Plaster med goda mekaniska egenskaper

I applikationer där plaster måste stå emot belastningar spelar de mekaniska egenskaperna hos polymerer en särskilt viktig roll. Till de grundläggande mekaniska egenskaperna hör följande:
  • Styrka: mått på ett materials beständighet mot externa påfrestningar
  • Styvhet: mått på ett materials beständighet mot deformation
  • Hårdhet: mått på ett materials beständighet mot deformation under koncentrerad tryckbelastning
  • Seghet: mått på ett materials energiabsorptionsförmåga vid islag

Dessa egenskaper kan undersökas och jämföras mellan olika produkter med hjälp av standardiserade testmetoder. Plasters dragegenskaper, såsom draghållfasthet och styvhet, kan till exempel fastställas i enlighet med DIN EN ISO 527 genom att en belastning anbringas i ena riktningen under ett dragtest. De möjliga resultat och typiska värden som fastställs under ett sådant test, beroende på materialegenskaperna, sammanfattas i diagrammet nedan.

Ensinger testar de mekaniska egenskaperna hos alla halvfabrikat. Uppgifterna anges i våra tekniska produktdatablad. Med denna information kan användare direkt och på ett tillförlitligt sätt jämföra de fysiska egenskaperna hos olika tekniska material.

Tänk på att avvikande resultat kan förekomma vid jämförelse mellan Ensingers värden och värden från andra källor. Detta beror sannolikt på olika testmetoder, olika testhastigheter och olika provkroppar. Skillnaderna kan bero på det faktum att merparten av den tillgängliga litteraturen om termoplaster baseras på resultat från formsprutade delar, medan uppgifterna på Ensingers datablad härstammar från delar som bearbetats av extruderade prover. Kristallinitetsnivån och fiberriktningen skiljer sig åt mellan extruderade och formsprutade material, vilket leder till viktiga skillnader i värdena.

Styrka - drag- och böjhållfasthet (mekanisk beständighet)

Drag- och böjhållfasthet är två av de värden som används oftast för att jämföra plastmaterial. Bland annat följande produkter från Ensinger har hög draghållfasthet:

Genomatt tillsätta kol- eller glasfiber i extruderade material kan man i regel förbättra drag- och böjhållfastheten, men effekten är inte lika påtaglig som hos formsprutade delar.

Styvhet - elasticitetsmodul för drag och böjning

Styvheten hos ofyllda material uttrycks genom elasticitetsmodulen. Till de Ensinger-produkter med bäst styvhet hör TECASINT 4111 (PI), TECAPEEK (PEEK), TECAST (PA 6 C), TECAFORM AD (POM-H) och TECAPET (PET).

Maximal elasticitetsmodul uppnås hos material med kol- eller glasfiberförstärkning:

Tryckhållfasthet

Tryckhållfasthet [MPa]

Tryckhållfastheten ger en bra fingervisning om olika plastmaterials kortvariga belastningsförmåga. Tryckhållfastheten mäts genom att en ökande kraft anbringas på cylinder- eller kubformade provkroppar som hålls fast mellan två plattor. Samtidigt mäts både tryck och töjning. 
 
För termoplaster är tryckhållfastheten vid brott inte alltid ett relevant mått, eftersom provkropparna av många töjbara material deformeras utan ett tydligt brott. En alltför kraftig deformation under belastning hade därmed inte varit en bra indikering för framgångsrik användning i verkliga industritillämpningar. Av denna anledning anges tryckbelastningen i regel inte vid brott utan vid en definierad deformeringspunkt (normalt 1 %, 2 % eller 10 %). Det är väldigt viktigt att kontrollera testvillkoren innan man jämför tryckvärdena från olika källor!
 
Man bör även tänka på att tillsats av kol- eller glasfiberförstärkning i regel förbättrar tryckhållfastheten hos polymeren. På grund av de förbättrade krypegenskaperna är den makroskopiska effekten mer märkbar på lång sikt och inte vid kortvarig belastning.


Kompositfiberförstärkta produkter:

Seghet - slaghållfasthet

Styrka/spänning [MPa]
 
Slaghållfastheten hos termoplaster mäts antingen med hjälp av Charpy- eller Izod-islagstester. En liten rektangulär stav träffas av en pendel som rör sig med hög hastighet. Den energi som absorberas när provkroppen går sönder mäts – ju högre värde desto bättre slaghållfasthet. Om provkroppar som är tillverkande av plaster med hög slaghållfasthet inte går sönder så att testet inte ger något användbart värde, görs ett hack i provkroppen och testet upprepas under dessa svårare villkor.


Vanliga plaster med hög slaghållfasthet:
 

Hårdhet

Kultryckshårdhet [MPa]

Ythårdhet kan mätas på många olika sätt. En av de vanligaste metoderna som används för att testa termoplaster kallas ”kultryckshårdhet”. En metallkula av standardstorlek trycks in i materialet med en definierad kraft och under en definierad tid. Med hjälp av märket i materialet fastställs hårdheten. Ytterligare en vanlig metod för testning av hårdheten är hårdhetstestet Rockwell.

En metallkula av standardstorlek trycks in i materialet med en definierad kraft och under en definierad tid. Med hjälp av märket i materialet fastställs hårdheten. Ytterligare en vanlig metod för testning av hårdheten är hårdhetstestet Rockwell.
 
Glas- och kolfiberförstärkta produkter har bäst ythårdhet. Följande produkter har bäst resultat bland de ofyllda materialen: