19.09.2011

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Instron: HDT und Vicat-Temperatur bis 500 °C messen

Das CEAST HDT Vicat 500 AlOxide® setzt n ach Angaben von Instron mit einem Prüftemperaturbereich von 50 °C bis zu 500 °C neue Maßstäbe bei der Bestimmung der VICAT Erweichungstemperatur (VST, ISO 306) und der Wärmeformbeständigkeit (HDT, ISO 75) von Kunststoffen. Bisher übliche Systeme verwenden zum Temperieren der Probekörper Silikonöle, die auf Grund ihres Flammpunktes meist nur bis rund 300 °C eingesetzt werden können, heißt es weiter. Bei dem neuen AlOxide® Prüfsystem erfolgt ein kontrollierter Wärmeeintrag in einem Wirbelbett. Dieses besteht aus 20 bis 60 µm großen Aluminiumoxidpartikeln mit hoher Wärmeleitfähigkeit, die von temperierter Luft durchströmt werden.

Auch für hochtemperaturbeständige Thermoplaste
So lassen sich den weiteren Angaben zufolge damit jetzt auch Messungen an hochtemperaturbeständigen Thermoplasten wie flüssigkristalline Kunststoffe (LCP), Polyetherimid (PEI) oder Polyetheretherketon (PEEK) mit hoher Präzision und Wiederholgenauigkeit durchführen. Ringversuche hätten auf internationaler Ebene die Qualität der Ergebnisse und die Praxistauglichkeit des neuen Verfahrens in der industriellen Qualitätssicherung ebenso wie in der Forschung und Entwicklung bewiesen. Die Aufnahme der Technologie in die einschlägigen Prüfnormen stehe bevor.

Anwender des CEAST AlOxide® Prüfsystems sollen von einer Vielzahl weiterer Vorteile profitieren. So steige das Sicherheitsniveau im Prüflabor, weil vollständig auf einen entflammbaren Wärmeträger verzichtet werde. Die Aluminiumoxidfüllung erfordere einen geringeren Zeitaufwand pro Zyklus als das sonst verwendete Ölbad, weil das Wirbelbett schneller abkühle. Zudem seien die Probekörper nach Versuchsende frei von öligen Rückständen. Eventuell an der Oberfläche anhaftende Partikel lassen sich einfach entfernen, verfahrensbedingte Verunreinigungen von Händen, Kleidung und Einrichtung des Prüflabors seien nahezu ausgeschlossen. Auch die mit dem Verdunsten von Öl verbundene Geruchsbelästigung trete nicht auf. Und weil die Aluminiumoxidpartikel nicht abbauen, würden auch die bei Öl erforderlichen Wechselintervalle entfallen und der damit verbundene Lager-, Zeit- und Kostenaufwand.

Das HDT Vicat 500 AlOxide® erlaubt die gleichzeitige Prüfung von drei Probekörpern in voneinander unabhängigen Stationen. Dabei können sowohl HDT- als auch Vicat-Prüfungen zeitgleich erfolgen. Die Prüfstationen werden mit Hilfe eines pneumatischen Systems automatisch abgesenkt und nach Versuchsende wieder angehoben. Ebenfalls pneumatisch gesteuert erfolgt das Auflegen und Entfernen der Prüfgewichte. Dabei bleibt die Schutzabdeckung geschlossen, bis die voreingestellte Höchsttemperatur unterschritten wird. Manuelle Eingriffe durch das Prüfpersonal sind nicht erforderlich. Das System kann als Stand-alone-Gerät betrieben werden, das von einem Mikroprozessor gesteuert und per Touchpad bedient wird. Möglich ist auch der direkte Anschluss an einen PC, auf dem die Software Instron® VisualTHERM die Prüfparameter verwaltet und bereitstellt, die Verfahrensabläufe steuert und die Messdaten speichert und auswertet. VisualTHERM liefert alle in den internationalen Normen für thermomechanische HDT- und Vicat-Prüfungen vorgeschriebenen Ergebnisse, sowohl in numerischer als auch in grafischer Form, heißt es abschließend.

Zum Hintergrund:
Die Vicat-Erweichungstemperatur (VST - Vicat Softening Temperature) ist die Temperatur, bei der ein definierter Stahlstift unter konstanter Kraft bei gleichmäßiger Steigerung der Temperatur 1 mm in die Oberfläche eines Kunststoff-Probekörpers eingedrungen ist. Man unterscheidet zwischen Verfahren A = 10 N Belastung, und Verfahren B = 50 N Belastung und Heizraten von 50 K/h bzw. 120 K/h.

Die Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT - Heat Deflection Temperature) ist die Temperatur, bei der eine an beiden Enden gelagerte Probe unter einer definierten, mittig aufgebrachten Kraft und gleichmäßiger Temperatursteigerung eine festgelegte Durchbiegung erreicht (Randfaserdehnung von 0,2 %). Man unterscheidet zwischen Verfahren HDT A: Biegespannung s = 1,8 N/mm² = konst., Verfahren HDT B: Biegespannung s = 0,45 N/mm² = konst., und Verfahren HDT C: Biegespannung s = 8,0 N/mm² = konst.