DIN 53765 Provning av plaster och elastomerer - Termisk analys - DSC-metod

Standarden ”DIN 53765 Provning av plaster och elastomerer - Termisk analys - DSC-metod”, publicerad av Tyska standardiseringsinstitutet (DIN), beskriver en metod för att bestämma slitstyrkan hos plaster med hjälp av en slipskiva (eller friktionshjul). Detta är i huvudsak Taber-slitagetestet.

Differentiell svepkalorimetri (DSC) är en av de mest använda termiska analysteknikerna vid karakterisering av plaster (termoplaster och härdplaster) och elastomerer (gummi och gummiliknande material). När både provet och en inert referens utsätts för ett kontrollerat temperaturprogram mäts skillnaden i värmeflöde mellan dem. Detta avslöjar viktiga termiska övergångar och reaktioner som påverkar materialbearbetning, prestanda, kvalitetskontroll och felanalys.

I ett differential scan kalorimetri (DSC) experiment,

• Ett litet prov (vanligtvis 5–20 mg) placeras i en behållare bredvid en tom referensbehållare.
• Enheten värmer eller kyler båda med en konstant hastighet (vanligtvis 10 grader/min eller 20 grader/min).
• Sensorn detekterar alla endoterma (värmeabsorberande, t.ex. smältning, glasövergång) eller exoterma (värmeavgivande, t.ex. kristallisation, härdning, oxidation) händelser.
• Resultaten ritas upp som ett diagram som representerar förhållandet mellan värmeflöde och temperatur eller tid.

Det finns två huvudtyper av enheter:

• Värmeflöde DSC: Mäter temperaturskillnaden mellan provet och referensen.
• Effektbalansering DSC: Justerar effekten för att hålla provet och referensen vid samma temperatur.

Modulerad DSC är en avancerad variant som överlagrar en sinusformad temperaturoscillation för att separera reverserande (värmekapacitetsrelaterade) och icke-reverserande (kinetiska) händelser för bättre upplösning av överlappande övergångar.

Differentialskanningskalorimetri (DSC) ger värdefulla data för både materialutveckling och kvalitetssäkring:

• Glasövergångstemperatur: Indikerar övergången från glasartat till gummiartat tillstånd. Typiska tillämpningar inkluderar flexibilitet, sprödhet och dess kritiska betydelse för elastomerer och amorfa plaster.
• Smälttemperatur och entalpi: Indikerar smältpunkten för kristallina områden. Typiska tillämpningar inkluderar kristallinitetsgrad och bearbetningstemperatur för termoplaster.
• Kristallisationstemperatur och entalpi: Indikerar kristallisation under kylning. Typiska tillämpningar, bearbetningsbeteende och kärnbildningsmedel.
• Kristallinitet: Anger procentandelen kristallinnehåll. Typiska tillämpningar inkluderar mekanisk hållfasthet och barriäregenskaper.
• Härdning/tvärbindning: Indikerar reaktionens entalpi och temperatur. Typiska tillämpningar inkluderar vulkanisering i härdplaster och elastomerer.
• Oxidativ induktionstid / insättningstid: Uppvisar oxidativ stabilitet. Typisk tillämpning: Stabilisatoraktivitet i polyolefiner och gummin.
• Specifik värmekapacitet: Indikerar värmelagringskapacitet. Typiska tillämpningar inkluderar termisk hantering och processimuleringar.
• Nedbrytning/termisk stabilitet: Indikerar början på nedbrytning. Typisk tillämpning: övre driftstemperaturgränser.

För elastomerer är DSC särskilt användbart för att bestämma glasövergångstemperaturen (vanligtvis mycket låg för de flesta gummin, t.ex. minus 60 grader), identifiera tillsatta plaster eller fyllmedel och utvärdera kvarvarande härdnings- eller mjukgörareffekter. Det kan också hjälpa till att identifiera föroreningar eller blandningskompositioner som traditionella metoder kan missa.

Förfarandet som beskrivs i DIN 53765-standarden följer generellt dessa steg:

• Ett platt testexemplar är monterat på en roterande vridbord.
• Två slipskivor av den angivna typen pressas mot provet med en definierad belastning (vanligtvis 250 g, 500 g, 750 g eller 1000 g per arm).
• Provet roterar under hjulen, vilket skapar ett slitagemönster i form av tvärfjädrar.

Slitstyrkan utvärderas med följande metoder:

• Massförlust (skillnaden i massa före och efter ett visst antal cykler, vanligtvis 1000 cykler)
• Volymförlust
• Visuell bedömning av den slitna ytan.

Testet visar materialets motståndskraft mot skjuvslitage från korn.

Denna metod används för att utvärdera slitstyrkan hos följande material:

• Hårda och flexibla plaster
• beläggningar
• laminat
• golvbeläggningar
• Gummi och elastomerer (vanligtvis använda i praktiken)
• Läder, textilier, färger, papper (även om titeln fokuserar på plast)

Detta är särskilt viktigt för material som utsätts för friktion, nötning eller gångtrafik.

Kortfattat beskriver standarden DIN 53765 metoder för att bestämma den elektriska ledningsförmågan (eller resistansen) hos plaster och polymera material. Denna egenskap är avgörande i tillämpningar där elektrostatiskt beteende, isolering eller konduktivitet behöver kontrolleras. Denna standard används ofta inom sektorer som elektronik, fordonsindustrin, förpacknings- och materialteknik, särskilt vid utvärdering av antistatiska och ledande plaster.

De viktigaste målen för DIN 53765-standarden är följande:

• Mätning av plasters elektriska ledningsförmåga.
• För att utvärdera yt- och volymetrisk resistans.
• Materialen kan klassificeras enligt följande:
  • Isolator
  • antistatisk
  • ledande

Detta hjälper tillverkare att säkerställa att materialen uppfyller prestanda- och säkerhetskrav.

Standarden DIN 53765 gäller för följande:

• Termoplaster och härdplaster
• Ledande polymerkompositer (t.ex. kolfyllda plaster)
• Belagda eller modifierade plastytor

Typiska tillämpningar av denna standard inkluderar:

• Elektroniska kapslingar
• Bilinredningskomponenter
• Förpackningsmaterial för känslig elektronik.
• Golvbeläggningar och golv som kräver statisk kontroll.

Elektrisk konduktivitet är inversen av resistivitet. Denna standard utvärderar vanligtvis följande:

• Volumetrisk resistivitet: Resistans över ett material.
• Ytresistivitet: Resistans över en yta.

Testprocessen följer vanligtvis dessa steg:

• Provberedning: Proverna måste ha en definierad geometri och tjocklek. Ytorna måste vara rena och konditionerade. Miljöförhållandena (temperatur, fuktighet) måste kontrolleras.
• Utrustningen som används inkluderar: en högresistansmätare (elektrometer), elektroder (ring- eller platttyp) och en skyddsring för att minimera läckströmmar.
• Procedur: Provet placeras mellan elektroderna. En känd spänning appliceras. Den resulterande strömmen mäts. Resistiviteten beräknas med hjälp av standardformler.

DIN 53765-standarden är viktig av följande skäl:

• Elektrostatisk säkerhet: Förhindrar statisk urladdning från att skada känslig elektronik och minskar risken för brand eller explosion i farliga miljöer.
• Kvalitetskontroll: Säkerställer konsekventa elektriska egenskaper under hela produktionen.
• Materialutveckling: Stödjer utvecklingen av ledande fyllmedel (kimrök, grafen) och antistatiska tillsatser.

Sammanfattningsvis är DIN 53765-standarden en grundläggande standard för att utvärdera plasters elektriska beteende, särskilt i tillämpningar där elektrostatisk kontroll är avgörande. Genom att tillhandahålla tillförlitliga metoder för att mäta konduktivitet och resistans hjälper den industrier att säkerställa produktsäkerhet, prestanda och efterlevnad.

I många år har vår organisation, med sin kompetenta och erfarna personal, förstått sina kunders behov, tillhandahållit de avancerade testtjänster de behöver och hjälpt dem med att etablera, implementera och förbättra ledningssystem. Inom detta ramverk tillhandahåller vi även testtjänster i enlighet med DIN 53765-standarden.