Broniewski T., Kapko J., Płaczek W., Thomalla J. - Metody badań i ocena właściwości tworzyw sztucznych.pdf

(44866 KB) Pobierz
T. Broniewski
J.
Kapko
W.
Płaczek
J.
Thomalla
..
-.
to
d
dy
.badań
i ocena
właściwości
tworzyw
-
~Y badań
J
·k
29002
F.IV.S.Metod
'W
h
szrucznyc
.
WOSCI
~
Wydawnictwa Naukowo-Techniczne
SPIS
TREŚCI
Przedmowa
...................................................................................................................
11
l.
Wprowadzenie
................................................................................................
13
Jerzy
Kapko,
Janina
Thomalla
Literatura
.......................................................................................................... 17
2.
Rola
badań
tworzyw
sztucznych
przy certyfikacji
wyrobów......................
18
Ja11ina
Thomalla
Literatura
.............
............... ......... ......... .............................
...........
....................
2
1
3.
Badania podstawowych
właściwości
fizycznych i identyfikacja
tworzyw
sztucznych
.......................................................................................................
22
Tadeusz
Broniewski, Jerzy Kapko
3.1 .
3.1.1.
3.
1.2.
3.
1.3.
3.1.4.
3.
1.5.
3.2.
3.2.
1.
3.2.2.
3.2.3.
3.2.4.
3.3.
3.3.
1.
3.3.2.
3.3.3
.
3.4.
3.4.1
.
3.4.2.
3.4.3
.
3.5.
3.5.1.
3.5.2.
..............
.................
.........
...................................... ..
.............................
22
Pojęcia
podstawowe
...............................................
............. ......................
.......
22
Praktyczne
znaczenie
pomiaru
......................................................................... 23
Przygotowanie próbek
do
oznaczania
gęstości
tworzyw sztucznych
i
dobór
metody pomiarowej
..........
....................... ...............
.............................
26
Klimatyzacja
próbek ...............................
...
.............
.....
........
.......
......
...........
.....
30
Metody
oznaczania ........................................................................................... 30
Gęstość
pozorna...............................................................................................
.
39
Pojęcia
podstawowe ....................
................
....
.........................
..........
..............
39
Praktyczne
znaczenie pomiaru .........................................................................
39
Metody
oznaczania .........................
........................................................... .......
40
Szczelność
i
porowatość
...................................
......
...........
.......................... .....
4
1
Gęstość
pozorna
i
objętość
właściwa
tworzyw rozdrobnionych,
współczyn-
nik
sprasowania
tłoczyw
.................................................................................. 42
Pojęcia
podstawowe
............
............. ....... ....................
......
...............................
42
Praktyczne
znaczenie
pomiaru
..............
..
..
.......................................................
42
Metody
oznaczania
.................................................................
.......................... 43
Wilgotność
.............. .......................................................
............... ...........
.........
45
Pojęcia
podstawowe
...................
.................. .................... ....
............................ 45
Praktyczne znaczenie
pomiaru
...............................................
..........................
46
Metody
oznaczania i
dobór
warunków pomiaru
..........
.....................................
46
Chłonność
wody
(nasiąkliwość)
................... ........................
............................ 47
Poj
ęcia
podstawowe
..............................................
.......................................
....
47
Znaczenie
praktyczne
i
interpretacja pomiaru
.................................................. 47
Gęstość
6
3.6.
3.6.1.
3.6.2.
3.6.3.
3.6.4..
3.6.5.
Identyfikacja tworzyw
Sl.tuc:r.nych ................................................................... 51
Znaczenie praktyczne baclunl
u
...
.........
....... ....................................................... 51
Metody badania
........... .....................................................................................
52
Reakcje
specyficzne tworzyw sztucznych ........................................................
52
Oznaczanie
napełniaczy
...................
................................... .............................
56
Interpretacja wyników ............... .....
.... ....
..........................................................
57
Literatura ..........................................................................................................
57
.S/JI.v
tru.kl
7
4.
l
0.2.
Motody bada11
właśc
iwości
dynamicznych tworzyw
sztucznych
...................
11
9
4.
l
0.3. Ocena
wlaściwości
dynamicznych
................
...................... ........................... 119
Literatura .................................. ..
..
..........................
.....
............................. ......
122
s.
Badanie wybranych
podstawowych
właściwości
fizykochemicznych
polhnerów i tworzyw sztucznych
.................................................................
124
Jerzy Kapko
4.
4.1.
Badanie
podstawowych
właściwości
mechanicznych ..................................
59
Jerzy Kapko
Wpływ
struktury
polimerów na
podstawowe
właściwości
mechaniczne
tworzyw sztucznych .........................................................................................
59
4.2.
Badanie cech
wytrzymałościowych
podczas
rozciągania
.................................
61
4.2.1. Ogólna charakterystyka badania .......................................................................
61
4.2.2. Aparatura pom.iarowa
.......................................................................
................
65
4
.2.3.
Metody pomiarów
właściwości
mechanicznych
.........
....
.................................
69
4.2.4.
Interpretacja
wyników
......................................................................................
73
Badanie cech
wytrzymałościowych
podczas
ściskania
....................................
73
4.3.
4.3.1. Ogólna charakterystyka badania oraz
pojęcia
podstawowe
.............................. 73
4.3.2. Aparatura i
zakres
stosowania
badań
................................................................
75
4.3.3. Wykonywanie pom.iarów ..................................................................................
75
4.3.4.
Interpretacja wyników
......................................................................................
75
Badanie cech
wytrzymałościowych
podczas
zginania......................................
76
4.4.
4.4.1. Ogólna charakterystyka
badań
oraz
pojęcia
podstawowe ................................. 76
4.4.2. Zakres stosowania
badań
..................................................................................
77
4.4.3. Pomiar
wytrzymałości
na zginanie ................................................................... 79
4.4.4. Interpretacja wyników
......................................................................................
84
Udarność
...............................................................
............................................
84
4.5.
4.5.1.
Charakterystyka
badań
..................................................................................... 84
4.5.2. Wykorzystanie
badań udarności
....................................................................... 92
Badania
długotrwałe
-
pełzanie, wytrzymałość długotrwała
............................ 93
4.6.
4.6.1.
Pojęcia
podstawowe ......................................................................................... 93
4.6.2.
Ilościowe zależności charakteryzujące
przebieg
pełzania
................................
95
4.6.3. Wyznaczanie krzywej
pełzania
......................................................................... 96
Twardość
tworzyw
sztucznych
.........................................................................
99
4.7.
4.7.1. Zasady oznaczania
twardości
...........................................................................
99
4.7.2. Metody oznaczania
twardości
tworzyw
gumopodobnych
..............................
l
03
4
.7.3.
Ocena pomiarów
twardości
tworzyw
.............................................................
l
07
-
4.8.
Ścieralność
tworzyw
sztucznych
....................................................................
l
08
4.8.1.
Pojęcia
podstawowe ....................................................................................... 108
4.8.2. Metody
badań
.................................................................................................
l
09
4.8.3. Ocena pomiarów
ścieralności
...............
..........................................................
l
l
3
-
4:2,
Badanie
wytrzymałości
zmęczeniowej
...........................................................
l
l
4
4.9.1.
Pojęcia
podstawowe ....................................................................................... l
14
4.9.2. Oznaczanie
wytrzymałości
zmęczeniowej
przy wielokrotnym
zginaniu .......
l l
5
4
.10.
Badanie
właściwośc i
dynamicznych tworzyw
...............................................
l
l
7
4.10.1..
Pojęcia
podstawowe
..................................
............................ ......................... l 17
5.
1.
~..-Pomiary
lepkości
................................ ............................................................
124
S.
l.
l.
Pojęcia
podstawowe .......................................................................................
125
5.1 .2.
Przyrządy
.do
mierzenia
lepkości
................................................................... 125
5.1
.3.
Pomiary
konsystometryczne
.......................................................................... 131
5.
1.4.
Oznaczanie
mas
cząsteczkowych
...................................................................
132
5.2.
Optyczne
właściwości
tworzyw sztucznych .................................................. l
35
5.2.
1.
Pomiar
współczynnika
załamania światła
......................................................
135
5.2.2.
Oznaczanie
współczynnika
przepuszczania
światła
i stopnia zamglenia ....... l
37
5.2.3.
Wykorzystanie
badań właściwości
optycznych
tworzyw
sztucznych ............
138
5.3.
Badania
krystaliczności
polimerów ...............................................................
138
5.3.
1.
Określen
ie
charakteru
krystaliczności
poliamidu za
pomocą
mikroskopu
polaryzacyjnego
.....................
................................................ ........................
139
1.J.2.
Oznaczanie
zawartości
fazy krystalicznej za
pomocą
spektrometrii
w podczerwieni .......
................................. .......................................
:..............
139
~.3
.
3.
Oznaczanie
zawartości
fazy krystalicznej poliamidów na podstawie
sorpcj
i
wody
......
..
.........................
....
......... .......
..................................... ..........
...........
140
t.\
.4.
Oznuczanie
zawartości
fazy krystalicznej
na
podstawie
gęstości
..................
141
Runtgcnograliczna metoda oznaczania
stopnia
krystaliczności
..................... 142
M.
Budunia
nadcząsteczkowej
budowy polimerów i oznaczanie
ciężarów
u:t.ąstcczkowych
.....
......................................................................................... 142
l.ltcrntu
ru
.........................................
.......
........................................................
145
,,J.s.
~.
Uaul11nic
odporności
tworzyw sztucznych na
czynniki
chemiczne,
klhnntycznc
l
na
starzenie
........................................................................... 147
'/
iu/t•
u
.~~
IJ
I'IIIIii'W.I'ki
tl,
l
'
(t,
1.1.
(t
,
l
l
ludu
nlu
odpomości
chemicznej
..................................................................... 147
Wpr·ownd~cnio
..
....
.... ........... ..
.......
..
.................
...........................
...................
147
l'oJ
ęciu
podstnwowe
.............
........... ...............
.......................................
..
.......
148
lluduniu
trwulości
ochronnych
tworzyw
powłokowych
za
pomocą
oznacze-
niu Ich
s:~.czc
lno~ci
......
......
............. .................... .............................................
153
S
tułylityczno
ocuna
trwałości
tworzywa
na
podstawie
jego
destrukcji
.l.
(t
,
1..1.
łt
1,·1.
(t
1
.~.
(1,:.!.
(t
,)
łt)
l'
i.
rtJ
1
w
il'ukcrc
ekspozycj
i
korozyjnej .....................................................................
(
):tnucz.unic
odpornośc
i
korozyjnej
tworzyw
sztucznych ..
......
............. ..........
llmlunl
odporności
tworzyw
sztucznych
na
starzenie
..................................
1
1
UJ\•uln
podstnwowc
......................................................................................
.
łlndlull
stnr1.c
niu
w warunkach
naturalnyc h i
przyspieszonych
...............
..
...
lnlr r'pl'
tucju
wyników
..................
..
.......
......
.......................
..............
....... ......
.
l
55
157
158
158
l
59
1
60
1
411l'ł'ł1łlii'U,
.........
...
.
...............
....
,
..................... ,
...
....
..
,,,,,,., ,,,
,,,,,, ,,,, ,,,
,,,,,,,
,,
,
,,,
,,
l()
l
8
Spis
tre.ki
9
9.3.2.
9.3.3.
9.3.4.
9.3.5.
9
.3.6.
9.3.7.
9.3
.8.
9.3.9.
9
.3.
10.
9
.3.
11.
9.3.12.
9.3.
13.
9.4.
9.4.
1.
O;r.naczanie
grubości
fo lii
...........
............
...........
........................................
.....
2
15
Oznaczanie
wytrzymałości
na
rozdzieranie
............................................
.......
2
16
Oznaczanie
cech
wytrzymałościowych
przy
statycznym
rozciąganiu
...........
218
Oznaczanie
palności metodą
"na
obręczy"
.......................................... ..........
219
Oznaczanie wzajemnej
przyczepności
warstw folii
.....................................
..
220
Oznaczanie
zmian
wymiarów
liniowych folii i
płyt
z
tworzyw
termoplastycznych
........................
...................... ...........................................
221
Badanie
wytrzymałości
na uderzenia
za
pomocą
spadającego
grota
............. 22
1
Badanie
swobodnej
kurczliwości
liniowej folii
termokurczliwych
...............
222
Badania
odporności
folii na
obniżone
temperatury ........................................
222
Oznaczanie
połysku
..................................................................................
......
223
Ocena
przenikania
substancji
zapachowych
z opakowania
na produkt..
........ 223
Badanie
przepuszczalności
pary
wodnej ........................................................ 224
Metody
badań
wyrobów z
tworzyw
sztucznych
stosowanych
w
budownictwie .............................................................................................
227
Wiadomości
ogólne ..........................................................................
...... .......
227
Badanie
materiałów
podłogowych
z
tworzyw
sztucznych .............................
228
Badunie
tworzyw
warstwowych (laminatów) ................................................ 234
Wiadomości
ogólne ...........
..
....................
......................................................
234
Oznaczanie
cech
wytrzymałościowych
tworzyw warstwowych (laminatów)234
Oznaczanie
odporności
tworzyw warstwowych na rozwarstwienie
..............
235
Badania
laminatów
dekoracyjnych
.......... ......................................................
237
))udanie
podatności płyt
melaminowych na
grawerowanie
......
......................
24
1
Metody
badań
porowatych tworzyw sztucznych
..............
....
.........................
241
Określenia,
podział
i
właściwości
ogólne
......................................... ............. 241
Undunia
właściwości
fizycznych i
fizykochemicznych ............
.....................
242
Budonic
właściwości
mechanicznych
sztywnych
tworzyw porowatych
........
246
llndonie
właściwości
mechanicznych
elastycznych
tworzyw porowatych
....
250
J...ltcrnlura
... ....
..
..
.................
............................................................................
252
Sk••rowldz ......................................................................................................
255
7.
7.1.
7.2.
7.3.
7.4.
7.5.
7.6.
7.6.1.
7
.6.2.
7.6.3.
7.6.4.
Badanie
właściwości
cieplnych
i
Janina
Thomalla,
Jerzy
Kapko,
Pojęcia
palności
tworzyw
sztucznych
................
162
Wiesław
P/aczek
7.7.
7.8.
podstawowe .............................
..........................................................
162
Temperatura zeszklenia T
8
..........
....
..................
.
........
.
.. ...
....
.......
.......
......... ..
..
163
Temperatura
płynięcia
Tp
,
Te
..........................................................................
168
Badanie
wytrzymałości
cieplnej tworzyw sztucznych
metodąMartensa
.......
\68
Badanie
odporności
cieplnej tworzyw lennoplastycznych
metodą
Vicata
.....
l71
Badanie
zapalności
tworzyw
sztucznych
................................
.............
...........
174
Badania
zapalności metodą wskaźnika
tlenowego
......................................
...
174
Oznaczanie
temperatury
zapalenia
...........................................
.............
........
.
176
Badanie
zapalności
tworzyw
sztucznych w postaci beleczek
.........................
177
Badanie
odporności
tworzyw sztucznych
na
żarzenie
....................................
177
Tenniczna
analiza
różnicowa
i derywatografia
..............................................
179
Ocena zmian
właściwości
przy
długotrwałym
ogrzewaniu
............................
179
Literatura
.................................................................
..................... ..................
181
Badanie
właściwości
elektrycznycb .......•.•.•...............•.....•...•.•.•..........•.•......
182
Jerzy
Kapko
Pojęcia
8.
8.1.
8.2.
8.3.
8.4.
8.5.
8.6.
8.7.
8.8.
9.4.2.
9.5.
1
).5.1.
i
określenia
..........................
....................
..
.........................................
182
Rezystancja
........................................................
..................................
...........
182
Wytrzymałość
elektryczna .............................................................................
183
Odporność
na
łuk
elektryczny ........................................................................
184
Odporność
na
prądy
pełzające
...
.....................................................................
184
Przenikalność
elektryczna
.......................................................................
....... 185
Pomiar
elektrostatycznego
ładowania
się
tworzyw
sztucznych .....................
185
Wykorzystanie
badań
elektrycznych
.......................
.................................. .....
188
Literatura
.......................................................................................................
.
188
Specjalne metody badania niektórych pólproduktów
i
wyrobów goto-
wych
...............................................................................................................
189
Janina Thomalla
1)
,
~
.
2
.
9.
.SJ.
C)
,,S
.4.
1),~
·
'
·
1),(),
1),(1
,
1.
1),(1.2
.
1),(1, "
1),().4
.
9.
9.1.
9
.1
.1.
9.1.2.
9
.1.3.
9.1.4.
9.1
.5.
9.2.
9.2.1.
9 .2.2.
9.2.3.
9.2.4.
9.3.
9.3.
1.
Badania
właściwości
przetwórczych
........ ......................................................
189
Oznaczanie
plastyczności
prasowniczej
tłoczyw
termoutwardzalnych
metodą
Raschiga
......................
...................... ............................................................ .
193
Oznaczanie
wskaźnika
masowego
(MFR)
i
objętościowego
(MVR)
szybkości
płynięcia
tworzyw
termoplastycznych ...........................................................
194
Badania
wytrzymałości
termicznej ..
.............
..
.........
................. ...................... 197
Oznaczanie
zawartości
substancji
ulegających
ekstrakcji
..
...............
..
..
.........
197
Oznaczanie
skurczu
prasowniczego
(MS)
i wtórnego
(PS)
...................
.........
199
Badania
klejów syntetycznych
i
połączeń
klejowych
.....................................
201
Wiadomości
ogólne
...........................................................................
.............
201
Badania
właściwości
fizycznych
i
chemicznych klejów
................................
202
Badania
właściwości
mechanicznych
spoin
klejowych
..................................
204
Badanie
odporności
spoiny
klejowej na
warunki
zewnętrzne
........................
212
Specjalne
metody badania
folii
i
wykonanych
z
niej
wyrobów
...................... 214
Wiadomości
ogólne ..
...........
...........................................................................
2
14
PRZEDMOWA
Badaniami
tworzyw
sztucznych
zainteresowani
zarówno
producenci polime-
rów, kompozycji polimerowych, tworzyw
sztucznych,
jak
i przetwórcy,
a
często
także
odbiorcy
gotowych
wyrobów.
Wszystkim
zainteresowanym
tą tematyką
oddajemy zaktualizowane
drugie
wydanie
książki,
która
po raz
pierwszy
ukazała
się
1970
r.
i przez
wiele
lat
była
przewodnikiem po licznych
metodach
badań
tworzyw
sztucznych.
zaktualizowania,
braliśmy
pod
uwagę
szybki
rozwój
techno-
logii
tworzyw sztucznych,
zwłaszcza
na bazie polimerów
konstrukcyjnych,
oraz
sporządzanie
coraz
to
nowych kompozycji polimerowych,
mających
nowe
zastosowania.
Okazało
się, że
uwzględnienie
w
jednej
publikacji wszystkich
światowych
osiągnięć
metod badawczych
jest
zadaniem
trudnym,
dlatego
też
ograniczyliśmy się
do przedstawienia
znormalizowanych
metod
polskich. Uwa-
żamy
bowiem,
że
w zakresie
podstawowych potrzeb laboratoriów badawczych
oraz
badań
kontrolnych
one
zupełnie wystarczające.
Staraliśmy
się
wyjaśnić
Czytelnikowi
zasady
przeprowadzania pomiarów,
ilustruj
ąc
je licznymi
sche-
matami
urządzeń,
niekiedy
też
zdj ęci ami
gotowej aparatury.
Zbliżona
do
niniej-
szej
tematyka
uwzględniająca
wyłącznie
niemieckie normy DIN jest
opisana
przez
W.
Heliericha i
G.
Harscha
w
Werkstoff-Fi.ihrer,
Kunstoffe Eigenschaften,
Pri.ifungen, Carl Hanser
1986.
Pomimo
dokonania
znacznych skrótów
w
przeglądzie
metod
badań
tworzyw
sztucznych
jesteśmy
przekonani,
że książka
w tym wydaniu,
podobnie jak
poprzednim,
będzie pomocą
przy
badaniach
i
ocenie
właściwości
tworzyw
sztucznych
występujących
zarówno
w postaci
półproduktów,
jak i
wyrobów
gotowych.
Na
zakończeni e
pragniemy
podziękować
Polskiemu
Komitetowi Normalizacyj-
nemu
za
wyrażenie
zgody
na
skorzystanie z
niektórych
rysunków
z
Polskich
Norm.
Podejmując
się
jej
Autorzy
Czerwiec
1999
r.
l
Zgłoś jeśli naruszono regulamin