Chất dẻo – Vật liệu Polycacbonat PC đúc và đùn – Phần 2: Chuẩn bị mẫu thử và xác định tính chất Plastics – Polycarbonate PC moulding and extrusion materials – Part 2: Preparation of te
Trang 1Chất dẻo – Vật liệu Polycacbonat (PC) đúc và đùn –
Phần 2: Chuẩn bị mẫu thử và xác định tính chất
Plastics – Polycarbonate (PC) moulding and extrusion materials –
Part 2: Preparation of test specimens and determination of properties
1 Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp chuẩn bị mẫu thử, phương pháp xác định các tính chất của vật liệu polycacbonat đúc và đùn, đưa ra các yêu cầu về lưu giữ và ổn định vật liệu thử trước khi đúc và ổn định mẫu thử trước khi tiến hành các phép thử
Tiêu chuẩn này đưa ra các qui trình, điều kiện chuẩn bị mẫu thử và đo các tính chất của vật liệu từ các mẫu thử đã được chuẩn bị Các tính chất, phương pháp thử phù hợp và cần thiết để mô tả các đặc tính của vật liệu polycacbonat đúc và đùn cũng được liệt kê trong tiêu chuẩn này
Các tính chất được lựa chọn từ phương pháp thử chung theo ISO 10350-1 Các phương pháp thử khác cho các ứng dụng rộng rãi hoặc có ý nghĩa đặc thù của vật liệu đúc và đùn như các tính chất chỉ định được quy định trong TCVN 10672-1:2015 (ISO 7391-1:2006) cũng thuộc phạm vi tiêu chuẩn này
Để thu được các kết quả thử nghiệm có độ tái lập và có thể so sánh được, cần phải sử dụng các phương pháp chuẩn bị, ổn định mẫu thử, kích thước mẫu thử và các qui trình được qui định trong tiêu chuẩn này Các giá trị xác định được không nhất thiết phải giống nhau khi sử dụng các mẫu thử có kích thước khác nhau hoặc được chuẩn bị theo các qui trình khác nhau
2 Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các bản sửa đổi, bổ sung (nếu có)
TCVN 4501-2:2009 (ISO 527-2:1993)(*), Chất dẻo - Xác định tính chất kéo, Phần 2: Điều kiện thử đối với chất dẻo đúc và đùn;
TCVN 6039-1:2008 (ISO 1183-1:2004)(*), Chất dẻo - Xác định khối lượng riêng của chất dẻo không xốp, Phần 1: Phương pháp ngâm, phương pháp Picnomet lỏng và phương pháp chuẩn độ;
Trang 2TCVN 7918:2008 (IEC 60093:1980), Phương pháp thử nghiệm suất điện trở khối và suất điện trở bề mặt của vật liệu cách điện rắn ;
TCVN 10672-1:2015 (ISO 7391-1:2006), Chất dẻo - Vật liệu polycacbonat (PC) đúc và đùn, Phần 1:
Hệ thống định danh và cơ sở cho yêu cầu kỹ thuật ;
ISO 62:1999(*) Plastics - Determination of water absorption (Chất dẻo - Xác định độ hút nước);
ISO 75-2:2004(*) Plastics - Determination of temperature of deflection under load - Part 2: Plastics and ebonite (Chất dẻo - Xác định nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng - Phần 2: Chất dẻo và ebonit);
ISO 178:2001(*) Plastics - Determination of flexural properties (Chất dẻo - Xác định tính chất uốn); ISO 179-1:2000 Plastics - Determination of Charpy impact properties - Part 1: Non-instrumented impact test (Chất dẻo - Xác định độ bền va đập Charpy - Phần 1: Thử nghiệm va đập không dùng dụng
cụ đo);
ISO 180:2000 Plastics - Determination of Izod impact strength (Chất dẻo - Xác định độ bền va đập Izod);
ISO 291:2005 Plastics - Standard atmospheres for conditioning and testing strength (Chất dẻo - Điều kiện môi trường chuẩn để ổn định và thử cường độ);
ISO 293:2004 Plastics - Compression moulding of test specimens of thermoplastic materials (Chất dẻo – Đúc ép tạo mẫu thử vật liệu nhựa nhiệt dẻo);
ISO 294-1:1996 Plastics - Injection moulding of test specimens of thermoplastic materials - Part 1: General principles, and moulding of multipurpose and bar test specimens (Chất dẻo – Đúc phun tạo mẫu thử vật liệu nhiệt dẻo - Phần 1: Nguyên tắc chung, khuôn đa năng và thanh mẫu thử);
ISO 306:2004 Plastics - Thermoplastic materials - Determination of Vicat softening temperature (VST) (Chất dẻo - Vật liệu nhựa nhiệt dẻo - Xác định nhiệt độ chảy mềm Vicat (VST));
ISO 899-1:2003 Plastics - Determination of creep behaviour - Part 1: Tensile creep (Chất dẻo - Xác định tính chất rão - Phần 1: Kéo rão);
ISO 1133:1997 Plastics - Determination of the melt mass-flow rate (MFR) and the melt volume-flow rate (MVR) of thermoplastics (Chất dẻo - Xác định tốc độ chảy khối lượng (MFR) và tốc độ chảy thể tích (MVR) của vật liệu nhiệt dẻo);
ISO 1628-4:1999 Plastics - Determination of the viscosity of polymers in dilute solution using capillary viscometers - Part 4: Polycarbonate (PC) moulding and extrusion materials (Chất dẻo - Xác định độ nhớt của polyme trong dung dịch pha loãng bằng nhớt kế mao quản – Phần 4: Vật liệu polycacbonat đúc và đùn);
ISO 2818:1994 Plastics - Preparation of test specimens by machining (Chất dẻo - Chuẩn bị mẫu thử
Trang 3ISO 3167:2002 Plastics - Multipurpose test specimens (Chất dẻo - Mẫu thử đa năng);
ISO 4589-2:1996 Plastics - Determination of burning behaviour by oxygen index - Part 2: Ambient-temperature test (Chất dẻo - Xác định ứng xử cháy bằng chỉ số oxy - Phần 2: Thử nghiệm nhiệt độ môi trường);
ISO 10350-1:1998 Plastics - Acquisition and presentation of comparable single-point data - Part 1: Moulding materials (Chất dẻo - Tiếp nhận và trình bày các dữ liệu so sánh đơn điểm - Phần 1: Vật liệu đúc);
ISO 11357-2:1999 Plastics - Differential scanning colorimetry (DSC) - Part 2: Determination of glass transition temperature materials (Chất dẻo - Nhiệt lượng kế quét vi sai (DSC) - Phần 2: Xác định nhiệt
độ thủy tinh hóa của vật liệu);
ISO 11359-2:1999 Plastics - Thermomechanical analysis (TMA) - Part 2: Determination of coefficient
of linear thermal expansion and glass transition temperature (Chất dẻo - Phân tích cơ nhiệt - Phần 2: Xác định hệ số giãn nở nhiệt tuyến tính và nhiệt độ thủy tinh hóa);
IEC 60112:2003 Method for the determination of the proof and the comparative tracking indices of solid insulating materials (Phương pháp xác định chỉ số thấm ướt và chỉ số phóng điện bề mặt tương đối của vật liệu cách điện rắn);
IEC 60243-1:1998 Electrical strength of insulating materials - Test methods - Part 1: Tests at power frequencies (Độ bền điện của vật liệu cách điện – Phương pháp thử - Phần 1: Thử nghiệm theo tần số điện);
IEC 60250:1969 Recommended methods for the determination of the permittivity and dielectric dissipation factor of electrical insulating materials at power, audio and radio frequencies including metre wavelengths (Phương pháp để xác định hằng số điện môi và hệ số tản điện môi của vật liệu cách điện theo tần số điện, âm thanh và vô tuyến ở bước sóng met);
IEC 60296:2003 Fluids for electrotechnical applications - Unused mineral insulating oils for transformers and switchgear (Chất lỏng cho các ứng dụng kỹ thuật điện - Không sử dụng dầu khoáng cách nhiệt cho biến áp và chuyển mạch);
IEC 60695-11-10:2003 Fire hazard testing - Part 11-10: Test flames - 50 W horizontal and vertical flame test methods (Thử rủi ro cháy – Phần 11-10: Thử cháy - Phương pháp thử cháy ngang và thẳng đứng 50W );
CHÚ THÍCH: Các tiêu chuẩn (*) đã có phiên bản cập nhật mới hơn.
3 Chuẩn bị mẫu thử
3.1 Nguyên tắc chung
Trang 4Phải chuẩn bị mẫu thử theo cùng một qui trình (đúc phun hoặc đúc ép), sử dụng cùng các điều kiện gia công
Cách tiến hành cho mỗi phương pháp thử được nêu trong Bảng 3 và Bảng 4 (kí hiệu M – đúc phun, Q – đúc ép)
Phải giữ vật liệu trong các thùng chứa cách ẩm cho đến khi được yêu cầu sử dụng
Độ ẩm của vật liệu có độn hoặc vật liệu đã gia cường phải được thể hiện theo phần trăm của tổng khối lượng hợp phần
3.2 Xử lý vật liệu trước khi đúc
Trước khi tiến hành, sấy khô mẫu vật liệu ở (120 ± 3) oC trong (5 ± 1) h Độ ẩm không được vượt quá 0,02 %
Để đảm bảo độ ẩm còn lại thấp, phễu nạp mẫu vật liệu trên máy đúc phun nên được bao phủ bởi không khí khô hoặc khí nitơ ở nhiệt độ (110 ± 10) oC Có thể đạt được kết quả tốt hơn khi sử dụng phễu có thiết bị sấy
3.3 Đúc phun
Chuẩn bị mẫu đúc phun theo ISO 294-1, sử dụng các điều kiện quy định trong Bảng 1
Bảng 1 - Điều kiện đúc phun tạo mẫu thử
Loại vật liệu Nhiệt độ nung
chảy
oC
Nhiệt độ khuôn
oC
Tốc độ phun trung bình
mm/s Không gia cường:
MVR > 14,2 (cm3/10 min)
9,5 cm3/10 min < MVR ≤ 14,2 cm3/10 min
4,7 cm3/10 min < MVR ≤ 9,5 cm3/10 min
MVR ≤ 4,7 cm3/10 min
280 290 300 310
80 80 80 90
200 ± 100
200 ± 100
200 ± 100
200 ± 100
3.4 Đúc ép
Chuẩn bị các tấm đúc ép theo ISO 293, sử dụng các điều kiện quy định trong Bảng 2
Bảng 2 - Điều kiện đúc ép tạo mẫu thử Vật liệu Nhiệt độ đúc
oC
Áp lực ép tối đa
MPa
Thời gian ép với lực ép tối đa
min
Trang 5Sau khi đúc, làm nguội mẫu thử trong 4 min bằng cách đặt một tấm làm mát bằng nước giữa lõi và tấm đáy có thể tháo rời (khuôn đúc) ở áp suất 1 MPa
Mẫu thử để xác định các tính chất phải được tạo bằng các dụng cụ chuyên dụng từ các tấm đúc ép theo ISO 2818 hoặc bằng cách dập theo khuôn ép mẫu
4 Ổn định mẫu thử
Mẫu thử để xác định các tính chất điện phải được ổn định theo ISO 291 tối thiểu trong 24 h ở (23 ± 2)
oC và độ ẩm tương đối (50 ± 10) %
Mẫu thử để xác định các tính chất cơ học phải ổn định theo ISO 291 tối thiểu trong 4 h ở (23 ± 2) oC và
độ ẩm tương đối (50 ± 10) %
5 Xác định các tính chất
Khi xác định các tính chất, trình bày dữ liệu, tiêu chuẩn, các hướng dẫn và chú thích bổ sung theo ISO 10350-1 Tất cả phép thử phải tiến hành tại điều kiện tiêu chuẩn là (23 ± 2) oC và độ ẩm tương đối (50
± 5) % ngoại trừ các quy định đặc trưng khác trong Bảng 3 và 4
Bảng 3 được biên soạn từ ISO 10350-1, các tính chất được liệt kê thích hợp với vật liệu polycacbonat đúc và đùn Những tính chất này được xem là những tính chất hữu ích để so sánh dữ liệu giữa các loại nhựa nhiệt dẻo khác nhau
Bảng 4 bao gồm các tính chất đặc trưng không được qui định trong Bảng 3, đây là các tính chất thực nghiệm qui định cho các ứng dụng rộng rãi hoặccó ý nghĩa đặc thù của vật liệu polycacbonat đúc và đùn
Bảng 3 - Tính chất chung và điều kiện thử (Được lựa chọn từ ISO 10350-1)
Tên chỉ tiêu Đơn vị Phương
pháp thử
Loại mẫu
(kích thước, mm)
Chuẩn bị mẫu thử a
Điều kiện thử và các hướng dẫn bổ
sung Tính chất lưu biến
Tốc độ chảy thể tích
Hợp phần
-Nhiệt độ 300 oC, lượng nạp 1,2 kg
Tính chất cơ học
TCVN 4501-2: 2009 (ISO 527-2)
Mẫu thử đúc phun loại A theo ISO 3167
M
Tốc độ thử
1 mm/min Ứng suất ở điểm chảy MPa
Tốc độ thử
50 mm/min Biến dạng ở điểm chảy %
Trang 6Bảng 3 – (tiếp theo)
Tên chỉ tiêu Đơn vị Phương
pháp thử
Loại mẫu
(kích thước, mm)
Chuẩn bị mẫu thử a
Điều kiện thử và các hướng dẫn bổ
sung Tính chất cơ học
Biến dạng danh nghĩa khi
TCVN 4501-2: 2009 (ISO 527-2) Mẫu thử đúc
phun loại A theo ISO 3167
M
Tốc độ thử
50 mm/min Ứng suất tại biến dạng
mm/min Chỉ thử nếu biến dạng khi đứt ≤ 10 %
Trong 1 h và 1000
h, biến dạng ở mỗi trường hợp
≤ 0,5 %
2 mm/min
Độ bền va đập Charpy
ISO 179 – 1eU 80 x 10 x 4
e - va đập cạnh
U - không khía
Tính chất nhiệt
Nhiệt độ thủy tinh hóa oC ISO 11357 -2 Hợp phần
-Tốc độ quét
10 oC/ min
Nhiệt độ biến dạng dưới
M
Độ bền uốn 1,8 MPa và 0,45 MPa,
va đập theo chiều
bẹt Nhiệt độ chảy mềm Vicat oC ISO 306 ≥ 10 x 10 x 4 Tốc độ gia nhiệt 50o
C/h, gia tải 50 N
Hệ số giãn nở nhiệt theo
chiều dài
oC -1 ISO 11359 -2 10 x 10 x 4
23 oC đến 55 oC song song và vuông góc với hướng đúc phun
Trang 7Bảng 3 – (tiếp theo)
Tên chỉ tiêu Đơn vị Phương
pháp thử
Loại mẫu
(kích thước, mm)
Chuẩn bị mẫu thử a
Điều kiện thử và các hướng dẫn bổ
sung Tính chất nhiệt
60695-11-10
125 x 13 x 1,5 (chiều dày danh nghĩa hoặc
Sử dụng phương pháp B, xác định cấp V-2, V-1, V- 0
Sử dụng phương pháp A (đốt trên bề
mặt)
Tính chất điện
Hệ số tổn hao điện môi
-IEC 60250
≥ 60 x ≥ 60 x 2 M
Tần số 100 Hz và 1
Hz, bù hiệu ứng mép điện cực
7918: 2008 (IEC 60093)
Điện thế 500 V
Điện áp đánh thủng kV/ mm IEC 60243 -1 ≥ 60 x ≥ 60 x 1 M hoặc Q
Sử dụng điện cực hình cầu có đường kính 20 mm, thời gian thử ngắn, tốc
độ tăng điện áp
2 kV/s Nhúng chìm trong dầu biến áp phù hợp với IEC 60296 Chỉ số phóng điện bề
mặt tương đối (CTI) - IEC 60112 ≥ 15 x ≥ 15 x 4 M
Sử dụng dung dịch thử A
Bảng 3 – (Kết thúc)
Trang 8Tên chỉ tiêu Đơn vị Phương
pháp thử
Loại mẫu
(kích thước, mm)
Chuẩn bị mẫu thử a
Điều kiện thử và các hướng dẫn bổ
sung Các tính chất khác
M
Đo giá trị bão hòa ngâm chìm trong nước ở 23 oC và giá trị cân bằng ở
23 oC / độ ẩm tương đối 50 %
TCVN
6039 – 1:2008 (ISO 1183)
≥ 10 x ≥ 10 x 4
a M - Đúc phun
Q - Đúc ép (sử dụng sản phẩm tấm đúc ép nếu không thể chế tạo mẫu thử theo phương pháp đúc phun do không đủ khả năng chảy để điền đầy khuôn)
Bảng 4 – Bổ sung các tính chất chung, điều kiện thử với các ứng dụng đặc thù của vật liệu
polycacbonat đúc và đùn
Tên chỉ tiêu Đơn vị Phương
pháp thử
Loại mẫu
(kích thước, mm)
Chuẩn bị mẫu thử a
Điều kiện thử và các hướng dẫn bổ
sung Tính lưu biến
Tốc độ chảy khối lượng
Hợp phần
-Nhiệt độ 300 oC, lượng nạp 1,2 kg
Tính chất cơ học
Ứng suất chảy với tốc độ
4501-2:
2009 (ISO 527-2)
Mẫu thử được đúc phun loại A theo tiêu chuẩn ISO 3167
M
Tốc độ thử 5 mm/ min, chỉ xác định nếu biến dạng khi đứt ≤ 10 %
Biến dạng chảy với tốc
Độ bền va đập Izod có
pháp A
Bảng 4 – (Kết thúc)
Trang 9Tên chỉ tiêu Đơn vị Phương
pháp thử
Loại mẫu
(kích thước, mm)
Chuẩn bị mẫu thử a
Điều kiện thử và các hướng dẫn bổ
sung Tính chất cơ học
Độ bền va đập Charpy có
Dựa theo phương pháp 1eA, va đập cạnh
Tính chất điện (với mẫu thử dày hơn)
Hệ số tổn hao điện môi
-IEC 60250
≥ 60 x ≥ 60 x 3 M
Tần số 100 Hz và 1
Hz, bù hiệu ứng mép điện cực
7918: 2008 (IEC 60093)
Điện thế 500 V
Điện áp đánh thủng kV/mm IEC 60243-1 ≥ 60 x ≥ 60 x 3 M
Sử dụng điện cực hình cầu có đường kính 20 mm, thời gian thử ngắn, tốc
độ tăng điện áp 2 kV/s Nhúng chìm trong dầu biến áp phù hợp với IEC 60296 Chỉ số phóng điện bề
Sử dụng dung dịch thử A
Các tính chất khác
-Xác định giá trị trung bình cho hai dung dịch riêng biệt
