אפיון תכונות של אלסטומרים תרמופלסטים (TPE)

מד מתקדם של חברת Brabender Messtechnik מאפשר ביצוע מהיר של בדיקות הרפיית מאמצים איזותרמיות ואנאיזותרמיות (TSSR)

תמונה 1 :מד בדיקה TSSR ,לבדיקת הרפיית מאמצים ב-TPE

מד הבדיקה TSSR (Temperature Scanning Stress Relaxation) של חברת Brabender Messtechnik הגרמנית, מאפיין בצורה מהירה, הדירה וחסכונית תכונות מכאניות ותרמיות של TPE (תמונה 1). חומרים אלו משלבים תכונות מכאניות ותרמיות של גומי עם ייצוריות נוחה כשל חומרים תרמופסלטים ויתרונם הגדול הוא בהיותם ניתנים למיחזור. חומרים מיוחדים אלו הופכים מבוקשים יותר בשנים האחרונות, במיוחד בתעשיית הרכב. מד הבדיקה חיוני עבור פיתוח חומרי TPE ובקרת איכות בתהליכי הייצור.

חברת Brabender Messtechnik הגרמנית היא מן המובילות בעולם במערכות וציוד מדידה ובקרה. ניתן למצוא את מוצרי החברה בתעשיות רבות ברחבי העולם, כדוגמת תעשיית הפלסטיק, התרופות והכימיקלים.

יתרונות המכשיר

למכשיר מספר יתרונות בולטים:

· ירידה ניכרת בזמן הבדיקה (4 שעות בלבד אל מול 72 שעות Compression Set).

· הדירות טובה.

· קביעה מהירה של צפיפות הצילוב.

· יכולת לאפיין מבנה, ותכונות מכאניות ותרמיות של TPE.

אופן ביצוע הבדיקה

רצף הבדיקה מתבצע בשני שלבים:

1. הנחת הדגם בתא הבדיקה החשמלי (תמונה 2). המאמץ ההתחלתי מופעל על הדגם (למשל 50%) ומופסק (תמונה 3). לאחר זמן הנקבע מראש (למשל 2h) בטמפרטורה קבועה (למשל 23⁰C) מרבית הליך ההרפיה הקצר טווח מתרחש.

תמונה 2 תא בדיקה של מכשיר ה -Meter-TSSR.

תמונה 3 :מאמץ ראשוני מופעל על הדגם בטמפרטורה 23 צלזיוס.

2. השלב השני הוא אנאיזותרמי, בו הדגם מחומם בקצב קבוע הניתן לבחירה (קצב 2K/min) עד לטמפ' הנקבעת מראש (תמונה 4). טמפרטורת המדידה המקסימלית עומדת על 300⁰C.

תמונה 4 :סריקת טמפרטורה בשלב האנאיזותרמי של בדיקת ה -TSSR

המכשיר מתעד את מאמץ המתיחה בשני השלבים כבסיס להערכה. התוכנה מחשבת את טמפרטורת השימוש המקסימלית, ואת ספקטרום ההרפיה של החומר הנבדק.

אינדקס ה-TSSR: מדד להתנהגות דמוית גומי

במהלך ההרפיה האנאיזותרמית במאמץ, שטח העקומה תחת הכוח המנורמל (F/F0) נקבע ביחס לטמפרטורה, ומוגדר ביחס לשטח של אלסטומר אידיאלי (תמונה 5). יחס זה נקרא אינדקס TSSR והוא מהווה מדד יחסי להתנהגות דמוית הגומי (relaxation behavior) של האלסטומר.

תמונה 5 :אינדקס TSSR – מדד להתנהגות דמוית גומי.

פרמטרים נוספים שניתן לקבל מהבדיקה הם הערכים בגבולות טמפרטורה במהלך הרלקסציה. T90, T50, T10 מייצגים הטמפרטורה שבה הכוח פוחת בשיעור %X ביחס לכוח ההתחלתי.

מציאת צפיפות הצילוב ובחינת השפעת ריכוז גורם מצלב

את צפיפות הצילוב ניתן לקבל גם כן מניתוח גרף המדידה. שיפוע הגרף בנקודת ההתחלה מושפע ריכוז הגורם המצלב (פראוקסיד) ומהווה לה אינדיקציה.

לסיכום

מכשיר ה-TSSR מהווה מדד טוב להתנהגות המכנית והתרמית של הפולימר. הוא יכול להוות גם תחליף מהיר לבדיקות ה- Compression Set ע"י ביצוע קורלציה לינארית לתוצאות המתקבלות. למכשיר שימוש בעיקר במקרים בהם יש שילוב של פיגמנטים שחורים המשפיעים על תכונות האלסטומר. מאגר נתונים עבוד TPE נפוצים ומסחריים שמורים במערכת וניתן להשוות את תוצאות הבדיקות של תערובות שונות אליהם.

למידע נוסף:

אוגדן עמנואל, צחי אוגדן, 054-300-0666, [email protected]