sorpcji wilgoci na całej grubości próbki. W dyfuzji fickiej występuje przepływ z wyższego poziomu stężenia do niższego. Model ten jest ważny dla materiałów jednorodnych i wzmocnionych kompozytów polimerowych badanych poniżej ich temperatur zeszklenia. Jednak niektóre matryce dwufazowe, takie jak utwardzone żywice epoksydowe, mogą wymagać wielofazowego modelu sorpcji, nieujętego w niniejszej normie.
W idealnym przypadku, najlepsze porównanie właściwości absorpcji wody lub współczynników dyfuzji materiałów powinno zostać przeprowadzone przy użyciu wyłącznie równowagowej zawartości wilgoci w tworzywach sztucznych poddanych tym samym warunkom. Porównywanie materiałów na podstawie ich właściwości równowagowych wilgoci nie zakłada, a zatem nie ogranicza się do jednofazowego zachowania dyfuzyjnego Ficka.
Alternatywnie, absorpcja wody przez próbki tworzyw sztucznych o określonych wymiarach poddane zanurzeniu lub działaniu wilgoci przez dowolny okres w kontrolowanych warunkach może być wykorzystana do porównania różnych partii tego samego materiału lub do badań kontroli jakości konkretnego materiału. Do takich porównań niezbędne jest, aby wszystkie próbki miały te same wymiary i, w miarę możliwości, te same właściwości fizyczne (np. gładkość powierzchni, naprężenia wewnętrzne). Jednakże w tych warunkach nie osiąga się równowagi wilgoci. Dlatego wyniki takich badań nie mogą być wykorzystane do porównania właściwości absorpcji wody różnych rodzajów tworzyw sztucznych. Zaleca się jednoczesne przeprowadzanie badań w celu uzyskania bardziej wiarygodnych wyników.
Wyniki uzyskane metodami opisanymi w niniejszej normie międzynarodowej są ważne dla większości tworzyw sztucznych, z wyjątkiem tworzyw komórkowych, granulatów i proszków, które mogą wykazywać dodatkowe właściwości absorpcyjne i kapilarne. Ekspozycja tworzyw sztucznych na wilgoć w kontrolowanych warunkach przez określony czas umożliwia ich względne porównanie. Opisane testy służące do określania współczynnika dyfuzji mogą nie mieć zastosowania do wszystkich tworzyw sztucznych.
Próbki do badań zanurza się w wodzie destylowanej o temperaturze 23°C lub wrzącej wodzie destylowanej na określony czas, albo wystawia na działanie 50% wilgotności względnej w określonych temperaturach. Ilość wody wchłoniętej przez każdą próbkę do badań określa się, mierząc zmianę jej masy – tj. różnicę między masą początkową a masą po wystawieniu na działanie wody – a zmianę tę wyraża się jako procent masy początkowej. W razie potrzeby można również określić ilość wody utraconej po wysuszeniu próbek. W niektórych zastosowaniach może być konieczne stosowanie wilgotności względnej na poziomie 70–90% i temperatury na poziomie 70–90°C. Wyższe wartości wilgotności względnej i temperatury niż zalecane w niniejszej normie mogą być stosowane po uzgodnieniu między stronami. W przypadku stosowania warunków wilgotności względnej i temperatury innych niż zalecane, pełny opis tych warunków (z odpowiednimi tolerancjami) musi zostać zawarty w raporcie z badań.
Do tych testów używa się głównie następującego sprzętu:
Dla każdego ocenianego materiału należy wykonać badania co najmniej trzech próbek. Próbki o pożądanych wymiarach można przygotować metodą formowania lub wytłaczania. Metody użyte do przygotowania wszystkich próbek muszą zostać uwzględnione w raporcie z badań.
Na wyniki tej metody mogą wpływać czynniki powierzchniowe. W przypadku niektórych materiałów możliwe jest uzyskanie różnych wyników między próbkami formowanymi a próbkami wyciętymi z większego arkusza. Wszelkie zanieczyszczenia na powierzchni próbki testowej, które mogłyby wpłynąć na absorpcję wody, należy usunąć środkiem czyszczącym, który nie jest szkodliwy dla tworzywa sztucznego. Stopień uszkodzenia należy określić zgodnie z normą ISO 175.
Po oczyszczeniu próbki należy pozostawić do wyschnięcia na co najmniej dwie godziny w temperaturze 23°C i wilgotności względnej 50% przed rozpoczęciem testu. Podczas pracy z próbkami należy nosić czyste rękawice, aby zapobiec zanieczyszczeniu. Środek czyszczący nie powinien wpływać na absorpcję wody. Wpływ środka czyszczącego można pominąć przy określaniu równowagowej zawartości wilgoci.
Próbki muszą być dokładnie wysuszone przed badaniem. Na przykład, w temperaturze 50 stopni Celsjusza wymagany czas suszenia wynosi od jednego do dziesięciu dni; dokładny czas zależy od grubości próbki. Na każdy centymetr kwadratowy całkowitej powierzchni badanej próbki stosuje się co najmniej 8 ml, ale nie mniej niż 300 ml wody destylowanej. Zapobiega to nadmiernemu stężeniu produktów ekstrakcji w wodzie podczas badania. Każdy zestaw trzech próbek umieszcza się w oddzielnym pojemniku i albo całkowicie zanurza w wodzie, albo wystawia na działanie 50% wilgotności względnej.
W przypadku badania wielu próbek o tym samym składzie, próbki można umieścić razem w tym samym pojemniku, dodając co najmniej 300 ml wody. W takim przypadku jednak znaczny kontakt powierzchniowy między próbkami lub ze ściankami pojemnika jest niedopuszczalny i należy go unikać. Kratki ze stali nierdzewnej mogą pomóc w utrzymaniu akceptowalnego odstępu między próbkami. W przypadku próbek o gęstości mniejszej niż gęstość wody, próbki zanurza się, umieszczając je w drucianym koszyku ze stali nierdzewnej, połączonym z obciążnikiem za pomocą drutu ze stali nierdzewnej. Należy unikać kontaktu powierzchniowego obciążnika z próbkami.
Zgodnie z tą normą stosuje się następujące metody badań:
Nasza organizacja, która od lat wspiera przedsiębiorstwa z wszystkich sektorów, oferując szeroki zakres usług testowania, pomiarów, analiz i ewaluacji, dysponuje silnym zespołem pracowników, którzy uważnie śledzą światowe osiągnięcia w dziedzinie nauki i technologii oraz stale się rozwijają. W tym kontekście świadczymy również usługi testowania zgodne z normą „ISO 62 Tworzywa sztuczne – Oznaczanie absorpcji wody”.
Możesz poprosić nas o wypełnienie formularza, aby umówić się na spotkanie, uzyskać bardziej szczegółowe informacje lub poprosić o ocenę.
