POLITECHNIKA POZNAŃSKA LABORATORIUM ZAKŁAD TWORZYW SZTUCZNYCH |
Elżbieta Czarnywojtek |
|---|---|
| WBMiZ ZiIP ZP1 | |
| Rok studiów: drugi sem. IV Rok Akadem.2012/2013 | |
Ćw. Przeprowadzone w dn.: 26.03.2013r |
Sprawozdanie przyjęto dnia |
SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA NR 3 TEMAT: Badanie twardości plastomerów i elastomerów. |
CEL ĆWICZENIA.
Celem ćwiczenia jest poznanie metod określania twardości tworzyw sztucznych, które użytkowane są w różnych stanach fizycznych (poniżej lub powyżej temperatury zeszklenia Tg), a także wpływu struktury polimeru na badaną cechę. Cel ćwiczenia realizowany jest poprzez pomiary twardości próbek z elastomerów i plastomerów o odmiennej budowie strukturalnej.
PRZEBIEG ĆWICZENIA.
Pomiar twardości plastomerów: Badaną próbkę umieścić na stoliku twardościomierza, a następnie podkręcić stolik z próbką do góry, aż do momentu, gdy mała strzałka czujnika pokryje się z czerwonym znakiem na tarczy (trzy obroty dużej wskazówki czujnika). W ten sposób zostanie przyłożone obciążenie wstępne F0 = 9,81 N. Ustawić czujnik w położeniu zerowym, po czym przyłożyć obciążenie podstawowe F. Obciążenie podstawowe należy dobierać w zależności od wielkości zagłębienia kulki twardościomierza w badanej próbce. Zagłębienie kulki h po 30 sek. działania obciążenia podstawowego powinno mieścić się w zakresie 0,013¸0,036 cm. Odczytać wielkość zagłębienia kulki h przy pełnym obciąeniu próbki po 30s jego działania. Na podstawie tabeli (PN/C-89030/01) określić twardość HK w MPa dla danego zakresu pomiarowego.
Pomiar twardości elastomerów: Aparat Shore’a przycisnąć dłonią do próbki równolegle do badanej powierzchni. W trakcie pomiaru tępy pręcik wystający z podstawy przyrządu, wypychany odpowiednią sprężyną, wgniata się w tworzywo, aż do momentu ustalenia równowagi pomiędzy naciskiem sprężyny a oddziaływaniem tworzywa. Po osiągnięciu stanu równowagi odczytać na skali aparatu wartość twardości w stopniach Shore’a (oSh).
OPIS STANOWISKA.
Stanowisko do pomiaru twardości tworzyw składa się z:
Stół
Aparat Shore’a
Twardościomierz Shore’a
Próbki
Twardościomierz Brinella
Płytki wzorcowe
Tabela twardości HK
OPIS BADANYCH PRÓBEK.
METODA BRINELLA
| PRÓBKA 1 | PRÓBKA 2 | PRÓBKA 3 | PRÓBKA 4 | PRÓBKA 5 | PRÓBKA 6 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PA 6 szary | PA 6 zielony | PP przeźroczysty | PP czarny | PP brązowy | LDPE | |
| LEWY KONIEC | 58,82 HB | 54,3 HB | 50,42 HB | 37,15 HB | 37,15 HB | 11,92 HB |
| PRAWY KONIEC | 47,06HB | 41,52 HB | 44,12 HB | 26,64HB | 32,09 HB | 10,92 HB |
| RÓŻNICA POMIARÓW | 11,76 | 12,78 | 6,3 | 10,51 | 5,06 | 1 |
METODA SHORE’A
KALIBRACJA APARATU
| 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| RĘCZNY | 5 | 8 | 1 | 6 | -5 | 1 | -7 |
| ELEKTRONICZNY | 3,5 | 3,8 | -1,7 | 2,3 | -7,6 | -1,7 | -11,2 |
POMIAR TWARDOŚCI
| ` | PRÓBKA 1 | PRÓBKA 2 | PRÓBKA 3 | PRÓBKA 4 |
|---|---|---|---|---|
| APARAT RĘCZNY | 62,5 | 47,1 | 51,9 | 74 |
| APARAT ELEKTRONICZNY | 65 | 54 | 51 | 85 |
WNIOSKI.
Po przeprowadzeniu pomiaru twardości metodą Brinella możemy zauważyć, że wartości pomiaru na dwóch różnych końcach próbki znacząco się od siebie różnią. Jest to spowodowane metodą wytwarzania próbek, gdyż podczas wtrysku materiału do formy największą gęstość próbki uzyskamy na końcu próbki a nie przy miejscu wtrysku, przez co można stwierdzić że większa twardość próbki znajdzie się właśnie w tym miejscu, tj. na końcu próbki.
Po podsumowaniu wyników w metodzie Brinella jednogłośnie stwierdziliśmy iż próbka 6, czyli LDPE, jest materiałem o najniższej różnicy w wartościach twardości na dwóch końcach próbki. Oznacza to iż materiał ten posiada prawie tak samą gęstość na obydwu końcach próbki.
Po skalibrowaniu aparatów Shore’a zauważyliśmy odchyłki od wartości z płytek wzorcowych, przez co stwierdziliśmy iż aparaty są już dosyć wyeksploatowane i dlatego pomiary nie zgadzają się z wartościami wzorcowymi. Biorąc to pod uwagę stwierdziliśmy, że bardziej dokładnym aparatem pomiarowym jest ręczny aparat Shore’a gdyż jego odchyłki w danych wymiarach były znacznie mniejsze niż w aparacie elektronicznym.