ویکات (آزمون نقطه نرمی پلیمرها)

ازآنجایی‌که پلیمرها نسبت به سایر مواد اعم از فلزات و …به تغییرات دمایی وابستگی بیشتری دارند و با تغییرات شدید دما کارایی و کیفیت اولیه خود را از دست خواهند داد نیاز به انجام آزمونی داریم که بتواند دمای نرم شوندگی و درنتیجه کاهش خواص پلیمرها را به ما نشان دهند. آزمون وایکات و یا ویکات برای مشخص شدن دمایی که پلیمرها فرم اولیه خود را از دست می‌دهند و تغییر شکل داده و نرم می‌شوند استفاده می‌شود. این آزمون برای به دست آوردن میزان و معیاری است که مقاومت دمایی، یک نمونه پلیمری و یا مواد پلیمری استفاده‌شده در نمونه مورد آزمایش را نشان می‌دهد.

به دلیل اهمیت آزمون ویکات در انتخاب مواد اولیه، دمای فرآیند انجام‌ گرفته در حین تولید، روش ساخت و طراحی محصولات پلیمری انجام دقیق و درست این آزمون و به دست آوردن دمای ویکات اهمیت بسیار زیادی دارد.

به این منظور مجموعه سنجش گستر صنعت سپاهان به‌عنوان یکی از دقیق‌ترین و بروزترین آزمایشگاه‌های فعال در این زمینه می‌تواند کمک شایانی به تولیدکنندگان انواع پلیمرها بنماید.

تفاوت دمای ویکات با دماHDT  در میزان نقطه نرمی پلیمرها است. ‏HDT دمایی را نشان می‌دهد که پلیمر مورد آزمایش توان تحمل بار خود را از دست می‌دهد و نقطه نرمی ویکات دمایی را نشان می‌دهد که نمونه مورد آزمایش فرم پایدار خود را از دست می‌دهد؛ بنابراین ویکات دمای بالاتری را نسبت به ‏ HDTنشان می‌دهد که این دما به نقطه ذوب پلیمر نزدیک‌تر خواهد بود.

میزان بلورینگی، گروه های حلقوی، اتصالات عرضی، اتصالات ثانویه و غیره ازجمله عواملی هستند که در آزمون ویکات تأثیرگذار می‌باشند. برای انجام آزمون ویکات از دستگاه‌ها و تجهیزات مختلفی استفاده می‌گردد. در مجموعه سنجش گستر صنعت سپاهان مدرن‌ترین و مجهزترین ماشین‌آلات و تجهیزات برای انجام این آزمون به کار گرفته می‌شود.

در ذیل با وسایل مورد نیاز آزمون و همچنین روش استاندارد انجام این آزمون آشنا می‌شویم.

وسایل مورد نیاز برای آزمون:

• میله: که باید به صفحه بار مجهز باشد. باید قابلیت حرکت عمودی را داشته باشد و بتواند به‌راحتی حرکت کند.
• پایه قاب فلزی که برای نگهداری نمونه مورد آزمایش زیر نوک سوزن استفاده می‌شود. نکته قابل‌توجه اینکه میله و قاب پایه باید ضریب انبساطی یکسانی داشته باشند در غیر این صورت تغییرات طول نیز در آزمون اثر گذاشته و باعث بروز خطا در جواب آزمایش می‌گردد. این آزمون تمام محدوده‌های دمایی را پوشش داده و ضریب تصحیحی برای دماهای دیگر نیز ارائه می‌دهد.
• سوزن فرورونده: این سوزن بهتر است از جنس فولاد باشد و طول آن ۳ میلی‌متر است. سطح پایینی سوزن باید صاف و بدون ناهمواری باشد و درعین‌حال باید بر روی صفحه عمود و هم‌تراز باشد.
• وسیله اندازه‌گیری مناسب برای اندازه‌گیری نفوذ سرسوزن در آزمونه.
• صفحه اعمال بار: صفحه اعمال بار باید به میله متصل باشد. وزنه‌ها باید در مرکز صفحه قرار گیرد. وزن کلی ناشی از وزن سوزن، صفحه اعمال بار و لوله نباید بیشتر از ۱ نیوتن باشد.
• حمام گرم‌کننده: این حمام باید حاوی مایع مناسبی مانند آب، پارافین و روغن‌های سیلیکون باشد که برای انتقال گرما در حمام مناسب هستند. نکته قابل‌توجه در مورد مایع مورداستفاده این است که این مایع باید پایدار بوده باشد و تأثیری روی آزمون نداشته باشد. حمام گرما دهنده باید مجهز به هم زن با کارایی بالا باشد.
• دماسنج برای اندازه‌گیری دما.

روش آزمون

مطابق با استاندارد ملی ایران به شماره 2414، روش آزمون ویکات به شرح زیر انجام می‌گیرد:

باید حداقل دو نمونه آزمایشی وجود داشته باشد و میانگین این دو نمونه به‌عنوان دمای ویکات در نظر گرفته می‌شود. نمونه پلیمر مورد آزمایش باید ضخامتی بین 4/2 تا و 0/6 میلی‌متر داشته باشد. بدیهی است که اگر آزمونه انتخابی ضخامتی کمتر یا بیشتر از حد استاندارد داشته باشد باید اصلاح گردیده و ضخامت آن در حد استاندارد مجاز قرار گیرد.

سطح مقطع نمونه مورد آزمایش می‌تواند مربع و یا دایره باشد. به این منظور مربع به ضلع حداقل ۱۰ میلی‌متر و یا دایره‌ای با قطر حداقل ۱۰ میلی‌متر تهیه می‌گردد. سطح آزمون باید صاف و بدون هرگونه برجستگی و یا فرورفتگی باشد.

نمونه آزمایش آماده‌شده در محل آزمایش در تماس با سوزن ویکات قرار می‌گیرد. مجموعه آماده‌شده را به محفظه گرمادهی انتقال می‌دهند. مدت‌زمانی صبر کرده تا محفظه دستگاه و سوزن هم‌دما شوند. سپس بسته به روش استفاده‌شده برای آزمون وزنه را بر روی میله متصل به سوزن قرار می‌دهند. باید توجه داشت حداکثر دمای شروع آزمون ۲۵ درجه سانتی‌گراد است. پنج دقیقه بعد از اضافه کردن وزنه باید عقربه اندازه‌گیری نفوذ را روی صفر گذاشته و گرمادهی به مجموعه را شروع کرد. وقتی سوزن ویکات به‌اندازه ۱ میلی‌متر داخل نمونه مورد آزمایش نفوذ کند آزمایش به پایان رسیده و دمای نقطه ویکات مشخص می‌گردد. این دما نشان‌دهنده میزان مقاومت پلیمر در مقابل گرما و دمایی است که پلیمر می‌تواند بدون تغییر شکل آن را تحمل کند.

در مجموعه سنجش گستر صنعت سپاهان همواره هدف اصلی به دست آوردن بهترین و دقیق‌ترین نتایج از آزمون‌های انجام‌گرفته برای به دست آوردن پارامترهای لازم و ضروری جهت بهترین تولیدات برای مصرف‌کننده محترم بوده و هست. در این مجموعه با استفاده از مهندسین، اساتید، کارشناسان حرفه‌ای و باتجربه آزمون‌های مختلف در زمینه پلیمر انجام می‌گیرد. ازجمله آزمون‌هایی که در این زمینه انجام می‌گیرد آزمون ویکات یا نقطه نرمی پلیمرها است. نتایج به‌دست‌آمده با دقت و توجه زیاد گردآوری‌شده و سپس مورد بررسی قرارگرفته و پارامترهای لازم در اختیار تولیدکننده قرار می‌گیرد تا محصول نهایی بیشترین کیفیت و بازدهی را داشته باشد و رضایت مصرف‌کننده محترم در این زمینه فراهم گردد.