Norma „ASTM D5229/D5229M Štandardná testovacia metóda pre sorpciu vlhkosti a rovnovážne kondicionovanie polymérnych kompozitných materiálov“, ktorú vyvinula Americká spoločnosť pre testovanie a materiály (ASTM), opisuje testovaciu metódu na stanovenie vlastností sorpcie alebo desorpcie vlhkosti cez hrúbku jednofázových pevných materiálov podľa Fickianovej metódy v plochom alebo zakrivenom panelovom tvare. Táto norma tiež zahŕňa postupy kondicionovania testovacích vzoriek pred použitím v iných testovacích metódach. Tieto sa uvedú buď do stavu v podstate bez vlhkosti, do stavu rovnováhy v štandardnej laboratórnej atmosfére alebo do stavu rovnováhy v nelaboratórnom prostredí.
Táto norma zahŕňa aj postupy na stanovenie straty vlhkosti počas skúšok pri zvýšenej teplote, ako aj straty vlhkosti z tepelného vystavenia po vybratí z kondicionačného prostredia, ako je napríklad montáž tenzometrov. Hoci sú tieto postupy primárne určené pre laminované polymérne matricové kompozitné materiály, sú použiteľné aj pre iné materiály, ktoré spĺňajú predpoklady tejto normy.
Výpočet konštanty difúzie vlhkosti v celej hrúbke v postupe A predpokladá jednofázový Fickovský materiál s konštantnými vlastnosťami sorpcie vlhkosti v celej hrúbke vzorky. Platnosť rovníc použitých v postupe A na vyhodnotenie konštanty difúzie vlhkosti v materiáli s doteraz neznámym správaním sa sorpcie vlhkosti je pred testovaním neistá, pretože výsledky testu určujú, či materiál zodpovedá jednofázovému Fickovmu difúznemu modelu. Kompozitný materiál s vystuženou polymérnou matricou testovaný pod teplotou skleného prechodu vo všeobecnosti spĺňa túto požiadavku, ale dvojfázové matrice, ako sú vytvrdené epoxidy, môžu vyžadovať viacfázový model sorpcie vlhkosti. Zatiaľ čo testovacie postupy možno použiť pre viacfázové materiály, výpočty použité na určenie konštanty difúzie vlhkosti v postupe A sú platné iba pre jednofázové materiály.
Vyhodnotenie vlastnosti rovnovážneho obsahu vlhkosti materiálu postupom A nepredpokladá jednofázové Fickovo difúzne správanie, a preto sa naň neobmedzuje (Fickova difúzia sa vzťahuje na proces difúzie rozpúšťadla v polymérnych sieťach charakterizovaný rýchlosťou difúzie výrazne nižšou ako rýchlosť relaxácie polyméru).
Postupy použité v tejto testovacej metóde sa dajú vykonať pomocou vhodného automatizovaného zariadenia a výsledné údaje sa dajú zredukovať.
Postup A je navrhnutý na vytvorenie údajov o vlastnostiach materiálu difúzneho odparovania vlhkosti, ktoré možno použiť na:
Postup BE je navrhnutý tak, aby sa testovacie vzorky upravili na špecifické podmienky prostredia alebo rovnovážny stav pred inými testami materiálových vlastností (vrátane, ale nie výlučne, mechanických skúšok).
Postup YZ je určený na stanovenie straty vlhkosti v dôsledku vybratia testovacieho kusu z kondicionačnej komory (napríklad pripojením tenzometra) alebo ohrevom testovacieho kusu pred a počas mechanického zaťaženia.
Jedna dvojica testov na tenkých a hrubých vzorkách s použitím postupu A poskytuje konštantu difúzie vlhkosti a rovnovážny obsah vlhkosti pri danej úrovni vystavenia vlhkosti a teplote. Na určenie teplotnej závislosti difúznej konštanty je potrebných viacero testov pri rôznych teplotách. Na určenie závislosti rovnovážneho obsahu vlhkosti od úrovne vystavenia vlhkosti je potrebných viacero testov pri rôznych úrovniach vystavenia vlhkosti.
Pre mnohé polymérne matricové kompozity je difúzia vlhkosti vo všeobecnosti slabo úmerná relatívnej vlhkosti a vo všeobecnosti sa predpokladá, že je funkciou iba teploty. Pre mnohé z týchto materiálov je rovnovážny obsah vlhkosti slabo úmerný teplote a vo všeobecnosti sa predpokladá, že je funkciou iba relatívnej vlhkosti.
Ak sú okolité podmienky počas použitia pary, napríklad vlhký vzduch, na úpravu vzorky by sa mala použiť skúška vystavenia pare. Ponorenie do kvapalinového kúpeľa by sa malo použiť na simuláciu vystavenia pare iba vtedy, keď sú na kvalitatívne účely požadované viditeľné absorpčné vlastnosti. Vlastnosti určené druhou metódou by sa mali uvádzať ako viditeľné vlastnosti.
V prípade mnohých polymérnych matricových kompozitov nie sú vlastnosti absorpcie vlhkosti pri atmosférickej vlhkosti vo všeobecnosti rovnocenné s vlastnosťami ponorenia do kvapaliny alebo vystavenia tlakovej pare. Tieto posledné prostredia môžu mať odlišné vlastnosti difúzie materiálu.
ASTM D5229/D5229M je štandardná testovacia metóda určená na hodnotenie vlastností absorpcie a desorpcie vlhkosti polymérnych matricových kompozitných materiálov. Táto norma je kľúčová pre odvetvia ako letecký a kozmický priemysel, automobilový priemysel a stavebníctvo, kde sa kompozitné materiály, ako sú plasty vystužené uhlíkovými vláknami a plasty vystužené sklenenými vláknami, široko používajú. Pochopenie toho, ako tieto materiály interagujú s vlhkosťou, je kľúčové pre zabezpečenie ich trvanlivosti a výkonu v prostrediach citlivých na vlhkosť.
Stručne povedané, norma ASTM D5229/D5229M poskytuje postupy na stanovenie vlastností sorpcie a desorpcie vlhkosti polymérnych matricových kompozitov v celej hrúbke pre jednofázové Fickianove pevné materiály. Vzťahuje sa na ploché alebo zakrivené panelové formy a zahŕňa metódy na kondicionovanie skúšobných vzoriek pred inými skúškami materiálových vlastností. Táto norma je obzvlášť použiteľná pre materiály používané v štrukturálnych a funkčných aplikáciách, ako sú epoxidové, polyesterové a fenolové matricové kompozity, ako aj hybridné a sendvičové štruktúry.
Táto norma je rozdelená do niekoľkých postupov:
Základnou metódou v norme ASTM D5229/D5229M je gravimetrický test, ktorý monitoruje zmeny hmotnosti vzorky v priebehu času, keď je vystavená prostrediu s kontrolovanou vlhkosťou, ako je vlhký vzduch alebo ponorenie do kvapaliny. Postup A zvyčajne zahŕňa:
Pri postupoch kondicionovania (B, C a D) sú vzorky vystavené špecifickým podmienkam prostredia, kým nedosiahnu efektívnu rovnováhu vlhkosti, ktorá je definovaná ako stav, v ktorom je zmena priemerného obsahu vlhkosti počas stanoveného obdobia minimálna.
Absorpcia vlhkosti môže významne ovplyvniť vlastnosti polymérnych matricových kompozitov a spôsobiť napučanie, plastifikáciu alebo mikrotrhlinky. Norma ASTM D5229/D5229M poskytuje kľúčové údaje pre:
Výsledky z normy, ako sú difúzne koeficienty a body nasýtenia, sa používajú na modelovanie správania vlhkosti za prevádzkových podmienok a na vyhodnotenie vplyvu absorbovanej vlhkosti na rozmerovú stabilitu a mechanické vlastnosti. To je obzvlášť dôležité pre aplikácie v leteckom priemysle (napr. komponenty lietadiel), automobilovom priemysle (napr. interiérové diely) a stavebníctve (napr. mosty).
V dôsledku toho je norma ASTM D5229/D5229M dôležitým nástrojom na charakterizáciu správania polymérnych matricových kompozitov pri sorpcii vlhkosti a ich kondicionovaní. Jej štandardizované postupy poskytujú inžinierom a výskumníkom spoľahlivé údaje na hodnotenie výkonnosti materiálov v prostrediach citlivých na vlhkosť. Poskytovaním informácií o difúzii vlhkosti, rovnovážnom obsahu a protokoloch kondicionovania norma podporuje návrh a aplikáciu odolných kompozitných materiálov v rôznych odvetviach.
Naša organizácia, ktorá pôsobí už mnoho rokov a dôkladne sleduje globálny vývoj vo vede a technike, zamestnáva tím skúsených odborníkov a širokú infraštruktúru na vykonávanie testov, meraní a analýz v širokej škále oblastí pre podniky vo všetkých sektoroch. V tejto súvislosti poskytujeme aj testovacie služby v súlade s normou „ASTM D5229/D5229M Standard Score Method for Moisture Sorption and Equilibrium Conditioning of Polymer Matrix Composite Materials“.
Môžete nás požiadať, aby sme vyplnili náš formulár, aby sme dostali schôdzku, získali podrobnejšie informácie alebo požiadali o vyhodnotenie.
