Испытания полиуретана
Полиуретан — это уникальный класс термоэластопластов, который за последние десятилетия завоевал исключительно широкое применение в самых разных отраслях промышленности. Благодаря своей универсальности — сочетанию прочности, эластичности, износостойкости и химической устойчивости — полиуретан стал незаменимым материалом в производстве, начиная от прочной подошвы для обуви и заканчивая сложными компонентами трубопроводов и машинных механизмов. Полиуретан обладает минимальной водопроницаемостью, высокими диэлектрическими качествами, прочностью и хорошей адгезионной способностью.
Поскольку изделия из полиуретана используются в условиях высоких нагрузок, истирания, давления и экстремальных температур, обеспечение их качества требует проведения комплексных лабораторных испытаний. Эти тесты позволяют убедиться, что характеристики образцов соответствуют нормативным требованиям и заявленным параметрам, а само изделие будет надежно служить в заданных эксплуатационных условиях.
Многообразие полиуретана и его применение
Полиуретаны выпускаются в огромном разнообразии видов, отличающихся по физико-механическим характеристикам, что обусловлено широкой сферой их применения. Этот легкий полимер применяется в строительстве и в широком ряду производственных сфер.
Полиуретан используется в изготовлении:
• Компонентов трубопроводов;
• Конвейерных лент и приводных ремней;
• Вкладышей для рулевой тяги;
• Уплотнителей, сопротивляющихся высокому давлению;
• Клапанов, стойких к воздействию масел;
• Деталей механизмов, подвергаемых истиранию.
Изделия из полиуретана, такие как шины, по долгосрочности службы могут превосходить аналоги из углеводородных каучуков в 6–7 раз. В обувной промышленности полиуретан популярен как сырье для изготовления искусственных кож и суперпрочной подошвы.
Чтобы убедиться в надежности и прочности изделий из полиуретана, характеристики образцов исследуются путем приложения к ним статических и динамических усилий. Оценивается их поведение при растяжении, сжатии, изгибании, истирании, перекручивании.
Ключевые испытания полиуретана
Базовые механические характеристики полиуретана, как и любого полимера, определяются в ходе статических испытаний, моделирующих различные виды нагрузок.
1. Сопротивление растяжению (Прочность и деформация)
Испытание на растяжение является одной из основных физико-механических характеристик, необходимой для выявления соответствия или отклонения показателей образца нормативным требованиям.
В ходе исследований на растяжение получают:
• Значение силы и величину деформации, являющуюся следствием растягивающего усилия;
• Модуль упругости;
• Пределы текучести и прочности при разрыве;
• Относительное удлинение.
Испытание на растяжение предполагает нагрузку образца вдоль его продольной оси. Этот метод позволяет определить, как материал реагирует на растягивающие воздействия и насколько упруго происходит деформация под воздействием напряжения.
2. Испытание на сжатие
Этот вид статического нагружения применяется для компонентов, которые подвергаются компрессии (давящим нагрузкам) в процессе эксплуатации.
Модуль упругости при сжатии определяется путем нагружения образца, установленного между плитами сжатия, и измерения соответствующих деформаций. Это важно для оценки прочности и качества полимерного изделия.
3. Испытание на изгиб
Испытание на изгиб направлено на определение модуля упругости при изгибе полиуретана. Образец подвергается нагружению, и измерения проводятся для выявления изменений формы и напряжения. Этот метод часто используется для элементов конструкций, подвергающихся механическим нагрузкам, характерным для многих элементов в процессе эксплуатации.
4. Дополнительные испытания
Поскольку полиуретаны имеют обширную сферу применения, помимо базовых тестов, проводятся и специальные исследования:
• Твердость. Тестируется сопротивляемость образца давящему усилию, что позволяет оценить износоустойчивость.
• Устойчивость к истиранию. Тест позволяет получить точные параметры абразивного износа, что критически важно для покрытий, шин, деталей механизмов.
• Стойкость к ударным нагрузкам (Ударная вязкость). Измеряется сила удара, при которой образец способен противостоять ударам без повреждений, и мощность ударного воздействия, при котором наступает разрушение.
Для классификации и маркировки полиуретановых изделий могут также изучаться теплопроводность, влагопоглощение, морозоустойчивость, а для электротехнической продукции — поверхностное и объемное сопротивление.
Нормативное регулирование: ГОСТы для полиуретана
Проведение механических испытаний полиуретанов, как и всех пластмасс, регламентируется государственными стандартами. Точное соблюдение ГОСТов необходимо для обеспечения точности и надежности показаний.
ГОСТ 14359-69«Пластмассы. Методы механических испытаний» |
Этот стандарт устанавливает общие требования к проведению всех основных механических испытаний пластмасс и полимерных изделий. Он регламентирует общие требования к оборудованию, образцам и методам. Соблюдение этого стандарта помогает оценить качество полиуретанов и их соответствие требованиям безопасности и долговечности.
|
ГОСТ 34370-2017«Пластмассы. Определение механических свойств при растяжении» |
Стандарт устанавливает общие принципы и методику определения механических свойств пластмасс при растяжении. Документ определяет проведение испытаний в заданных условиях для получения данных о напряжении, относительном удлинении, модуле упругости и других параметрах. Этот стандарт применяется во многих отраслях, включая автомобилестроение и электронику. |
ГОСТ 9550-81«Пластмассы. Методы определения модуля упругости при растяжении, сжатии и изгибе» |
Этот документ устанавливает, как определять модуль упругости (показатель жесткости и упругости материала) полиуретана и других пластмасс при различных статических нагрузках: растяжении, сжатии и изгибе. Регламентирует методы определения, например, путем нагружения образца, установленного между плитами сжатия, и измерения деформаций. Стандарт не распространяется на ячеистые пластмассы и пленки.
|
Оборудование для испытаний полиуретана
Для проведения комплекса статических испытаний полиуретана (растяжение, сжатие, изгиб, твердость) требуется высокоточное лабораторное оборудование, способное работать с полимерными материалами.Компания Эталон-Профит предлагает универсальные испытательные машины и системы температурного контроля, необходимые для оценки механических характеристик полиуретана.
Универсальные испытательные машины (УИМ)
Это основное оборудование для проведения практически всего спектра статических исследований полиуретана, включая разрыв, растяжение, сжатие, изгиб и кручение.УИМ обеспечивают контролируемое и плавное приложение нагрузки на образцы. В ассортименте Эталон-Профит представлены машины различных конфигураций: одноколонные, двухколонные и четырехколонные исполнения. Эти машины предназначены для исследования механических свойств твердых материалов, включая полимеры и композиционные материалы, на прочность при растяжении, сжатии, изгибе.Машины могут быть оснащены специализированными захватами и приспособлениями для надежного закрепления полимера.
Системы температурных испытаний (СТИ)
Поскольку характеристики полиуретана меняются под воздействием температуры, СТИ необходимы для моделирования условий эксплуатации.Эталон-Профит производит криотермостаты и высокотемпературные печи, которые интегрируются в универсальные машины.Для воссоздания высокотемпературных условий применяются электрические печи серий СТС и СТС-М, предназначенные для тестирования материалов в условиях приложения статических нагрузок. Для создания низких температур используются криотермостаты серий СКС (с охлаждением паров жидкого азота) и СКС-М (с фреоновой системой охлаждения).
Измерительное оборудование
Для точного измерения деформации полиуретана (который является эластомером) в процессе растяжения используются навесные и длинноходовые датчики перемещения (экстензометры).
Заключение
Испытания полиуретана — это многоэтапный процесс, который позволяет всесторонне изучить его физико-механические свойства. Использование высокоточного статического испытательного оборудования, произведенного, например, компанией Эталон-Профит, в сочетании со строгим соблюдением стандартов, таких как ГОСТ 14359-69, ГОСТ 34370-2017 и ГОСТ 9550-81, гарантирует надежность и долговечность полиуретановых изделий в самых ответственных областях применения.
Контакты Эталон-Профит 8 (4932) 57-43-34 , office@etalon-profit.ru
