خواص مکانیکی پلاستیک| سختی

28 اسفند 1402 ساعت 13:29

سختی پلیمر و پلاستیک‌ها از جمله شاخص‌هایی است که باید به خوبی درک شود. سختی به زبان بیان ساده به مقاومت یک جسم در برابر نفوذ جسم سخت تر در آن است. اما از نظر علمی و دقیق شاخص سختی پلاستیک با استانداردهای دقیقی اندازه گیری می‌شود. که در این مقاله به آن پرداخته شده است. باید توجه داشت سختی با مقاومت ضربه متفاومت است به طور مثال شیشه جسمی سخت است اما به راحتی شکسته می‌شود در مقابل پلاستیک پلی کربنات که به عنوان شیشه عینک استفاده می‌شود، سخت است و در مقابل میزان مقاومت ضربه (چقرمگی) بالایی نیز برخوردار است.

 

روش سنجش میزان سختی پلیمرها:

 

برای سنجش سختی از یک سوزن یا جسم نفوذ کننده استفاده شده که شکل آن بر اساس نوع ماده و استاندارد مربوطه متفاوت است. مثلا در فلزات و پلاستیک سخت از شکل هرمی استفاده شده و در لاستیک و پلاستیک نرم از شکل کروی استفاده می‌شود. سپس بر اساس میزان نیرو اعمال شده و زمان اعمل نیرو سختی اندازه گیری می‌شود. در مورد فلزات میزان فرورفتگی پس از اعمال نیرو معیار بوده و برای لاستیک‌ها میزان فرورفتگی در هنگام اعمال نیرو معیار است. در مورد پلاستیک‌ها با توجه با ماهیت پلاستیک می‌تواند هر دو روش معیار باشد. به طور کلی سنجش میزان سختی با سه رویکرد زیر قابل اندازه گیری است.

اعمال یک نیروی ثابت و اندازه گیری فرورفتگی حاصل
-سنجش نیروی لازم جهت ایجاد یک فرورفتگی مشخص و ثابت
-استفاده از یک فنر، که نتیجه آن تغییر نیرو با عمق نفوذ خواهد بود
 

دو مقیاس مطرح برای سنجش سختی پلاستیک مقیاس Shore  و Rockwell می‌باشد.

شاخص سختی پلاستیک

شاخص Rockwell برای تعیین سختی پلیمر و پلاستیک

 

سختی راکول (E Rockwell ، Rockwell M & Rockwell R) معمولا برای مواد سخت تر از قبیل فولاد، پلی کربنات، پلی استایرن، پلی متاکریلات و استال انتخاب می شود که در آن خزش پلیمر اثر کمتری بر روی نتیجه دارد.

در مورد سختی راکول، یک نمونه از ضخامت حداقل 4/1 اینچ (6.35 میلی متر) توسط یک توپ فولادی سخت دندانه گذاری شده است. اول، پیش بارگذاری کوچک اعمال می شود و دستگاه صفر می شود، سپس یک بار بزرگتر اعمال می شود و حذف می شود. پس از یک مدت کوتاه با پیش بارگذاری هنوز اعمال می شود، باقی مانده دندانه گذاری از مقیاس خوانده شده است.

 

شاخص Shore  برای تعیین سختی پلیمر و  پلاستیک

 

در حالی که دورومتر SHORE اغلب برای مواد نرم تر مانند پلیمرهای نرم ، الاستومرها و رابر ها مورد استفاده قرار میگیرد.
در مورد سختی SHORE، یک سوزن در برابر لاستیک یا پلاستیکی قرار می گیرد و فشار اعمال می شود. پس از سوزن تا آنجا که ممکن است نفوذ کرده باشد، عمق دندانه سوزن که متناسب با سختی پلاستیک / لاستیک است اندازه گیری می شود.


عمق دندانه نه تنها به سختی مواد بستگی دارد، بلکه در خواص ویسکو الاستیک، شکل دندانه و مدت زمان آزمایش نیز بستگی دارد.
برای اندازه گیری سختی مواد مختلف چند مقیاس سختی Shore وجود دارد که معروف ترین آن مقیاس A  و D  می‌باشند.

Shore A  عمدتا برای لاستیک، ژل‌ها، و برخی پلاستیک‌های نیمه سخت مورد استفاده قرار گرفته وشاخص Shore D  برای پلاستیک نیمه سخت و سخت مورد استفاده قرار می‌گیرد.

. برخی از پلاستیک های نیمه سخت نیز می توانند در انتهای مقیاس بالا Shore A اندازه گیری شوند. مقیاس سختی SHORE D سختی پلاستیک نیمه سخت و پلاستیک سخت را اندازه گیری می کند

 

 

 

نوع پلاستیک

میزان سختی

 

پلاستیک ABS  گرید اکستروژن

R75-115

 

آلیاژ ABS/PVC

R100-106

D-73

آلیاژ ABS/PC

R115-119

 

آلیاژ ABS با پلی آمید

R93-105

 

گرید تزریقی ABS  مقاوم در برار حرارت

R100-115

 

گرید تزریقی ABS  مقاومت متوسط در برابر ضربه

R102-115

 

گرید تزریقی ABS  با مقاومت ضربه بالا

 R85-106

 

گرید شفاف ABS

R94

 

پلاستیک ABS  پرشده با 20 درصد الیاف شیشه

M85-98, R107

 

پلاستیک ABS  پرشده با 30 درصد الیاف شیشه

M75-85

 

پلاستیک ABS  پرشده با 40 درصد الیاف شیشه بلند

M90-100

 

 

میزان سختی انواع پلی متیل متاآکریلات یا آکریلیک

 

نوع پلاستیک

میزان سختی

ورق آکریلیک

M80-102

 

ورق آکریلیک پوشش داده شده

: M105

 

گرید اکستروژن پلی کربنات/آکریلیک

M46-49

 

گرید اکستروژن آکریلیک

M68-105

 

کو پلیمر اکریلیک با استارین

M80-85

 

آکریلیک اصلاح ضربه شده

 M35-78

 

آکریلیک مقاوم به حرارت

: M94-100

 

 

 

 

 

نوع پلی آمید

میزان سختی

پلی آمید6

M100-105

 

پلی آمید6 پر شده با15درصد الیاف شیشه

M92M74d

 

پلی آمید6 پر شده با 15 درصد الیفا شیشه

M95M83

 

پلی آمید6 پرشده با 30 تا 35 درصد الیاف شیشه

M93-96; M78

 

پلی آمید اصلاح ضربه شده

 

پلی آمید اصلاح ضربه شده با 33 درصد الیاف شیشه

-

پلی آمید66

M83-105

پلی آمید66 با 15 درصد الیاف شیشه

M97 ; M87

 

پلی آمید66 با 30 تا 33 درصد الیاف شیشه

R101-119; M101-102 ; M96

 

پلی آمید با 50 درصد الیاف شیشه

M102 ; M98d

 

پلی آمید اصلاح ضربه شده

R113;R114

 

پلی آمید اصلاح ضربه شده با 15 تا33 درصد الیفا شیشه

Rockwell: R107 R115

 

 

میزان سختی انواع پلی کربنات

 

 

نوع پلی کربنات

میزان سخت

پلی کربنات با ویسکوزیته بالا

: M70-M75

 

پلی کربنات با ویسکوزیته پایین

M70-M75

 

پلی کربنات پر شده با 10 درصد الیفا شیشه

M62-75; R118-122

 

پلی کربنات پر شده با 20 تا 30 درصد الیاف شیشه

M85-95

 

پلی کربنات پر شده با 50 درصد الیاف بلند شیشه

 

کوپلیمر پلی کربنات با پلی استایرن

M74-92

 

 

 

میزان سختی انواع پلی استر

 

 پلاستیک PBT  پرنشده

 M68-78

 

پلاستیک PBT  با 30 درصد الیاف شیشه

M90

 

پلاستیک PBT  با 40 درصد الیاف شیشه

 

پلاستیک PBT  با 60 درصد الیاف شیشه

 

پلی بوتیلن ترفتالات اصلاح ضربه شده

 

پلی اتیلن ترفتالات پر نشده

M94-101; R111

 

پلی اتیلن ترفتالات پر شده با 15 درصد الیاف شیشه

: R121

 

پلی اتیلن ترفتالات پر شده با30 درصد الیاف شیشه

M90; M100

 

پلی اتیلن ترفتالات پرشده با 40 تا 45درصد الیاف شیشه

R118; R119

 

 

 

مقایسه میزان سختی انواع پلی اتیلن

 

پلی اتیلن شاخه دار شده

D44-50

پلی اتیلن خطی

D55-56

کوپلیمر اتیلن با وینیل استات

D17-45

کوپلیمر اتیلن با ونیل استات

D27-38

کوپلیمر اتیلن با متیل آکریلات

 

پلی اتیلن HDPE

D66-73

پلی اتیلن سنگین اصلاح شده با لاستیک

D55-60

کوپلیمر پلی اتیلن سنگین با وزن مولکولی پایین تا متوسط

D58-70

کوپلیمر پلی اتیلن سنگین با وزن مولکولی بالا

D63-65

پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیا بالا

R50

D61-63

پلی اتیلن سنگین با 30 درصد الیاف شیشه

R75-90

 

پلی اتیلن کراس لینک شده

D55-80

PEX  گرید سیم و کابل

D30-65

 

سختی انواع پلی پروپیلن

 

 

نوع پلی پروپیلن

میزان سختی

پلی پروپیلن کوپلیمر پر نشده

R80-102

 

پلی پروپیلن هموپلمیر پر شده با 10 تا 40 درصد تالک

 R85-110

 

پلی پروپیلن هموپلیمر پر شده با 10 تا 40 درصد کربنات کلسیم

 R78-99

 

پلی پروپیلن هموپلیمر پر شده با10 تا 30درصد الیاف شیشه

R92-115

 

پلی پروپیلن هموپلیمر پر شده با 10 تا50 درصد میکا

R82-100

066-78

پلی پروپیلن هموپلیمر با 40 درصد الیاف شیشه

R102-111

 

پلی پروپیلن هموپلیمر با 20 تا 30 درصد الیاف شیشه بلند

R105-117

 

پلی پروپیلن هموپلیمر با 40 درصد الیاف شیشه بلند

 

پلی پروپیلن هموپلیمر اصلاح ضربه شده با 40درصد میکا

 

پلی پروپیلن کوپلیمر پر نشده

R65-96

Shore D70-73

پلی پروپیلن کوپلیمر اصلاح ضربه شده

R50-60

D45-55

پلی پروپیلن کوپلیمر با 10 تا 20 درصد الیاف شیشه

 R100-103

 

پلی پروپیلن کوپلیمر با 10 تا 40 درصد تالک

 R83-88

 

 

 

میزان سختی انواع پلی استایرن

 

پلی استایرن هموپلیمر با جریان متوسط تا بالا

M60-75

 

پلی استایرن هموپلیمر با مقاومت حرارتی

M75-84

 

پلی استایرن هموپلیمر با 20 درصد الیاف شیشه

M80-95, R119

:

پلی استایرن هموپلیمر ضد شعله با UL-V0

: R38-65

 

پلی استایرن مقاوم ضربه

R50-82; L-60

 

 

میزان سختی انواع پلی وینیل کلراید

نوع پی وی سی

میزان سختی

پی وی سی سخت

 

D65-85

پی وی سی نرم

A50-100

پی وی سی نرم پر شده

A50- 100

پی وی سی کلرینه شده یا CPVC

R109-117

Shore/Barcol: 82-88

پلاستیک PVB

A10-100

 

آلیاژ پی وی سی با آکریلیک

R106-110

 

  1.  

 

 

 

ثبت نظر


( نظر خود را درباره این مقاله ثبت نمایید )

هفت روز هفته، 24 ساعت شبانه روز پاسخگوی شما هستیم.
© 2024 polyno All Right Reserved