DIN 53765 Испытание пластмасс и эластомеров - Термический анализ - Метод ДСК

Стандарт «DIN 53765 Испытание пластмасс и эластомеров — Термический анализ — Метод ДСК», опубликованный Немецким институтом стандартизации (DIN), описывает метод определения износостойкости пластмасс с использованием абразивного диска (или фрикционного колеса). По сути, это испытание на истирание по методу Табера.

Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) — один из наиболее широко используемых методов термического анализа для характеристики пластмасс (термопластов и термореактивных пластмасс) и эластомеров (резины и резиноподобных материалов). При воздействии на образец и инертный эталон контролируемой температурной программы измеряется разница в тепловом потоке между ними. Это позволяет выявить важные термические переходы и реакции, влияющие на обработку материала, его характеристики, контроль качества и анализ причин отказов.

В эксперименте по дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК)

• Небольшой образец (обычно 5–20 мг) помещают в контейнер рядом с пустым контрольным контейнером.
• Устройство нагревает или охлаждает оба вещества с постоянной скоростью (обычно 10 градусов/мин или 20 градусов/мин).
• Датчик обнаруживает любые эндотермические (поглощающие тепло, например, плавление, стеклование) или экзотермические (выделяющие тепло, например, кристаллизация, отверждение, окисление) явления.
• Результаты представлены в виде графика, отражающего зависимость теплового потока от температуры или времени.

Существует два основных типа устройств:

• Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) для измерения теплового потока: измеряет разницу температур между образцом и эталоном.
• Балансировка мощности в ДСК: регулирует мощность для поддержания одинаковой температуры образца и эталонного образца.

Модулированная ДСК — это усовершенствованный вариант, в котором синусоидальные колебания температуры накладываются друг на друга для разделения обратимых (связанных с теплоемкостью) и необратимых (кинетических) процессов, что обеспечивает лучшее разрешение перекрывающихся переходов.

Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) предоставляет ценные данные как для разработки материалов, так и для обеспечения контроля качества:

• Температура стеклования: указывает на переход из стеклообразного состояния в эластичное. Типичные области применения включают гибкость, хрупкость, а также её критическую важность для эластомеров и аморфных пластмасс.
• Температура и энтальпия плавления: указывают на температуру плавления кристаллических областей. Типичные области применения включают степень кристалличности и температуру обработки термопластов.
• Температура и энтальпия кристаллизации: указывают на кристаллизацию в процессе охлаждения. Типичные области применения, технологические процессы и зародышеобразующие агенты.
• Кристалличность: указывает на процентное содержание кристаллов. Типичные области применения включают механическую прочность и барьерные свойства.
• Отверждение/сшивание: указывает на энтальпию и температуру реакции. Типичные области применения включают вулканизацию термореактивных полимеров и эластомеров.
• Время индукции окисления / время начала реакции: Проявляет окислительную стабильность. Типичное применение: Стабилизирующая активность в полиолефинах и каучуках.
• Удельная теплоемкость: указывает на способность аккумулировать тепло. Типичные области применения включают управление тепловыми процессами и моделирование технологических процессов.
• Степень деградации/термическая стабильность: указывает на начало деградации. Типичное применение: верхние пределы рабочих температур.

Для эластомеров метод ДСК особенно полезен для определения температуры стеклования (обычно очень низкой для большинства каучуков, например, минус 60 градусов), выявления добавленных пластмасс или наполнителей, а также оценки остаточного вулканизационного воздействия или влияния пластификаторов. Он также может помочь выявить примеси или состав смесей, которые могут быть пропущены при использовании традиционных методов.

Процедура, описанная в стандарте DIN 53765, в целом включает следующие этапы:

• Плоский испытательный образец установлен на вращающемся поворотном столе.
• Два абразивных круга указанного типа прижимаются к образцу с заданной нагрузкой (обычно 250 г, 500 г, 750 г или 1000 г на каждый круг).
• Образец вращается под колесами, создавая следы износа в виде поперечных пружин.

Износостойкость оценивается с использованием следующих методов:

• Потеря массы (разница в массе до и после определенного количества циклов, обычно 1000 циклов).
• Потеря объема
• Визуальная оценка изношенной поверхности.

Испытание демонстрирует устойчивость материала к износу за счет сдвига зерен.

Этот метод используется для оценки износостойкости следующих материалов:

• Твердые и гибкие пластмассы
• покрытия
• Ламинаты
• напольные покрытия
• Резина и эластомеры (широко используемые на практике)
• Кожа, текстиль, краски, бумага (хотя в названии основное внимание уделяется пластмассам).

Это особенно важно для материалов, подверженных трению, истиранию или воздействию пешеходного движения.

Вкратце, стандарт DIN 53765 описывает методы определения электропроводности (или сопротивления) пластмасс и полимерных материалов. Это свойство имеет решающее значение в тех областях применения, где необходимо контролировать электростатическое поведение, изоляцию или проводимость. Этот стандарт широко используется в таких отраслях, как электроника, автомобилестроение, упаковка и материаловедение, особенно при оценке антистатических и проводящих пластмасс.

Основные цели стандарта DIN 53765 заключаются в следующем:

• Измерение электропроводности пластмасс.
• Для оценки поверхностного и объемного сопротивления.
• Материалы можно классифицировать следующим образом:
  • Изолятор
  • антистатический
  • проведение

Это помогает производителям гарантировать, что материалы соответствуют требованиям к эксплуатационным характеристикам и безопасности.

Стандарт DIN 53765 применяется к следующим изделиям:

• Термопласты и термореактивные пластмассы
• Проводящие полимерные композиты (например, пластмассы, наполненные углеродом)
• Покрытые или модифицированные пластиковые поверхности

Типичные области применения этого стандарта включают:

• Электронные корпуса
• Компоненты салона автомобиля
• Упаковочные материалы для чувствительной электроники.
• Напольные покрытия и напольные материалы, требующие контроля статического электричества.

Электрическая проводимость — это величина, обратная удельному сопротивлению. В соответствии с данным стандартом обычно оцениваются следующие параметры:

• Объемное удельное сопротивление: сопротивление, возникающее по всей толщине материала.
• Поверхностное сопротивление: сопротивление, возникающее на поверхности.

Процесс тестирования, как правило, включает следующие этапы:

• Подготовка образцов: Образцы должны иметь заданную геометрию и толщину. Поверхности должны быть чистыми и подготовленными. Необходимо контролировать условия окружающей среды (температуру, влажность).
• Используемое оборудование включает в себя: измеритель высокого сопротивления (электрометр), электроды (кольцевого или пластинчатого типа) и защитное кольцо для минимизации токов утечки.
• Процедура: Образец помещается между электродами. Прикладывается известное напряжение. Измеряется результирующий ток. Сопротивление рассчитывается по стандартным формулам.

Стандарт DIN 53765 важен по следующим причинам:

• Электростатическая безопасность: предотвращает повреждение чувствительной электроники статическим разрядом и снижает риск возгорания или взрыва в опасных средах.
• Контроль качества: Обеспечивает стабильность электрических характеристик на протяжении всего производственного процесса.
• Разработка материалов: Поддерживает разработку проводящих наполнителей (технический углерод, графен) и антистатических добавок.

В заключение, стандарт DIN 53765 является основополагающим стандартом для оценки электрических свойств пластмасс, особенно в тех областях применения, где контроль электростатического заряда имеет решающее значение. Предоставляя надежные методы измерения проводимости и сопротивления, он помогает отраслям промышленности обеспечивать безопасность, производительность и соответствие продукции требованиям.

На протяжении многих лет наша организация, располагающая компетентным и опытным персоналом, понимает потребности своих клиентов, предоставляет им необходимые передовые услуги по тестированию и помогает в создании, внедрении и совершенствовании систем управления. В рамках этой деятельности мы также предоставляем услуги по тестированию в соответствии со стандартом DIN 53765.