Mechanische Prüfungen an Kunststoffen

Mechanische Prüfungen an Kunststoffen erfolgen unter definierten Temperaturen und Feuchtigkeitsbedingungen. Auch das Nachkristallisationsverhalten kann sich bei teilkristallinen Kunststoffen auf die mechanischen Eigenschaften auswirken. Die Prüfungen werden mit Einrichtungen und Maschinen renommierter Hersteller durchgeführt.

Zug-, Druck- und Biegeprüfungen

Mit dem Zugversuch können an genormten Proben folgende Kennwerte ermittelt werden:

Streckgrenzen- und Bruchspannung
Streckgrenzen- und Bruchdehnung
Elastizitätsmodul

Die eingesetzte Universalprüfmaschine ermöglicht darüber hinaus Biege- und Druckversuche sowie anwendungsorientierte

Relaxations-, Retardationsversuche,
Bestimmung der Hystereseeigenschaften von Kunststoffen und die
Ermittlung von Kraft-Weg- Verläufen an Kunststoff-Baugruppen.

Der vorgenannte Prüfumfang kann auch in Verbindung mit einer Temperierkammer im Bereich von -80 °C bis +250 °C durchgeführt werden.

Härteprüfungen

Bei der Härtemessung von Kunststoffen muss das zeitabhängige viskoelastische Verformungsverhalten berücksichtigt werden. Sie erfolgt während der Beanspruchung.

Zur Härteprüfung von Elastomeren und weichen, ungefüllten Kunststoffen wird die Shore-Härteprüfung eingesetzt. Shore-Härteprüfgeräte arbeiten mit einem federbelasteten Eindringkörper. Es stehen die Verfahren Shore A für Elastomere und Shore D für mittelharte Thermoplaste zur Verfügung.

Für harte Kunststoffe (ab einer Shore-D-Härte von 60) wird die Kugeldruckhärteprüfung verwendet.

Die Mindestwandstärke der Kunststoffproben sollte 6 mm betragen, damit der Einfluss der Unterlage vernachlässigt werden kann. Ersatzweise dürfen maximal drei mindestens 2 mm dicke Proben schichtweise aufeinandergelegt werden.

Schlag- und Kerbschlagprüfungen

Schlagprüfungen (auch Pendelschlagversuche genannt) dienen der Ermittlung der Zähigkeit bzw. Sprödigkeit von Kunststoffen bei höheren Verformungsgeschwindigkeiten. Es lassen sich die folgenden Werkstoffgruppen prüfen:

– Steife thermoplastische Spritzguss- und Extrusionsmassen (inklusive kurzglasfaserverstärkter und gefüllter Typen)
– Duroplastische Kunststoffmassen
– Faserverbundwerkstoffe

Schlagprüfungen sind hingegen nicht für Elastomere, harte Schaumstoffe und Schichtverbundwerkstoffe geeignet.

Es kommen folgende Prüfvarianten zur Anwendung:

– Charpy-Prüfung (geläufiger)
– Izod-Prüfung

Die erforderlichen Prüfkörper des Typs ISO B mit den Maßen 80 x 10 x 4 mm können entweder durch Spritzguss hergestellt oder mechanisch aus einem Prüfkörper des Typs ISO A herausgetrennt werden. Der Schlag kann gemäß Norm sowohl schmal- als auch breitseitig bzw. bei mehrlagigen Verbundwerkstoffen senkrecht oder parallel zur Schichtebene erfolgen. Zur Bestimmung der Kerbschlagzähigkeit in den genannten Prüfvarianten stehen verschiedene Kerbarten zur Verfügung.