Politechnika Lubelska Katedra Procesów Polimerowych Laboratorium: Tworzywa Polimerowe
Temat ćwiczenia: Udarność. Metoda Charpy
Nazwisko i imię Borowiec Tomasz Chabora Marcin Buliński Michał Caboń Robert

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest pomiar udarności tworzyw polimerowych do wtryskiwania metodą Charpy.

2. Charakterystyka tworzywa badanego

Tarnamid T-27 jest to poliamid 6 zawierający 30% ciętego włókna szklanego i standardową stabilizację termiczną. Przeznaczony jest do wytwarzania metodą wtrysku wyrobów o wysokich wymaganiach wytrzymałościowych stosowanych w motoryzacji, elektrotechnice i innych gałęziach przemysłu.

Tarnoform 500 to standardowa odmiana poliacetalu bardzo łatwo płynąca o niskiej lepkości, wykazuje małą tendencję do wytwarzania osadu na powierzchniach formujących podczas przetwórstwa. Przeznaczona jest do wtrysku cienkościennych skomplikowanych elementów.

3. Sposób przygotowania i wymiary próbek

Tworzywo badane zostało ukształtowana w prostopadłościenne bloczki metodą wtrysku według poniższych parametrów (próbki są jednolite, bez porów i karbu) :

Tarnamid T-27:

Temperatura stopu : 260-280 °C

Szybkość wtrysku: średnia

Ciśnienie wtrysku: 80-110 MPa

Temperatura formy: 80-100 °C

Tarnoform 500

Temperatura stopu: 170-230 °C

Szybkość wtrysku: wolna - średnia

Ciśnienie wtrysku: 60-120 MPa

Temperatura formy: 60-120 °C

Numer próbki	Szerokość [mm]	Grubość [mm]
1	9.93	4.05
2	9.90	4.05
3	9.92	4.01

Tabela nr 1. Wymiary próbek dla materiału Tarnamid T-27

Numer próbki	Szerokość [mm]	Grubość [mm]
1	9.95	3.93
2	9.93	4.06
3	9.92	4.01

Tabela nr 2. Wymiary próbek dla materiału Tarnoform 500

4. Warunki pomiarów oraz przebieg ćwiczenia

Temperatura otoczenia przy pomiarach wynosiła 21 °C. Próbki przechowywane były w zaciemnionym miejscu, w urządzeniu pomiarowym umieszczane były bez kontaktu z dłońmi przeprowadzających badania.

Do badania został użyty młot Charpy firmy COMETECH TESTING MACHINES CO. z elektronicznym miernikiem przekazującym sygnały do komputera. Młot zamknięty jest w częściowo szklanej obudowie.

Próbki zostały zmierzone suwmiarką z cyfrowym wyświetlaczem, zostały ponumerowane po czym każda z nich osobno umieszczona w podporach.

Wahadło połączone jest z cyfrowym miernikiem a program komputerowy interpretuje sygnały i przekształca je na wyniki wyświetlane na ekranie komputera.

Po zwolnieniu blokady wahadło uderza w próbkę łamiąc ją.

Badane są po 3 próbki każdego materiału.

5. Wyniki ćwiczenia

Wyniki pomiarów i obliczeń wielkości charakteryzujących

badania udarności metodą Charpy

L.p.	Rodzaj tworzywa	b mm	t mm	An kJ	An kJ/m^2	An śr
1	Tarnoform 500	9.93	3.93	0,00322	80.14	82.15
2		9.90	4.06	0,00344	85.90
3		9.92	4.01	0,003199	80.42

Tabela nr 3: Wyniki udarności próbek materiału Tarnamid T-27

L.p.	Rodzaj tworzywa	b mm	t mm	An kJ	An kJ/m^2	An śr
1	Tarnamid T-27 (poliamid 6)	9.95	4.05	0,00317	81.13	80.74
2		9.93	4.05	0,00330	82.40
3		9.92	4.01	0,00317	78.69

Tabela nr 4: Wyniki udarności próbek materiału Tarnoform 500

Dla materiału:

Tarnamid T-27 odchylenie standardowe wynosi 3,24 kJ/m²

Tarnoform 500 odchylenie standardowe wynosi 2,66 kJ/m²

Odchylenie standardowe liczone jest ze wzoru $S = \sqrt{\frac{\sum_{}^{}{(x - \overset{\overline{}}{x)}}^{2}}{n - 1}}$

gdzie:

x - wynik poszczególnego pomiaru (An [kJ/m²])

$\overset{\overline{}}{x}$ - średnia arytmetyczna wyników ([kJ/m²])

n - liczba pomiarów

6. Wnioski

Badane próbki materiałów Tarnamid T-27 i Tarnoform 500 mają bardzo zbliżoną udarność pomimo, że przeznaczone są do różnych zastosowań. Do zastosowań gdzie wymagana jest jak najwyższa udarność porównując oba materiały, Tarnoform 500 jest tym który lepiej nadaje się do tego celu. Można wytworzyć go mniejszym nakładem energii (niższa temperatura stopu, wolniejsze wtryskiwanie).