بنود الاختبار الرئيسية للمنتجات البلاستيكية

على الرغم من تمتع البلاستيك بالعديد من الخصائص الجيدة، إلا أنه لا يمكن لكل نوع منه أن يمتلك جميع هذه الخصائص. لذا، يجب على مهندسي المواد والمصممين الصناعيين فهم خصائص أنواع البلاستيك المختلفة لتصميم منتجات بلاستيكية مثالية. ويمكن تقسيم خصائص البلاستيك إلى خصائص فيزيائية أساسية، وخصائص ميكانيكية، وخصائص حرارية، وخصائص كيميائية، وخصائص بصرية، وخصائص كهربائية، وغيرها. ويُقصد بالبلاستيك الهندسي البلاستيك الصناعي المستخدم في صناعة الأجزاء الصناعية أو مواد الأغلفة. وهو يتميز بقوة ومتانة عاليتين، ومقاومة للصدمات والحرارة، وصلابة، ومقاومة للشيخوخة. أما في الصناعة اليابانية، فيُعرف البلاستيك الهندسي بأنه "بلاستيك عالي الأداء يُستخدم في الأجزاء الهيكلية والميكانيكية، ويتحمل درجات حرارة أعلى من 100 درجة مئوية، ويُستخدم بشكل أساسي في الصناعة".

سندرج فيما يلي بعض الاستخدامات الشائعةأجهزة الاختبار:

1.مؤشر تدفق الذوبان(مؤسسة التمويل الأصغر):

يُستخدم هذا الجهاز لقياس معدل تدفق الانصهار (MFR) لمختلف أنواع البلاستيك والراتنجات في حالة التدفق اللزج. وهو مناسب للبلاستيك الهندسي مثل البولي كربونات، والبولي أريل سلفون، والبلاستيك الفلوري، والنايلون، وغيرها من المواد ذات درجة انصهار عالية. كما أنه مناسب لاختبار درجات انصهار منخفضة للبلاستيك مثل البولي إيثيلين (PE)، والبوليسترين (PS)، والبولي بروبيلين (PP)، وراتنج ABS، والبولي فورمالديهايد (POM)، وراتنج البولي كربونات (PC). يتوافق هذا الجهاز مع المعايير التالية: ISO 1133، ASTM D1238، GB/T3682
تعتمد طريقة الاختبار على إذابة جزيئات البلاستيك وتحويلها إلى سائل بلاستيكي خلال فترة زمنية محددة (10 دقائق)، تحت درجة حرارة وضغط معينين (تختلف المعايير باختلاف المواد)، ثم يتم قياس كمية السائل المتدفق عبر أنبوب قطره 2.095 مم. كلما زادت قيمة الوزن، دلّ ذلك على سيولة أفضل للمادة البلاستيكية، والعكس صحيح. يُعدّ معيار ASTM D 1238 المعيار الأكثر شيوعًا لهذا الاختبار. ويُستخدم جهاز قياس مؤشر الانصهار لهذا المعيار. وتتلخص آلية الاختبار في وضع مادة البوليمر (البلاستيك) المراد اختبارها في أخدود صغير، حيث يتم توصيل طرف الأخدود بأنبوب رفيع قطره 2.095 مم وطوله 8 مم. بعد التسخين إلى درجة حرارة معينة، يتم ضغط الطرف العلوي للمادة الخام لأسفل بواسطة مكبس، ويتم قياس وزن المادة الخام خلال 10 دقائق، وهو ما يُمثل مؤشر انسيابية البلاستيك. قد ترى أحيانًا الرمز MI25g/10min، والذي يعني أنه تم بثق 25 غرامًا من البلاستيك خلال 10 دقائق. تتراوح قيمة MI للبلاستيك الشائع الاستخدام بين 1 و25. كلما زادت قيمة MI، قلت لزوجة المادة الخام البلاستيكية وانخفض وزنها الجزيئي؛ والعكس صحيح، فكلما زادت قيمة MI، زادت لزوجة البلاستيك وارتفع وزنه الجزيئي.

2. جهاز اختبار الشد العالمي (UTM)

جهاز اختبار المواد العالمي (جهاز الشد): اختبار خصائص الشد والتمزق والانحناء وغيرها من الخصائص الميكانيكية للمواد البلاستيكية.

يمكن تقسيمها إلى الفئات التالية:

1)قوة الشدواستطالة:

قوة الشد، أو مقاومة الشد، هي مقدار القوة اللازمة لشد المواد البلاستيكية إلى حد معين، وعادةً ما تُقاس بوحدة القوة لكل وحدة مساحة، وتُمثل نسبة التمدد طول الشد. تتراوح سرعة الشد للعينة عادةً بين 5.0 و 6.5 مم/دقيقة. طريقة الاختبار التفصيلية وفقًا للمعيار ASTM D638.

2)قوة الانحناءوقوة الانحناء:

تُستخدم قوة الانحناء، المعروفة أيضًا بقوة الانثناء، بشكل أساسي لتحديد مقاومة البلاستيك للانحناء. ويمكن اختبارها وفقًا لطريقة ASTM D790، وغالبًا ما تُعبّر عنها بمقدار القوة لكل وحدة مساحة. تتميز أنواع البلاستيك العامة، مثل PVC وراتنج الميلامين وراتنج الإيبوكسي والبوليستر، بأفضل قوة انحناء. كما يُستخدم الألياف الزجاجية لتحسين مقاومة البلاستيك للطي. تشير مرونة الانحناء إلى إجهاد الانحناء الناتج لكل وحدة تشوه في النطاق المرن عند ثني العينة (طريقة اختبار مثل قوة الانحناء). وبشكل عام، كلما زادت مرونة الانحناء، زادت صلابة المادة البلاستيكية.

3)قوة الضغط:

تشير قوة الانضغاط إلى قدرة المواد البلاستيكية على تحمل قوة الضغط الخارجية. ويمكن تحديد قيمة الاختبار وفقًا لطريقة ASTM D695. وتتميز مواد البولي أسيتال والبوليستر والأكريليك وراتنجات الإحليل وراتنجات الميرامين بخصائص ممتازة في هذا الصدد.

3.جهاز اختبار الصدمات الكابولي/ Sآلة اختبار تأثير الشعاع المدعوم بشكل غير مباشر

يُستخدم لاختبار مقاومة الصدمات للمواد غير المعدنية مثل الألواح البلاستيكية الصلبة، والأنابيب، والمواد ذات الأشكال الخاصة، والنايلون المقوى، والبلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية، والسيراميك، والحجر المصبوب، ومواد العزل الكهربائي، وما إلى ذلك.
تماشياً مع المعيار الدولي ISO180-1992 "تحديد قوة تأثير الكابولي للمواد الصلبة البلاستيكية"؛ والمعيار الوطني GB/ T1843-1996 "طريقة اختبار تأثير الكابولي للبلاستيك الصلب"، ومعيار الصناعة الميكانيكية JB/ T8761-1998 "آلة اختبار تأثير الكابولي للبلاستيك".

4. الاختبارات البيئية: محاكاة مقاومة المواد للعوامل الجوية.

1) حاضنة درجة الحرارة الثابتة، وجهاز اختبار درجة الحرارة والرطوبة الثابتة، هي أجهزة كهربائية، وفضائية، وسيارات، وأجهزة منزلية، وطلاء، وصناعة كيميائية، وبحث علمي في مجالات مثل استقرار موثوقية معدات اختبار درجة الحرارة والرطوبة، وهي ضرورية لأجزاء الصناعة، والأجزاء الأولية، والمنتجات نصف المصنعة، والمنتجات الكهربائية والإلكترونية وغيرها من المنتجات والأجزاء والمواد لاختبار درجة الحرارة العالية، ودرجة الحرارة المنخفضة، والبرودة، والرطوبة، والحرارة، أو اختبار بيئة درجة الحرارة والرطوبة الثابتة.

2) صندوق اختبار التقادم الدقيق، صندوق اختبار التقادم بالأشعة فوق البنفسجية (ضوء فوق بنفسجي)، صندوق اختبار درجات الحرارة العالية والمنخفضة،

3) جهاز اختبار الصدمات الحرارية القابل للبرمجة

4) جهاز اختبار الصدمات الباردة والساخنة هو جهاز اختبار ضروري في مجالات الكهرباء والأجهزة الكهربائية والطيران والسيارات والأجهزة المنزلية والطلاءات والصناعات الكيميائية وصناعة الدفاع الوطني والصناعات العسكرية والبحث العلمي وغيرها. وهو مناسب لاختبار التغيرات الفيزيائية في أجزاء ومواد المنتجات الأخرى مثل الكهروضوئية وأشباه الموصلات والأجزاء المتعلقة بالإلكترونيات وقطع غيار السيارات والصناعات المتعلقة بالكمبيوتر لاختبار مقاومة المواد المتكررة لدرجات الحرارة العالية والمنخفضة والتغيرات الكيميائية أو التلف الفيزيائي للمنتجات أثناء التمدد الحراري والانكماش البارد.

5) غرفة اختبار متناوبة درجات الحرارة العالية والمنخفضة

6) غرفة اختبار مقاومة الظروف الجوية باستخدام مصباح زينون

7) جهاز اختبار HDT VICAT