Пластмассы обоснованно занимают одну из лидирующих позиций в широком спектре производственных областей. Легкие синтетические материалы предоставляют возможность ощутимо сократить вес изделий, деталей, конструкций. Доступность используемого в производстве сырья позволяет существенно снизить себестоимость. По прочностным показателям пластики не уступают ряду стальных сплавов, при этом обладают антифрикционными, звукопоглощающими, термоизоляционными качествами.
Способность полимерных соединений противостоять ударным воздействиям – одна из основных характеристик, имеющих веское значение для использования в строительстве, машиностроении, авиационной отрасли, производстве приборов. Тестирование пластмасс на сопротивляемость ударам проводится по методикам, которые устанавливает ГОСТ 4647-2015, излагающий правила определения ударной вязкости по технологии Шарпи.
Испытания полимерных соединений по регламенту ГОСТа 4647-2015
Методики нормативного документа распространяются на преобладающее большинство пластмасс, которое представлено жесткими синтетическими материалами с высокой сопротивляемостью нагрузкам. В соответствии со структурными особенностями и химическим составом пластики подразделяются на 2 коренные группы: термопласты и реактопласты. Термопласты характеризуются склонностью к пластическим деформациям. У менее пластичных реактопластов выше твердость, им свойственна хрупкость. Кроме перечисленных видов регламент стандарта охватывает испытания слоистых армированных композитов и ячеистых пластиков.
Для проведения испытаний на устойчивость к резким ударам способом, разработанным Шарпи, в образцах с высокими параметрами пластичности формируют концентраторы напряжений. Хрупкие полимеры тестируют без концентрирующих напряжение выемок.
Форма концентраторов определяется приоритетными для исследований задачами:
Размеры и конфигурация концентраторов указаны в приложении А настоящего стандарта. Общие принципы формирования надрезов излагает ГОСТ 26277. Большинство пластмасс испытывают без концентраторов или с одним надрезом типа А при направлении резкого ударного усилия в ребро образца, выполненного в формате прямоугольной призмы.
Методика исследования ударной вязкости в соответствии с предложенным Шарпи способом заключается в измерении работы, потраченной на разрушение призматической пробы единственным ударом. Показатель прочности рассчитывают посредством деления потраченной энергии на единицу площади поперечного сечения исследуемого образца. Для экземпляров без концентрирующей выемки в расчетах используют полную площадь сечения, для проб с надрезами – под концентратором.
Тестирование проводят на маятниковом копре, штанга которого снабжена С-образным бойком. Образцы поочередно устанавливают на 2 опоры так, чтобы середина с концентратором или без него находилась в плоскости качения маятника. Затраченное усилие регистрирует либо прецизионный датчик, вмонтированный в ось машины, либо соединенная со штангой стрелка, которая перемещается вдоль полукруглой шкалы.
Оборудование и атрибуты для тестирования пластмасс на ударную вязкость
Для приемосдаточного контроля материалов и готовой продукции, изучения и сравнения характеристик пластмасс в научно-исследовательских организациях потребуются следующие технические средства:
- Маятниковый копер МИК. Лабораторная установка моделирует ударное воздействие, которое образцу передает зафиксированный на штанге груз. Сила удара маятника с грузом регулируется, величина зависит от характеристик материала. Показатели регистрирует механическая или электронная система. Защиту от осколков и прочих причин нанесения травм штату лаборатории обеспечивает кожух из ударопрочного материала. В качестве опции к аппарату поставляется защитное устройство, блокирующее работу машин при неплотно закрытых дверцах.
- Установка для формирования концентраторов. Лабораторная машина выбирает концентрирующие напряжения выемки в образцах с микронной точностью. Аппарат оснащен электронным модулем для настройки геометрических размеров надрезов. Использование станка значительно облегчает процедуру, ускоряет темпы подготовки образцов к определению ударной вязкости.
- Измерительные инструменты. Для изготовления призматических образцов, контроля геометрических параметров концентрирующих надрезов потребуется микрометр с точностью до 0,01 мм.
Выбрать лабораторные машины и сопутствующие приспособления для тестирования пластмасс на сопротивляемость единичным ударам помогут компетентные сотрудники компании «ГОСТ».