強度試験

このセクションを締めくくる前に、ポリマーを定義するさまざまな機械的および熱的特性について学ぶことが有益です。これら3つの試験は、印刷物に求める用途に応じて、材料がどれだけ「強い」かを判定できます。

まず、3つの主要な機械試験を確認しましょう：

引張試験

引張試験は、ポリマー試験片に引張力を加えて破断させる試験です。この試験により、試験片の引張強さ、ヤング率、および破断時伸びを測定できます。

シャルピー衝撃試験

シャルピー衝撃試験は、試験片を破壊するのに必要な衝撃エネルギー量を測定する方法です。この試験は適切なポリマー試験片を固定し、一定の質量と高さにある振り子を解放して試験片に衝突させることで行います。

三点曲げ試験

三点曲げ試験は、試験片が徐々に加えられる荷重下で変形に対する抵抗を測定する試験です。試験片には平面内で引張応力と圧縮応力に加え、せん断応力が大きく作用します。この試験により曲げ強さや曲げ弾性率を求めることができます。

これらの各試験は、材料の性能を定義する重要なデータを提供します：

引張強さは以下のようなグラフを示します：

引張強さ

引張強さは、試験片が降伏（ネッキング）または破断する点まで引き伸ばすのに必要な最大応力を特徴づけます。降伏時引張強さは試験片が降伏する応力を測定し、破断時引張強さは試験片が破断する応力を測定し、極限引張強さはその最大値です。これにより材料の強度限界と応力下での挙動を理解できます。

破断伸び

破断伸びは、破断直前の初期長さと増加した長さの変形比を測定します。これにより、材料が破断するまでにどれだけ伸びるかを把握できます。

ヤング率

ヤング率は、単一軸方向の応力下でのポリマーの変形に対する抵抗を測定します。ヤング率は、その材料で作られた構造の剛性を推定するために使用できます。

曲げ強さは以下のようなグラフを示します：

曲げ弾性率

曲げ弾性率は、曲げ変形における応力とひずみの比として計算される局所的な物理特性です。曲げ弾性率は、ポリマーの変形に対する抵抗を評価する点でヤング率に類似しています。

曲げ強さ

曲げ強さは、材料が降伏または破断する点で経験する最大応力を表します。

シャルピー衝撃強さ

シャルピー衝撃強さは、試験片を破壊するのに必要な衝撃力やエネルギー（kJ/m2）を試験するものです。

次に熱的特性を見ていきましょう：

熱変形温度（HDT）

熱変形温度は、ポリマーが一定の変形量を示す温度を測定するものです。試験は特定の荷重を用いて行い、温度を毎分2°Cで安定して上昇させ、試験片の接触センサーの変位が10mmに達したときの温度を測定します。

ビカット軟化温度

HDTと比較可能ですが、ビカット軟化温度は、一定の圧力下で外部物体が試験片の外面に1mm侵入できる点まで温度が材料の物性を十分に軟化させることを模擬する試験方法を提供する点で異なります。

溶融流動率（MFR）

溶融流動率は、一定の圧力と温度下でのポリマーの流動挙動を特徴づけます。これはポリマーを押し出し、一定時間内に得られる押出物の総重量を測定することで得られます。押出される材料が多いほど重量は大きくなり、したがって粘度は低くなります。