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# Festigkeitstest
Bevor wir diesen Abschnitt abschließen, kann es auch nützlich sein, mehr über die verschiedenen mechanischen und thermischen Eigenschaften zu erfahren, die einen Polymer definieren können. Diese 3 Tests können bestimmen, wie „stark“ ein Material ist, abhängig von der Anwendung, die Sie von Ihrem Druck verlangen.
Lassen Sie uns zunächst die 3 wichtigsten mechanischen Tests betrachten:
### **Zugversuch**
Beim Zugversuch wird eine Polymerprobe einer Zugbeanspruchung ausgesetzt, bis sie bricht. Der Test kann verwendet werden, um die Zugfestigkeit, den Elastizitätsmodul und die Bruchdehnung einer Probe zu bestimmen.
### **Charpy-Kerbschlagversuch**
Der Charpy-Kerbschlagversuch ist das Verfahren zur Messung der beim Aufprall erforderlichen Energiemenge, die nötig ist, um eine Prüfprobe zu brechen. Dieser Test wird durchgeführt, indem eine geeignete Polymerprobe fixiert und ein Pendel mit einer festgelegten Masse aus einer bestimmten Höhe freigesetzt wird, sodass es mit der Prüfprobe kollidiert.
### **Dreipunkt-Biegeversuch**
Der Dreipunkt-Biegeversuch misst den Widerstand einer Probe gegen Verformung unter einer allmählichen Belastung. Die Prüfproben sind neben Schubspannungen auch erheblichen Zug- und Druckspannungen in ihrer Ebene ausgesetzt. Dieser Test kann verwendet werden, um die Biegefestigkeit und den Biegemodul zu bestimmen.
Jeder dieser Tests liefert wichtige Daten, die die Materialleistung definieren:
Die Zugfestigkeit ergibt ein ähnliches Diagramm wie das untenstehende:
### **Zugfestigkeit**
Die Zugfestigkeit charakterisiert die maximale Spannung, die erforderlich ist, um die Probe bis zu dem Punkt zu ziehen, an dem sie sich verformt oder bricht. Die Zugfestigkeit bei Streckgrenze misst die Spannung, bei der eine Prüfprobe unter Belastung nachgibt (bekannt als Einschnürung), die Zugfestigkeit bei Bruch misst die Spannung, bei der eine Prüfprobe bricht, und die ultimative Zugfestigkeit ist das Maximum zwischen beiden. Dies ermöglicht es uns, die Belastungsgrenze eines Materials und sein Verhalten unter Spannung zu verstehen.
### **Bruchdehnung**
Die Bruchdehnung misst das Verformungsverhältnis zwischen der Anfangslänge und der vergrößerten Länge unmittelbar vor dem Bruch. Dadurch können wir sehen, wie viel Dehnung ein Material vor dem Brechen aushalten kann.
### **Elastizitätsmodul**
Der Elastizitätsmodul misst den Widerstand von Polymeren gegen Verformung unter Spannung entlang einer einzigen Achse. Der Elastizitätsmodul kann verwendet werden, um die Steifigkeit von Bauteilen aus diesem Material abzuschätzen.
Die Biegefestigkeit ergibt ein ähnliches Diagramm wie das untenstehende:
### **Biegemodul**
Der Biegemodul ist eine lokale physikalische Eigenschaft, die als Verhältnis von Spannung zu Dehnung bei Biegeverformung berechnet wird. Der Biegemodul weist Ähnlichkeiten zum Elastizitätsmodul auf, da er die Fähigkeit von Polymeren testet, Verformung zu widerstehen.
### **Biegefestigkeit**
Die Biegefestigkeit stellt die höchste im Material auftretende Spannung an seinem Streck- oder Bruchpunkt dar.
### **Charpy-Kerbschlagzähigkeit**
Die Charpy-Kerbschlagzähigkeit prüft die Menge an Schlagkraft bzw. Energie (kJ/m2), die erforderlich ist, um die Prüfprobe zu brechen.
Nun lassen Sie uns die thermischen Eigenschaften betrachten:
### **Wärmeformbeständigkeitstemperatur**
Die Wärmeformbeständigkeitstemperatur ist ein Maß für die Temperatur, bei der ein Polymer eine bestimmte Verformung erfährt. Der Test wird mit einer bestimmten Last durchgeführt, während die Temperatur stetig um 2 °C/min erhöht wird, und die Temperatur wird gemessen, sobald die Wegänderung des Kontaktsensors der Probe 10 mm erreicht.
### **Vicat-Erweichungstemperatur**
Obwohl sie mit der HDT vergleichbar ist, unterscheidet sich die Vicat-Erweichungstemperatur dadurch, dass sie eine Prüfmethode bietet, die den Punkt simuliert, an dem die Temperatur die physikalischen Eigenschaften des Materials so weit erweicht, dass ein äußerer Körper unter festgelegtem Druck die Außenoberfläche der Probe um 1 mm eindringen kann.
### **Schmelzindex**
Der Schmelzindex charakterisiert das Fließverhalten eines Polymers unter festgelegtem Druck und Temperatur. Dies wird erreicht, indem das Polymer extrudiert und das Gesamtgewicht des Extrudats innerhalb eines festgelegten Zeitraums gemessen wird. Je mehr Material extrudiert wird, desto höher ist das Gewicht und desto niedriger ist somit die Viskosität.
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