1
Ispitivanje proizvodaMehaniko ispitivanje nemetala
doc.dr. Samir Leme
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 2/59
Mehaniko ispitivanje nemetala
Ispitivanje polimera Ispitivanje drveta Ispitivanje papira
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 3/59
Ispitivanje polimera
ta je polimer?Gdje se koristi? Primjeri Kako se ispituju
polimeri?
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 4/59
Ispitivanje polimera
Polimer je tvar sastavljena od molekula visoke relativne molekularne mase ija se struktura sastoji od viestruko ponavljanih jedinica niske relativne molekularne mase (monomera).
Jedna molekula polimera naziva se makromolekula.
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 5/59
Ispitivanje polimera
Podjela polimera:TermosetoviTermoplastikaGume i elastomeri
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 6/59
Ispitivanje polimera
Termoplastika topi se prilikom zagrijavanja i obrauje se u tenom stanju raznim metodama: ekstrudiranjem ili brizganjem.
Polietilen, Polivinil hlorid (PVC), Polipropilen, Polistiren.
2
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 7/59
Ispitivanje polimera Polietilen kontejneri, elektrini
izolatori, boce proizvedene puhanjem(PET)
PVC oluci, prozorski okviri, elektrine cijevi (tvrdi PVC) - koferi, obua, podne obloge, crijeva za zalijevanje (plastificirani PVC)
Polistiren dugmad i tipke za elektrine aparate, kuita ureaja
Poliakril odjea i tekstil
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 8/59
Ispitivanje polimera
Termoset (smole, resin) Obuhvataju epoksi i fenolne
smole i poliuretan Za razliku od termoplastike, ne
mogu se otapati vie puta i tako oblikovati
Termoplastika ima iru upotrebu od termoseta
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 9/59
Ispitivanje polimera
Fenol elektrini ureaji, kleme, kuita prekidaa, konektori
Epoksi smole zatitne i dektrativne obloge, kompozitni materijali ojaani vlaknima
Amino smole (Urea i melamin) adhezivi, amci, podne obloge i dijelovi namjetaja
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 10/59
Ispitivanje polimera Prirodna guma Sintetika (silikonska) guma je
elastomer Stiren-butadien guma pneumatici za
automobile Neopren izolacija na icama i
kablovima, industrijska crijeva i trake, zaptivai u automobilskoj industriji
Silikonska guma - zaptivai
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 11/59
Ispitivanje polimera
Polimerni materijali se vezuju kovalentnim vezama izmeu ugljika C i vodonika H, kao i sekundarnim vezama izmeu lanaca molekula
primjer: Polietilen
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 12/59
Ispitivanje polimera
Kod linearnih polimera polimerni lanci su rasporeeni linearno
Mogu biti isprepleteni ili pravilno rasporeeni
3
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 13/59
Ispitivanje polimera
Linearni razgranati polimeri nastaju kad reakcije tokom polimerizacije formiraju grane koje smanjuju gustou polimera
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 14/59
Ispitivanje polimera
Kod keramike ili metala javljaju se ponavljajui kristali takvi da svaki pojedini kristal sadri sve atome od kojih se sastoji taj materijal
Kod polimera sastavne jedinice su monomeri
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 15/59
Ispitivanje polimera Stepen kristalizacije utie na
mehanike osobine svih polimera to je vie kristalne strukture,
materijal je krui, tvri, gui i manje fleksibilan, otporniji na otapala i na toplotu
Stepen kristalizacije utie i na optike osobine; refkletovano svjetlo izmeu kristalne i amorfne strukture smanjuje transparentnost
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 16/59
Ispitivanje polimera
Kristalizirani polimer ima dvije komponente: kristaliziranu i amorfnu
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 17/59
Ispitivanje polimera
Ispitivanje polimera na zatezanje
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 18/59
Ispitivanje polimera
Sa dijagrama se vidi da se zatezne osobine polietilena mijenjaju u zavisnosti od brzine naprezanja
Kod breg naprezanja nema vremena da doe do hladnog puzanja (kad se lanci molekula reorganizuju paralelno pravcu naprezanja)
4
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 19/59
Ispitivanje polimera Proizvodnja proizvoda od
polimera podrazumijeva topljenje i tok polimera
Uobiajene tehnike:Brizganje (Injection Moulding)Ekstrudiranje (Extrusion)Puhanje (Blow Moulding)
Svi postupci podrazumijevaju teenje i topljenje
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 20/59
Ispitivanje polimera
Kapilarna reometrija mjeri vidljivi viskozitet (otpor teenju) na raznim brzinama smicanja i na raznim temperaturama
Rezultati se koriste za odreivanje parametara obrade, kontrolu kvaliteta po lotovima, mjerenje degradacije i termalne stabilnosti
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 21/59
Ispitivanje polimera
Kapilarnareometrija
izlazni materijal
kalup za ekstrudiranje
klip povrine A
grijai
otopljeni polimer
sila F
prenikcilindra
d
brzinav
prenik kapilaradc
duina kapilaraLc
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 22/59
Ispitivanje polimera
MELT FLOW INDEXER je slian kapilarnom reometru
Radi samo na fisknoj taki i ne dozvoljava ocjenu materijala pod normalnim uslovima ekstrudiranja ekstrudirani materijal
alat
klip
grijaiistopljeni polimer
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 23/59
Ispitivanje polimera Termalna analiza: Diferencijalna
skanirajua kalorimetrija se koristi za utvrivanje ta se deava s polimerima pri zagrijavanju
Termalni prelazi su promjene koje se deavaju u polimeru zagrijavanjem (npr. topljenje kristalizarnog polimera)
Posmatraju se: Temperatura termalnog prelaza Temperatura kristalizacije Temperatura topljenja
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 24/59
Ispitivanje polimera
5
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 25/59
Ispitivanje polimera
Temperatura staklenog prelaza
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 26/59
Ispitivanje polimera
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 27/59
Ispitivanje polimera Iznad temperature staklenog
prelaza polimeri postaju jako pokretni
Kad postignu odreenu temperaturu, imat e dovoljno energije za ureenu strukturu (kristale)
U ovom podruju polimeri generiu toplotu
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 28/59
Ispitivanje polimera
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 29/59
Ispitivanje polimera Dinamika mehanika analiza odreuje:
modul elastinosti G' modul viskoziteta G'' koeficijent priguenja (tan D)
kao funkcije temperature, frekvencije ili vremena
Obino se prikazuje grafika zavisnost G', G'' i tan D od temperature
DMA identifikuje prelazna podruja plastike, kao to su stakleni prelaz i moe se koristiti za kontrolu kvaliteta ili razvoj proizvoda
DMA ima bolju rezoluciju od DSC (Differential Scanning Calorimetry)
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 30/59
Ispitivanje polimera Dinamika mehanika analiza
Modul krutosti
Modulviskoziteta
Koeficijentpriguenja
6
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 31/59
Ispitivanje polimera Termogravimetrijska analiza (TGA) se
vri 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, take razgradnje eksploziva i ostaci otapala
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 32/59
Ispitivanje polimera
Ispitivanje Ispitivanje proizvodaproizvoda
Mehaniko ispitivanje nemetala 33/59
Ispitivanje polimera Visokobrzinski udarni test se koristi za
odreivanje vrstoe, krivulje sila/deformacija i ukupne apsorpcije energije udara
Kako dosta materijala (posebno termoplastika) ima manju udarnu vrstou na niim temperaturama, potrebno je simulirati stvarne uslove eksploatacije
Ispitivanje Ispit
