Norma
Obecnie najdokładniejszą metodą testowania zawartości wody na świecie jest metoda Karla Fischera. Została ona przyjęta przez wiele międzynarodowych norm, takich jak ISO, ASTM, DIN, BS i JIS. Powszechne normy testowe ISO 15512, ISO 15512, SH/T 1770.
Zasada testu Karla Fischera jest bardzo prosta, tzn. zmiana masy jest mierzona poprzez reakcję SO2, jodu i wody w odczynniku chemicznym. Może ona obiektywnie odzwierciedlać całkowitą zawartość wody w próbce.
Norma ISO 15512 podaje znormalizowaną strategię określania zawartości wilgoci w tworzywach sztucznych, umożliwiając producentom i inżynierom artykułów zagwarantowanie jakości materiału i spójności wykonania. Norma ISO 15512 nie ma zastosowania do wszystkich rodzajów tworzyw sztucznych, zwłaszcza tych wyjątkowo przepuszczalnych lub zawierających znaczne ilości niestabilnych składników innych niż woda. Norma ta może oceniać zawartość wilgoci w cienkich foliach i arkuszach z tworzyw sztucznych stosowanych do pakowania i innych zastosowań. Strategia testowa oferuje 2 podstawowe wybory pozwalające na usunięcie wilgoci z próbek plastiku:
- Technika A - Suszenie w eksykatorze: Próbki umieszczane są w eksykatorze, stałej komorze zawierającej materiał pochłaniający wilgoć, który zatrzymuje wilgoć z ogólnego klimatu. Eksykator jest utrzymywany w określonej temperaturze i czasie.
- Technika B - Suszenie w piecu: Próbki umieszcza się w wentylowanym piecu utrzymywanym w kontrolowanej temperaturze przez określony czas. Ta technika jest w dużej mierze szybsza niż suszenie środkiem pochłaniającym wilgoć, jednak może być mniej odpowiednia dla tworzyw sztucznych wrażliwych na ciepło.
Oszacowanie zawartości wilgoci: Zawartość wilgoci w próbce/próbkach jest sprawdzana poprzez pomiar jej ostatniej masy w stosunku do masy podłoża i podzielenie różnicy przez masę podłoża.
W każdym razie sama zawartość wilgoci nie da pełnego obrazu. Dodatkowe czynniki mogą mieć wpływ na wyniki eksperymentów i należy je wziąć pod uwagę dla dokładnego zrozumienia.
- Wielkość próbki i matematyka: wielkość i stan próbek testowych mogą wpływać na szybkość i stopień odprowadzania wilgoci podczas suszenia. Norma wskazuje określone aspekty ograniczające te odmiany.
- Temperatura i czas suszenia: wybrana temperatura i czas suszenia mogą mieć wpływ na ilość usuniętej wilgoci.
- Właściwości materiału: właściwości wewnętrzne tworzywa sztucznego, takie jak hydrofilowość, mogą mieć wpływ na zdolność tworzywa do zatrzymywania wilgoci.
Ocena zawartości wilgoci: Podczas gdy test ISO 15512 podaje ilościowy udział zawartości wilgoci, dodatkowe procedury mogą dostarczyć trochę wiedzy na temat składników wilgoci z tworzywami sztucznymi. Strategie te mogą obejmować:
- Miareczkowanie Karla Fischera: Ta naukowa metoda daje niezwykle precyzyjną ocenę zawartości wilgoci w szerszym zakresie materiałów, w tym tworzyw sztucznych. Jest ona szczególnie cenna w przypadku materiałów o niskim poziomie wilgoci.
- Różnicowa kalorymetria kontrolna (DSC): Strategia ta pozwala na identyfikację obecności wilgoci poprzez oszacowanie strumienia intensywności związanego z jego zanikaniem podczas kontrolowanego cyklu ocieplenia.
- Grawimetryczna sorpcja oparów (GVS): Ta metoda mierzy różnicę mas w materiale, gdy pochłania lub desorbuje wilgoć w kontrolowanych warunkach wilgotności. Zapewnia ona istotne informacje na temat izotermy sorpcji wilgoci w plastiku, która opisuje, w jaki sposób zawartość wilgoci zmienia się wraz z wilgotnością względną.
Konsolidując informacje testowe ISO 15512 z danymi z tych integralnych metod, badacze i specjaliści ds. materiałów uzyskują pełne zrozumienie tego, jak wilgoć łączy się z różnymi tworzywami sztucznymi. Norma ISO 15512 jest powszechnie stosowanym i znormalizowanym podejściem do określania zawartości wilgoci w tworzywach sztucznych. W każdym razie, nie jest to jedyna dostępna technika.
Odwilżanie
Tworzywa można osuszyć albo odwilżyć. Odwilżacze do tworzyw działają przy użyciu specjalnego granulatu, który w sposób odpowiedni wchłania powstałą wilgoć, a także zapobiega powstawaniu nieestetycznych smug, które mogłyby wpłynąć na wygląd końcowego produktu. Suszenie materiału przy użyciu odwilżaczy jest najskuteczniejszą formą pozbycia się nadmiaru wody. Ideą zastosowania odwilżacza do tworzyw, podobnie jak suszarki, jest dostarczenie do układu plastyfikującego granulatu w postaci gwarantującej uzyskanie wyrobu o bardzo wysokiej jakości i nieposiadającego żadnych wad. Stosowanie materiałów o własnościach higroskopijnych, pochłaniających wilgoć na wskroś (nie tylko powierzchniowo), wymaga zastosowania urządzenia umożliwiającego skuteczny jej odbiór.
Podsumowanie
Wady związane z wilgocią stanowią poważne wyzwanie w formowaniu wtryskowym, wpływając na jakość, spójność i wydajność produktu. Wdrażając proaktywne środki, takie jak właściwe przechowywanie żywicy, wstępne suszenie, monitorowanie wilgotności i zoptymalizowane warunki przetwarzania, można skutecznie ograniczyć ryzyko związane z wilgocią i zapewnić produkcję wysokiej jakości części formowanych wtryskowo. Ostatecznie opanowanie zarządzania wilgocią jest niezbędne do osiągnięcia spójnych wyników i spełnienia rygorystycznych standardów jakości w operacjach formowania wtryskowego.
Dzięki skutecznej kontroli wilgoci w całym procesie formowania producenci mogą minimalizować wady i optymalizować wydajność produkcji.
Marta Lenartowicz-Klik
