Plastik Malzemeler için Test Cihazları ve Uluslararası Standartlar
Plastik sektöründe kaliteyi belirleyen en önemli faktörlerden biri, hammaddelerin ve mamul ürünlerin mekanik ve fiziksel özellikleridir. Bu özelliklerin ölçülebilmesi için özel test cihazlarına ve doğru test standartlarına ihtiyaç duyulur.
Kullanılan Başlıca Test Türleri:
Çekme Testi: ISO 527, ASTM D638
Plastik numuneye çekme kuvveti uygulanarak elastiklik modülü, akma dayanımı ve kopma uzaması ölçülür.
Basma Testi: ASTM D695
Plastik malzemenin sıkıştırma kuvveti altındaki davranışı ölçülür.
Erime Akışkanlık İndeksi (MFI/MFR): ISO 1133, ASTM D1238
Plastik granüllerin belirli sıcaklık ve basınç altında akış hızı ölçülür. Üretim süreci kararlılığı açısından kritiktir.
İzod Darbe Testi: ISO 180, ASTM D256
Numuneye ani bir darbe uygulanarak dayanıklılığı belirlenir.
Sürtünme Testi (COF): ASTM D1894
Plastik filmlerin yüzey sürtünme özellikleri ölçülür.
Hangi Endüstrilerde Kullanılır?
Plastik Enjeksiyon ve Ekstrüzyon Üreticileri
Ambalaj ve Film Üreticileri
Otomotiv ve Beyaz Eşya Sektörü
Medikal Ürün İmalatçıları
Polimer Ar-Ge Merkezleri
Uygun Test Cihazları:
Çekme ve Basma Test Cihazı
Modüler yapısı ile farklı test kafaları kullanılabilir.
Erime Akışkanlık Cihazı (MFI)
Dijital kontrol ve otomatik kesme sistemleri ile.
Darbe Test Cihazı
İzod veya Charpy tipi, ISO/ASTM uyumlu seçenekler.
ASTM D695 standardı
Standard Test Method for Compressive Properties of Rigid Plastics (Sert Plastiklerin Basınç Özellikleri için Standart Test Yöntemi)
Ne Amaçla Kullanılır?
ASTM D695 standardı ile aşağıdaki mekanik özellikler ölçülür:
Compressive Strength (Basma Mukavemeti)
Compressive Modulus (Elastik Modül)
Compressive Strain (Basma Gerinimi)
Deformasyon davranışı (akma, kırılma vb.)
Hangi Malzemelere Uygulanır?
Sert termoplastikler (örneğin: ABS, Polikarbonat, PVC)
Termoset reçineler (örneğin: epoksi, fenolik)
Dolgu katkılı plastikler
Testin uygulama şekli
Numune Şekli:
Genellikle silindirik (Ø 12.7 mm × 25.4 mm) ya da prizmatik (12.7 mm × 12.7 mm × 25.4 mm) boyutlarda numuneler kullanılır.
Test Cihazı:
Üniversal bir test cihazı (çekme-basma cihazı) kullanılır. Cihaz, sabit bir hızla numuneyi sıkıştırır.
Uygulama Hızı:
Genellikle 1.3 mm/dk (0.05 inç/dk) gibi sabit bir hızda yük uygulanır.
Veri Kaydı:
Yük ve deformasyon sürekli kaydedilir. Bu verilerle gerilim-gerinim eğrisi çizilir.
Ölçülen Temel Değerler
Özellik | Açıklama |
---|---|
Compressive Strength | Numunenin kırılmadan taşıyabileceği maksimum yük |
Modulus of Elasticity | Malzemenin elastik bölgedeki rijitliği |
Yield Point | Kalıcı deformasyonun başladığı nokta (varsa) |
Neden Önemlidir?
Ürünün darbe, yük taşıma ve sabit gerilim altında davranışını öngörmeye yardımcı olur.
Otomotiv, inşaat, beyaz eşya, paketleme gibi sektörlerde ürün tasarımı ve malzeme seçiminde kritik rol oynar.
ASTM D638 standardı
Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics(Plastiklerin Çekme Özelliklerinin Standard Test Metodu)
Bu standart, plastiklerin:
Çekme dayanımı (tensile strength),
Uzama (elongation),
Elastik modül (modulus of elasticity),
Kopma noktası (break point)
gibi mekanik özelliklerini ölçmek için kullanılır.
Testin Uygulama Şekli
1. Numune Şekli – Test Specimen
Papyon (dogbone) şeklinde numuneler kullanılır.
Tip I, II, III, IV ve V olmak üzere farklı boyutlarda 5 tipi vardır.
En yaygın olanı Tip I’dir.
Numune boyutları ve ölçü toleransları standartta belirtilmiştir.
2. Test Cihazı
Malzeme test cihazı (çekme testi cihazı)
Genellikle sabit çaplı bir hızla çekme uygulanır (örneğin 5 mm/dk).
Test sırasında kuvvet ve uzama ölçülerek çekme eğrisi elde edilir.
3. Çevresel Şartlar
Test sıcaklığı ve bağıl nem önemli olabilir.
ASTM D638 genellikle 23 ± 2 °C ve %50 ± 5 bağıl nem koşullarında yapılır.
Ölçülen Temel Özellikler
Özellik | Açıklama |
---|---|
Çekme Dayanımı | Numunenin kopmadan önce dayanabildiği maksimum gerilme |
Akma Gerilmesi | Plastik deformasyonun başladığı gerilme noktası |
Kopma Uzaması (%) | Numunenin kopmadan önce yüzde ne kadar uzadığı |
Elastik Modül | Malzemenin esnekliğini tanımlar (gerilme / şekil değişimi oranı) |
ASTM D638 Hangi Endüstrilerde Kullanılır?
Plastik üreticileri ve işleyicileri
Otomotiv
Beyaz eşya
Ambalaj
Elektrik & elektronik
İnşaat ve yapı malzemeleri
Notlar
Kalınlığı 1,0 mm’den büyük olan rijit plastikler için uygundur.
Film veya çok ince levhalar için ASTM D882 gibi farklı standartlar kullanılır.
Bazı özel plastikler için numune ön işlem (örneğin kurutma) gerekebilir.
MFI (Melt Flow Index)(Erime akış indeksi) Testi
ISO 1133 / ASTM D1238
Standard Test Method for Flow Rates of Thermoplastics by Extrusion Plastometer(Plastikler-Termoplastikler - Kütlesel erime akış hızı (MFR) ve hacimsel erime akış hızı (MVR) tayini)
Testin Amacı
MFI testi, termoplastik bir malzemenin eriyik halindeki akış davranışını belirler.
Bu değer, belirli bir sıcaklık ve basınç altında malzemenin 10 dakikada gram cinsinden ne kadar aktığını gösterir.
Amaçlanan Ölçümler:
MFR (Melt Flow Rate) – g/10dk
MVR (Melt Volume Rate) – cm³/10dk (ISO 1133-2'de)
Uygulanan Malzemeler
Polietilen (PE)
Polipropilen (PP)
Polistiren (PS)
ABS, PA, PC gibi teknik plastikler
Termoplastik elastomerler (TPE)
Test Ekipmanı
Erime Akışkanlık Cihazı (MFI Cihazı)
Sabit sıcaklık kontrollü bir silindir ve piston sistemi içerir.
Ağırlıklar (Load)
ASTM D1238’de 325 g ila 21.6 kg arasında farklı yükler uygulanır.
(Genelde: 2.16 kg, 5.00 kg, 10.00 kg)
Kesici Mekanizma
Eriyen plastiği belirli aralıklarla keserek ölçüm sağlar (manuel veya otomatik).
Test Prosedürü
Adım | Açıklama |
---|---|
1. Numune Hazırlığı | Malzeme kurutulur ve granül formda cihaz haznesine yerleştirilir. |
2. Isıtma | Numune, standartta belirtilen sıcaklığa (örneğin PE için 190°C) getirilir. |
3. Bekleme Süresi | Isıtılan granül, belirli süre bekletilerek stabilize edilir (genelde 4-7 dk). |
4. Test Başlatma | Belirli ağırlık yerleştirilir ve eriyen malzeme kalıptan akmaya başlar. |
5. Ölçüm | Akış miktarı zaman bazlı ölçülerek sonuçlar hesaplanır (g/10dk). |
Ölçülen Değerler
Parametre | Açıklama |
---|---|
MFR (Melt Flow Rate)(Kütlesel eriyik akış hızı) | 10 dakika boyunca akan malzemenin gram cinsinden miktarı |
MVR (Melt Volume Rate)(Hacimsel eriyik akış hızı) | 10 dakika boyunca akan malzemenin hacmi (cm³) |
Shear Sensitivity (isteğe bağlı) | Viskozite değişimi yük/sıcaklık fonksiyonuna göre |
Tipik Test Koşulları
Malzeme | Sıcaklık (°C) | Yük (kg) |
---|---|---|
PE-LD | 190 | 2.16 |
PP | 230 | 2.16 |
ABS | 220 | 10.00 |
PC | 300 | 1.20 |
Neden Önemlidir?
Üretim Süreci Uyum Kontrolü: MFI değeri, ekstrüzyon veya enjeksiyon parametrelerinin ayarlanmasında kullanılır.
Malzeme Karşılaştırması: Farklı üreticilerin aynı sınıftaki hammaddeleri karşılaştırılabilir.
Kirlilik ve Geri Dönüşüm Tespiti: Düşük veya yüksek MFI değerleri karışım veya kirlilik belirtisi olabilir.
Kalite Kontrol: Parti bazlı üretimlerde sapmaların erken teşhisi sağlanır.
Kullanım Alanları
Plastik enjeksiyon üreticileri
Ambalaj ve film üreticileri
Geri dönüşüm tesisi kalite kontrol laboratuvarları
Polimer üreticileri
Otomotiv ve beyaz eşya sektörleri
Akredite test laboratuvarları
ISO 1133 ve ASTM D1238 Arasındaki Farklar
Özellik | ISO 1133 | ASTM D1238 |
---|---|---|
MVR ölçümü | Vardır | Genellikle kullanılmaz |
Test bölümleri | ISO 1133-1 (genel), ISO 1133-2 (yüksek akışlı malzemeler) | Tek belge |
Otomatik cihazlar | Uyumludur | Uyumludur |