Embed Size (px)
1
Ispitivanje proizvodaMehaničko ispitivanje nemetala
doc.dr. Samir Lemeš <[email protected]>
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 2/59
Mehaničko ispitivanje nemetala
Ispitivanje polimera Ispitivanje drveta Ispitivanje papira
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 3/59
Ispitivanje polimera
Šta je polimer?Gdje se koristi? Primjeri Kako se ispituju
polimeri?
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 4/59
Ispitivanje polimera
Polimer je tvar sastavljena od molekula visoke relativne molekularne mase čija se struktura sastoji od višestruko ponavljanih jedinica niske relativne molekularne mase (monomera).
Jedna molekula polimera naziva se makromolekula.
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 5/59
Ispitivanje polimera
Podjela polimera:TermosetoviTermoplastikaGume i elastomeri
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 6/59
Ispitivanje polimera
Termoplastika – topi se prilikom zagrijavanja i obrađuje se u tečnom stanju raznim metodama: ekstrudiranjem ili brizganjem.
Polietilen, Polivinil hlorid (PVC), Polipropilen, Polistiren.
2
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 7/59
Ispitivanje polimera Polietilen – kontejneri, električni
izolatori, boce proizvedene puhanjem(PET)
PVC – oluci, prozorski okviri, električne cijevi (tvrdi PVC) - koferi, obuća, podne obloge, crijeva za zalijevanje (plastificirani PVC)
Polistiren – dugmad i tipke za električne aparate, kućišta uređaja
Poliakril – odjeća i tekstil
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 8/59
Ispitivanje polimera
Termoset (smole, resin) Obuhvataju epoksi i fenolne
smole i poliuretan Za razliku od termoplastike, ne
mogu se otapati više puta i tako oblikovati
Termoplastika ima širu upotrebu od termoseta
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 9/59
Ispitivanje polimera
Fenol – električni uređaji, kleme, kućišta prekidača, konektori
Epoksi smole – zaštitne i dektrativne obloge, kompozitni materijali ojačani vlaknima
Amino smole (Urea i melamin) –adhezivi, čamci, podne obloge i dijelovi namještaja
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 10/59
Ispitivanje polimera Prirodna guma Sintetička (silikonska) guma je
elastomer Stiren-butadien guma – pneumatici za
automobile Neopren – izolacija na žicama i
kablovima, industrijska crijeva i trake, zaptivači u automobilskoj industriji
Silikonska guma - zaptivači
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 11/59
Ispitivanje polimera
Polimerni materijali se vezuju kovalentnim vezama između ugljika C i vodonika H, kao i sekundarnim vezama između lanaca molekula
primjer: Polietilen
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 12/59
Ispitivanje polimera
Kod linearnih polimera polimerni lanci su raspoređeni linearno
Mogu biti isprepleteni ili pravilno raspoređeni
3
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 13/59
Ispitivanje polimera
Linearni razgranati polimeri nastaju kad reakcije tokom polimerizacije formiraju grane koje smanjuju gustoću polimera
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 14/59
Ispitivanje polimera
Kod keramike ili metala javljaju se ponavljajući kristali takvi da svaki pojedini kristal sadrži sve atome od kojih se sastoji taj materijal
Kod polimera sastavne jedinice su monomeri
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 15/59
Ispitivanje polimera Stepen kristalizacije utiče na
mehaničke osobine svih polimera Što je više kristalne strukture,
materijal je krući, tvrđi, gušći i manje fleksibilan, otporniji na otapala i na toplotu
Stepen kristalizacije utiče i na optičke osobine; refkletovano svjetlo između kristalne i amorfne strukture smanjuje transparentnost
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 16/59
Ispitivanje polimera
Kristalizirani polimer ima dvije komponente: kristaliziranu i amorfnu
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 17/59
Ispitivanje polimera
Ispitivanje polimera na zatezanje
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 18/59
Ispitivanje polimera
Sa dijagrama se vidi da se zatezne osobine polietilena mijenjaju u zavisnosti od brzine naprezanja
Kod bržeg naprezanja nema vremena da dođe do hladnog puzanja (kad se lanci molekula reorganizuju paralelno pravcu naprezanja)
4
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 19/59
Ispitivanje polimera Proizvodnja proizvoda od
polimera podrazumijeva topljenje i tok polimera
Uobičajene tehnike:Brizganje (Injection Moulding)Ekstrudiranje (Extrusion)Puhanje (Blow Moulding)
Svi postupci podrazumijevaju tečenje i topljenje
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 20/59
Ispitivanje polimera
Kapilarna reometrija mjeri vidljivi viskozitet (otpor tečenju) na raznim brzinama smicanja i na raznim temperaturama
Rezultati se koriste za određivanje parametara obrade, kontrolu kvaliteta po lotovima, mjerenje degradacije i termalne stabilnosti
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 21/59
Ispitivanje polimera
Kapilarnareometrija
izlazni materijal
kalup za ekstrudiranje
klip površine A
grijači
otopljeni polimer
sila F
prečnikcilindra
d
brzinav
prečnik kapilaradc
dužina kapilaraLc
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 22/59
Ispitivanje polimera
MELT FLOW INDEXER je sličan kapilarnom reometru
Radi samo na fisknoj tački i ne dozvoljava ocjenu materijala pod normalnim uslovima ekstrudiranja ekstrudirani materijal
alat
klip
grijačiistopljeni polimer
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 23/59
Ispitivanje polimera Termalna analiza: Diferencijalna
skanirajuća kalorimetrija se koristi za utvrđivanje šta se dešava s polimerima pri zagrijavanju
Termalni prelazi su promjene koje se dešavaju u polimeru zagrijavanjem (npr. topljenje kristalizarnog polimera)
Posmatraju se: Temperatura termalnog prelaza Temperatura kristalizacije Temperatura topljenja
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 24/59
Ispitivanje polimera
5
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 25/59
Ispitivanje polimera
Temperatura staklenog prelaza
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 26/59
Ispitivanje polimera
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 27/59
Ispitivanje polimera Iznad temperature staklenog
prelaza polimeri postaju jako pokretni
Kad postignu određenu temperaturu, imat će dovoljno energije za uređenu strukturu (kristale)
U ovom području polimeri generišu toplotu
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 28/59
Ispitivanje polimera
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 29/59
Ispitivanje polimera Dinamička mehanička analiza određuje:
modul elastičnosti G' modul viskoziteta G'' koeficijent prigušenja (tan D)
kao funkcije temperature, frekvencije ili vremena
Obično se prikazuje grafička zavisnost G', G'' i tan D od temperature
DMA identifikuje prelazna područja plastike, kao što su stakleni prelaz i može se koristiti za kontrolu kvaliteta ili razvoj proizvoda
DMA ima bolju rezoluciju od DSC (Differential Scanning Calorimetry)
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 30/59
Ispitivanje polimera Dinamička mehanička analiza
Modul krutosti
Modulviskoziteta
Koeficijentprigušenja
6
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 31/59
Ispitivanje polimera Termogravimetrijska analiza (TGA) se
vrši na uzorcima da se odrede promjene mase sa promjenom temperature
TGA se koristi kod polimera da se odredi temperatura degradacije, apsorbovana vlaga, nivo organiskih i anorganskih komponenti u materijalu, tačke razgradnje eksploziva i ostaci otapala
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 32/59
Ispitivanje polimera
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 33/59
Ispitivanje polimera Visokobrzinski udarni test se koristi za
određivanje čvrstoće, krivulje sila/deformacija i ukupne apsorpcije energije udara
Kako dosta materijala (posebno termoplastika) ima manju udarnu čvrstoću na nižim temperaturama, potrebno je simulirati stvarne uslove eksploatacije
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 34/59
Ispitivanje polimera
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 35/59
Ispitivanje drveta
Mehanička ispitivanja Akustična ispitivanja Elektromagnetska ispitivanjaNuklearna
ispitivanja Ispitivanja
zaštitnog premaza
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 36/59
Ispitivanje drveta
Mehanička ispitivanja: statičko savijanjeotpor bušenjuotpor prodiranju
igle
7
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 37/59
Ispitivanje drveta
Ispitivanje savijanjem
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 38/59
Ispitivanje drveta
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 39/59
Ispitivanje drveta
Otpor prodiranju igle
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 40/59
Ispitivanje drveta
Akustične metode:Tajmer talasa naprezanja
(stress wave timer)UltrazvukAkustična emisijaVibracije (uzdužne, poprečne,
torzione)
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 41/59
Ispitivanje drveta
Tajmer talasa naprezanja (stress wave timer) mjeri brzinu propagacije zvuka kroz drvo
Otkriva unutrašnje defekteOdređuje integritet strukture
stabla
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 42/59
Ispitivanje drveta
8
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 43/59
Ispitivanje drveta
Akustična tomografija
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 44/59
Ispitivanje drveta
Akustična tomografija
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 45/59
Ispitivanje drveta
Ispitivanje MDF pločaultrazvukom
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 46/59
Ispitivanje drveta
Elektromagnetne metode:mjerenje
sadržaja vlage
mikrotalasna mjerenja
termografija
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 47/59
Ispitivanje drveta Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 48/59
Ispitivanje drveta
9
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 49/59
Ispitivanje drveta
Nuklearna ispitivanja:x-zrakegama-zrake
(CT)Magnetna
rezonanca
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 50/59
Ispitivanje drveta
Akustična ispitivanja: Ispitivanje živog drvećaOtkrivanje defekata Izbor drveta za izradu muzičkih
instrumenata
Akustične osobine drveta: brzina zvuka, akustična impedanca, prigušenje (logaritamski dekrement )
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 51/59
Ispitivanje drveta Logaritamski dekrement
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 52/59
Ispitivanje drveta Logaritamski dekrement
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 53/59
Ispitivanje drveta
Brzina zvuka kroz drvo sa defektima je manja
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 54/59
Ispitivanje drveta
Akustična tomografija
10
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 55/59
Ispitivanje drveta
Ispitivanje sile izvlačenja vijka iz drveta
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 56/59
Ispitivanje papira
Papir je složeni ortotropni, anizotropni i higroskopan materijal
Velike varijacijeosobina: potreban veći brojuzoraka
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 57/59
Ispitivanje papira Masa, sadržaj
vlage Debljina Zatezna čvrstoća Cijepanje Higroekspanzija Hrapavost Transparentnost Boja Upijanje vode
Papir "pamti" vlagu – svaka promjena vlažnosti ponovo mijenja osobine
Osobine u različitim pravcima su različite
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 58/59
Ispitivanje papira
Mjerenje debljine
Mjerenjezateznečvrstoćekidalicom
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaničko ispitivanje nemetala 59/59
Ispitivanje papira
Ispitivanje na pritisak(izvijanje)
Refleksijasvjetlosti
