على الرغم من امتلاك البلاستيك للعديد من الخصائص الجيدة، إلا أنه لا يمكن لجميع أنواع البلاستيك أن تتمتع بجميع الخصائص الجيدة. يجب على مهندسي المواد والمصممين الصناعيين فهم خصائص أنواع البلاستيك المختلفة لتصميم منتجات بلاستيكية مثالية. يمكن تقسيم خصائص البلاستيك إلى خصائص فيزيائية أساسية، وخصائص ميكانيكية، وخصائص حرارية، وخصائص كيميائية، وخصائص بصرية، وخصائص كهربائية، وغيرها. يشير مصطلح "البلاستيك الهندسي" إلى البلاستيك الصناعي المستخدم كأجزاء صناعية أو مواد تغليف. يتميز هذا البلاستيك بقوة ممتازة، ومقاومة للصدمات، ومقاومة للحرارة، وصلابة، وخصائص مقاومة للشيخوخة. تُعرّفه الصناعة اليابانية بأنه "يمكن استخدامه كأجزاء هيكلية وميكانيكية من البلاستيك عالي الأداء، ومقاوم للحرارة فوق 100 درجة مئوية، ويُستخدم بشكل رئيسي في الصناعة".
سنقوم أدناه بإدراج بعض المصطلحات الشائعة الاستخدامأدوات الاختبار:
1.مؤشر تدفق الذوبان(مؤسسة التمويل الأصغر):
يُستخدم 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 البلاستيكية ذات درجة حرارة الانصهار العالية. كما أنه مناسب للبولي إيثيلين (PE)، والبوليسترين (PS)، والبولي بروبيلين (PP)، وراتنج ABS، والبولي فورمالدهيد (POM)، وراتنج البولي كربونات (PC)، وغيرها من المواد البلاستيكية ذات درجة حرارة الانصهار المنخفضة. يتوافق مع المعايير التالية: ISO 1133، ASTM D1238، GB/T3682.
طريقة الاختبار هي ترك جزيئات البلاستيك تذوب في سائل بلاستيكي في غضون فترة زمنية معينة (10 دقائق)، تحت درجة حرارة وضغط معينين (معايير مختلفة للمواد المختلفة)، ثم تتدفق عبر قطر 2.095 مم لعدد الجرامات (جم). كلما زادت القيمة، كانت سيولة معالجة المادة البلاستيكية أفضل، والعكس صحيح. معيار الاختبار الأكثر استخدامًا هو ASTM D 1238. أداة القياس لمعيار الاختبار هذا هي Melt Indexer. عملية التشغيل المحددة للاختبار هي: يتم وضع مادة البوليمر (البلاستيك) المراد اختبارها في أخدود صغير، ويتم توصيل نهاية الأخدود بأنبوب رفيع يبلغ قطره 2.095 مم وطول الأنبوب 8 مم. بعد التسخين إلى درجة حرارة معينة، يتم ضغط الطرف العلوي للمادة الخام لأسفل بواسطة وزن معين يطبقه المكبس، ويتم قياس وزن المادة الخام في غضون 10 دقائق، وهو مؤشر تدفق البلاستيك. قد ترى أحيانًا MI25g/10min، مما يعني أنه تم بثق 25 غرامًا من البلاستيك في 10 دقائق. تتراوح قيمة MI للبلاستيك المستخدم عادةً بين 1 و25. كلما زاد MI، انخفضت لزوجة المادة الخام البلاستيكية ووزنها الجزيئي؛ وإلا، زادت لزوجة البلاستيك ووزنه الجزيئي.
2. جهاز اختبار الشد الشامل (UTM)
آلة اختبار المواد العالمية (آلة الشد): اختبار الشد والتمزق والانحناء وغيرها من الخصائص الميكانيكية للمواد البلاستيكية.
ويمكن تقسيمها إلى الفئات التالية:
1)قوة الشد&استطالة:
قوة الشد، والمعروفة أيضًا باسم قوة الشد، تشير إلى مقدار القوة اللازمة لشد المواد البلاستيكية إلى حد معين، وعادةً ما تُقاس بالقوة لكل وحدة مساحة، وتُمثل نسبة طول الشد الاستطالة. قوة الشد: تتراوح سرعة شد العينة عادةً بين 5.0 و6.5 مم/دقيقة. طريقة الاختبار المفصلة وفقًا لمعيار ASTM D638.
2)قوة الانحناء&قوة الانحناء:
تُستخدم قوة الانحناء، المعروفة أيضًا بقوة الانثناء، بشكل أساسي لتحديد مقاومة الانثناء للبلاستيك. يمكن اختبارها وفقًا لطريقة ASTMD790، وغالبًا ما تُعبّر عنها من حيث مقدار القوة لكل وحدة مساحة. تُعد قوة الانحناء في البلاستيك العام، مقارنةً بـ PVC، وراتنج الميلامين، وراتنج الإيبوكسي، والبوليستر، الأفضل. كما تُستخدم الألياف الزجاجية لتحسين مقاومة طي البلاستيك. تشير مرونة الانحناء إلى إجهاد الانحناء الناتج لكل وحدة مقدار من التشوه في النطاق المرن عند ثني العينة (مثل قوة الانحناء). بشكل عام، كلما زادت مرونة الانحناء، زادت صلابة المادة البلاستيكية.
3)قوة الضغط:
تشير قوة الضغط إلى قدرة البلاستيك على تحمل قوة الضغط الخارجية. يمكن تحديد قيمة الاختبار وفقًا لطريقة ASTMD695. تتميز راتنجات البولي أسيتال، والبوليستر، والأكريليك، وراتنجات مجرى البول، والميرامين بخصائص مميزة في هذا الصدد.
3.آلة اختبار تأثير الكابولي/ Sآلة اختبار تأثير الشعاع المدعوم
يستخدم لاختبار قوة تحمل المواد غير المعدنية مثل صفائح البلاستيك الصلبة والأنابيب والمواد ذات الشكل الخاص والنايلون المقوى والبلاستيك المقوى بألياف الزجاج والسيراميك ومواد العزل الكهربائي المصنوعة من الحجر المصبوب وما إلى ذلك.
وفقًا للمعيار الدولي ISO180-1992 "تحديد قوة تأثير الكابولي البلاستيكي - المواد الصلبة"؛ والمعيار الوطني GB/ T1843-1996 "طريقة اختبار تأثير الكابولي البلاستيكي الصلب"، والمعيار الصناعي الميكانيكي JB/ T8761-1998 "آلة اختبار تأثير الكابولي البلاستيكي".
4. الاختبارات البيئية: محاكاة مقاومة المواد للعوامل الجوية.
1) حاضنة درجة الحرارة الثابتة، آلة اختبار درجة الحرارة الثابتة والرطوبة هي الأجهزة الكهربائية، والفضاء، والسيارات، والأجهزة المنزلية، والدهانات، والصناعة الكيميائية، والبحث العلمي في مجالات مثل استقرار موثوقية معدات اختبار درجة الحرارة والرطوبة، اللازمة لأجزاء الصناعة، والأجزاء الأولية، والمنتجات شبه المصنعة، والكهربائية، والإلكترونية وغيرها من المنتجات، والأجزاء والمواد لدرجة الحرارة العالية، ودرجة الحرارة المنخفضة، والبرودة، والرطوبة والساخنة أو اختبار ثابت لدرجة الحرارة وبيئة الرطوبة.
2) صندوق اختبار الشيخوخة الدقيق، صندوق اختبار الشيخوخة بالأشعة فوق البنفسجية (الضوء فوق البنفسجي)، صندوق اختبار درجات الحرارة العالية والمنخفضة،
3) جهاز اختبار الصدمة الحرارية القابل للبرمجة
4) آلة اختبار التأثير البارد والساخن هي الأجهزة الكهربائية والكهربائية، والطيران، والسيارات، والأجهزة المنزلية، والطلاء، والصناعة الكيميائية، وصناعة الدفاع الوطني، والصناعة العسكرية، والبحث العلمي وغيرها من المجالات معدات الاختبار اللازمة، وهي مناسبة للتغيرات الفيزيائية للأجزاء والمواد من المنتجات الأخرى مثل الصناعات الكهروضوئية، وأشباه الموصلات، والأجزاء المتعلقة بالإلكترونيات، وأجزاء السيارات والصناعات المتعلقة بالكمبيوتر لاختبار مقاومة المواد المتكررة لدرجات الحرارة العالية والمنخفضة والتغيرات الكيميائية أو الضرر الفيزيائي للمنتجات أثناء التمدد الحراري والانكماش البارد.
5) غرفة اختبار متناوبة بدرجات حرارة عالية ومنخفضة
6) غرفة اختبار مقاومة الطقس لمصباح زينون
7) جهاز اختبار HDT VICAT
وقت النشر: ١٠ يونيو ٢٠٢١