اختصاصی بسپار/ تسریع ارزیابی ماده و برآورده کردن انتظار کوتاه کردن چرخه توسعه محصول

بسپار/ایران پلیمر افزایش انتظارات طول عمر و کوتاه کردن چرخه‌های توسعه محصول، آزمایش تسریع‌‌ شده را به یک ابزار ارزیابی مواد تبدیل می‌کند که به طور فزاینده‌ای مورد نیاز است.
آزمایش تسریع شده، نقشی اساسی در ارزیابی عملکرد، دوام و قابلیت اطمینان پلاستیک‌ها و آمیزه‌‌های مهندسی شده ایفا می‌کند و به محققان و مهندسان اجازه می‌دهد تا به سرعت داده‌ها را جمع‌آوری کنند و عیوب یا ضعف‌های احتمالی را آشکار سازند. با افزایش تقاضا برای مواد با خواص بهبود یافته، روش‌‌های آزمایش تسریع شده در حال تکامل هستند تا بینش ارزشمندی از رفتار پلاستیک‌ها در شرایط شدید فراهم کنند. علاوه بر این، با توجه به اهمیت زیست‌‌پایداری، آزمایش‌های تسریع شده برای ارزیابی اثرات بلندمدت عوامل محیطی مورد استفاده قرار می‌گیرد که در نهایت به طراحی مواد زیست‌‌پایدارتر که عملکرد خود را برای مدت طولانی‌تری حفظ می‌کنند، کمک می‌کند.
طول عمر مورد نیاز بسیاری از قطعات پلاستیکی به طور قابل توجهی از زمان‌‌های توسعه آن‌‌ها بیشتر است، بنابراین عملکرد طول عمر آن‌‌ها را فقط می‌توان از طریق آزمایش‌های تسریع شده تعیین کرد. و روند فعلی به سمت طول عمر بیشتر قطعات و زمان‌‌ توسعه کوتاه‌تر قطعات، تسریع آزمون را حتی مهم‌تر می‌کند. در برخی موارد، مانند لوله‌های پلاستیکی یا ورق¬های آب‌بندی اغلب اثبات طول عمر تا 100 سال مورد نیاز است. با این حال، ملاحظات عملی به این معنی است که حتی طول عمر کسری از آن طول را نمی‌توان با روش‌های مرسوم تایید کرد و برون‌یابی ساده داده‌های اندازه‌گیری شده تنها در دوره‌های به نسبت کوتاه امکان‌پذیر است.
پرکاربردترین روش برای تسریع آزمایش پلاستیک، افزایش دما است. این امر زمان واهلش بسپارها را کوتاه می‌کند و هر گونه فرایندهای فیزیکی و شیمیایی پیرشدگی را سرعت می‌بخشد. تا زمانی که افزایش دما تغییری در سازوکار وادادگی ایجاد نکند، استفاده از اصطلاح اصل برهم‌‌نهی دما-زمان، حداقل برای اهداف مهندسی، اغلب ممکن است و برای انواع پلاستیک‌ها نشان داده شده است.
در بسیاری از موارد، عوامل تسریع را می‌توان از طریق یک رابطه آرنیوس یا رابطه WLF [یک معادله تجربی مرتبط با برهم‌‌نهی زمان و دما] توصیف کرد. در سال‌های اخیر، بسیاری از روش‌های آزمایش سریع یا با گذشت زمان (بیشتر) در شرکت SKZ برای توصیف رفتار طولانی‌مدت پلاستیک‌ها پدید آمده و ارزیابی شده‌اند. این روش‌ها شامل روش هم‌‌دمای پلکانی (SIM) و روش تنش پلکانی (SSM) برای تعیین سریع رفتار خزش طولانی‌مدت است.
در آزمون خزش، نمونه‌ها از مراحل پلکانی دمایی (SIM) یا مراحل پلکانی تنش (SSM) عبور می‌کنند و یک منحنی اصلی خزش از پاسخ کرنش حاصله ایجاد می‌شود. شرکت SKZ توضیح می‌دهد که این روش، پیش‌بینی رفتار خزش را در طول سالیان متمادی با استفاده از اندازه‌گیری‌های یک تا دو روزه فراهم می‌کند.
برای پیش‌بینی رشد آهسته ترک (وادادگی حاصل از ترک ایجاد شده در اثر تنش) مواد پلی‌‌الفین، دو روش آزمون جدید توسعه یافته است، آزمون میله گرد ترک خورده (CRB) و آزمون سخت‌‌شدگی ناشی از کرنش (SHT) که اخیرا به استانداردISO راه پیدا کرده‌اند.
مدول سخت‌‌شدگی ناشی از کرنش تعیین‌شده در آزمون SHT با زمان‌های وادادگی تعیین ‌شده در آزمون‌‌‌های خزش محیط ارتباط دارد. به جای آزمون‌‌های پیرشدگی در گرمخانه، آزمون‌‌های پیرشدگی در دم‌‌فشارهای (autoclave) پرفشار برای ارزیابی وادادگی گرمااکسایشی پلاستیک‌ها با آهنگ بسیار زیاد انجام شده است. در آن‌‌جا، علاوه بر دماهای (به نسبت) بیشتر، از افزایش فشار جزئی اکسیژن برای تسریع پیرش استفاده می‌شود. با استفاده از روش آرنیوس اصلاح شده توسط ضریب پیرش فشار جزئی اکسیژن، می‌توان اظهاراتی در مورد وادادگی گرمااکسایشی حین کار فراهم کرد (شکل 1). در شکل 2 آزمون پیرشدگی در دم‌‌فشارهای تحت فشار زیاد از شرکت SKZ نشان داده شده است.

برگردان: دکتر فاطمه خودکار
[email protected]

(ادامه دارد …)

متن کامل این گفت و گو را در شماره 257 ماهنامه بسپار که در نیمه اسفندماه 1402 منتشر شده است، می خوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه  و  فیدیبو  قابل دسترسی است.