DE1916887A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Zerbrechlichkeit eines starren Kunststoffes - Google Patents

Description

Anm.: Solvay & öie. Societe Anonyme
33 Rue du Prince Albert
Brüssel 5 /Belgien

Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Zerbrechlichkeit eines starren Kunststoffes.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung der Zerbrechlichice it eines starren Kunststoffes.

Bs ist bekannt, daß Fertigprodukte aus starrem Kunststoff einen Sprödbruch erleiden können, wenn sie der Einwirkung von Spannungen bzw. Beanspruchungen ausgesetzt sind. Dieser Sprödbruch eines !Fertigproduktes ist ein Phänomen, welches sich komplex zeigt, und die Erfahrung zeigt, da3 Schlagversuche, wie sie bisher mit Proben bzw. Probestäben durchgeführt worden eind, häufig nicht in der Lage sind, ein genaues Bild von der Zerbrechlichkeit eines Fertigproduktes zu geben. Es ist überdies hinzuzufügen, daß z.Zt, keine Übereinstimmung darüber besteht, welcher Schlagversuchsart von den bisher in der Praxis durchgeführten Schlagversuchen der Vorzug zu geben ist.

Beispielsweise kann man in der Literatur zahlreiche Ergebnisse erhalten, die durch,Schlagzähigkeitsversuche nach IZOD und CHAHPY erhalten sind, «lobei es sich zeigt, dai3 das praktische Verhalten bestimmter harzartiger Stoffe bzw. Kunststoffe in der Gestalt von geformten produkten oder zusammengesetzten Produkten nicht immer mit dem Verhalten übereinstimmt, welches die Ergebnisse dieser Versuche erwarten lassen» die an kleinen Proben durchgeführt worden sind. So erreicht die bei 2o°C erhaltene Schlagzähigkeit nach IZOD bei gekerbten Proben 4 - 5 kg . cm/cm für ein Polykarbonat, während diese Schlagzähigkeit bis zu 6 oder 8 kg . cm/cm für bestimmte nicht veΓΟΟ 9 Ö4S /0982

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stärkte Polyvinylchloride gehen kann, die jedoch bekanntlich bei weitem zerbrechlicher sind. . .

Tatsächlich läuft die Untersuchung der Zerbrechlichkeit eines Fertigproduktes auf drei Punkte hinaus: ·

1. Abschätzen bzw. Auswerten der Energie, welche erforderlich ist, um sich in dam Ausgangsmaterial einen Riß bzw. Sprung von Fehlstellen gegebener Dimensionen ausbreiten zu lassen; _j

2. Abschätzen bzw. Auswerten der Dimensionen und Anzahl der Fehler, welche in dem Ausgangsmaterial und darauf in dem Fertigprodukt vorhanden sind und Abschätzen ihrer Folgen auf die Riß- bzw. Spaltbildune·;

3· Abschätzen bzw. Auswerten der Verteilung und Intensität der Spannungen, die in dem Fertigfabrikat präexistieren.

Die beiden ersten Faktoren ermöglichen es, das Ausganrrsharz zu charakterisieren und der dritte Faktor charakterisiert die Formgebung des Fertigfabrikatis.

Es ist offensichtlich, da3 die Xenntnis dieses letzten Faktors der Verteilung und Intensität der in dem Fertigfabrikat ·präexistierenden Spannungen nur erlangt werden kann, indem man Versuche an dem Fertigfabrikat unter Bedingungen ausführt, die so eng wie möglich den in der Praxis herrschenden Bedingungen angepaßt sind. Diese Versuche .rechtfertigen jedoch nicht.einen genauen Vergleich der Ausgangsstoffe unter dem Gesichtspunkt der Zerbrechlichkeit, da die Resultate, die sie zu registrieren gestatten, in großem Umfang abhängig von den Anwendungs- bzw. Einsatzbedingungen sind.

Der Schlagzähigkeitsversuch unter Zug, der dsrSn besteht, eine Probe in Form einer Hantel, die vorzugsweise einen ausreichend langen, rechteckigen Mittelteil aufweist, mittels einer Einrichtung nach Art eines Pendels oder nach jfcrfe eiiciss Fallgewichtes einem schnellen einachsigen Zug zu uüte^rwerfsa'und

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im. ersten EaIl die absorbierte Energie und im zweiten die Energie zu registrieren, die erforderlich igt, um den Bruch der Probe hervorzurufen, kann innerhalb gewisser Grenzen sehr nützliche •linweiss für die untersuchung der Zerbrechlichkeit eines Basisinaterials bzw. Ausgangsinaterials geben.

Auf diese Weise ist man infolge der Tatsache, daß man eine nicht gekerbte Probe benutzt, um diesen Versuch durchzuführen, und daß die Spannungen in allen Querschnitten der Probe

daß der

von dem Querschnitt ausgehen wird, der durch das Vorhandensein dsr größten Fehlerstelle charakterisiert ist.

LIan kann daher zugeben, daß dieser Test sich als sehr nützlich erweisen kann, um eine gewisse Kenntnis der Dimension und der Anzahl der in einem gegebenen Werkstoff vorhandenen Fehlerstellen zu erhalten. Er gibt jedoch keinen Hinweis bezüglich der Kraft, die notwendig ist, um einen Sprung oder Biß auszubreiten. Er ermöglicht es daher nicht, die erste der drei Berechnungen auszuführen, welche oben erwähnt sind und die erforderlich sind, um die Widerstandsfähigkeit eines Werkstoffes gegen einen Sprödbruch zu bestimmen.

Es ist daher wichtig, diese Kraft bzw. Energie zu kennen, und die Annielderin hat jetzt ein Verfahren zur Messung dieser Kraft bzw. Energie geschaffen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man die kritische Spannung mißt, von der ab eine genormte Probe des zu untersuchenden Stoffes, die einer in Probenlängsrichtung wirkenden Zugspannung.-ausgesetzt ist, einen Sprödbruch erleidet, wenn man gegen die Flanke der Probe einen kerbähnlichen Schlag bestimmter Kraft in einer Richtung, die senkrecht zur angelegten Spannung wirkt, ausübt.

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Gemäß diesem Verfahren bestimmt man demzufolge die Schlagzähigkeit unter Vorspannung des untersuchten Werkstoffes, d.h. die einachsige Spannung, die an eine Probe genormter Dimension angelegt wird und die in kg/cm ausgedrückt wird, von der an ein Schlag, der die Probe unter genau definierten Bedingungen kerbt, Anlaß gibt zur unmittelbaren Ausbreitung bzw. Fortpflanzung eines Sprödbruches in einer Richtung, die senkrecht zur angelegten Zugkraft liegt.

Der wesentliche Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß es die Trennung der Faktoren gestattet, die ,-beim Sprödbruch von Kunststoffen von Bedeutung sind. , ....

Das Verfahren ermöglicht es in der Tat, vorbehaltlich, daß die ausgewählte Schlagenergie gering ist, genau die einfache Verteilung der Spannungen um einen Bruch bekannter Dimensionen zu definieren, der sich quer durch das Material fortpflanzen soll.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es daher, die Fähigkeit eines Kunststoffes gegebener Art zu charakterisieren, uriör Spannung und Schlageinwirkung bestimmter Intensität einen Initialsprung bzw. -riß von einer Fehleratelle bekannter Größe sich ausbreiten zu lassen, so daß es demzufolge möglich ist, das erste der oben erwähnten Kriterien für die Berechnung der Zerbrechlichkeit eines gegebenen Werkstoffes zu erhalten.

Die Anmelderin hat gleichfalls eine Vorrichtung geschaffen, die insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.

Diese Vorrichtung, die innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung liegt, ist dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Sockel bzw. ein Gestell aufweist, der bzw» daB mit einer Einrichtung, durch die eine Probe einer meßbaren Zugkraft unterworfen werden kann und einer Einrichtung ausgerüstet ist, durch

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die ein Schlag nach Art eines Kerbschlages mit bestimmter Kraft gegen das Zentrum dieser Probe und in einer Richtung, die senkreoht zur Richtung der Zugkraft ist, der die Probe unterworfen ist, ausübbar ist.

Die Einrichtung, duroh die eine meßbare Zugkraft auf die Probe ausgeübt werden kann, enthält erfindungsgemäß zwei Spannbaoken, von denen die eine an einen Kraftmesser bzw. ein Dynamometer und die andere an ein Belastungssystem angeschlossen ist.

Die Einrichtung, durch die ein Schlag nach Art eines Kerbschlages bestimmter Kraft gegen das Zentrum der Probe und in einer Richtung, die senkrecht zur Richtung der Zugkraft liegt, der die Probe unterworfen ist, ausübbar ist, besteht erfindungsgemäß aus einem Pendel, dessen Kopf ein Metallkörper bzw. Metallhammer ist, der eine Lamelle bzw. Hammerachneide enthält, die in einem in der Basis des Metallkörpers bzw. Metallhammers vorgesehenen Vertikalschlitz befestigt ist. Dieses Pendel ist erfindungsgemäß mit einem System ausgerüstet, welohes seine Blockierung in bestimmten Stellungen und seine plötzliche Freigabe aus diesen Stellungen ermöglicht.

Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung ist im Detail in der folgenden Beschreibung erläutert. Es versteht aioh jadoch, daß diese Beschreibung, die ausschließlich illustrierenden Charakter hat, keineswegs den Gedanken der Erfindung einschränkt, da die beschriebene Vorrichtung Gegenstand zahlreicher Varianten sein kann.

In der folgenden Beschreibung ist auf die Figuren der beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, von denen

Fig. 1 einen teilweisen Aufriß und eine teilweise Schnittansicht einer erfindungagemäßen Vorrichtung ist,

Fig. 2 eine Sohnittansicht und Profi^ansicht von der rechten Saite der Fig. 1 her ist.

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Wie die Figuren es darstellen, enthält die Vorrichtung einen Sockel 1, der mit Höhenstellschrauben 2 ausgerüstet ist und zwei Arme 3 und 4 sowie ein Gehäuse 5 trägt.

Die Zugeinrichtung enthält zwei Spannbacken.6 und 7, eine Kraftmeßeinrichtung bzw. ein Dynamometer 8 und eine Belastungseinrichtung 13.

Die erste Spannbacke 6, die mit einer Tlemmschraube S für P die Probe E ausgerüstet ist, ist mit einer Stange 1o fest verbunden, die die im unteren Ende des Armes 4 angeordnete Lagerbuchse 11 durchdringt und direkt an den Kraftmesser 8 angeschlossen ist, dessen Skalenscheibe 37 im Gehäuse 5 angeordnet ist und direkt eine Skalenteilung in kg/cm aufweist.

Die zweite Spannbacke 7, die ebenfalls mit einer ICLemm-

sohraube 12 für die Probe E versehen ist, ist fest mit einer Spindel
Uϋη 13 verbunden, die mit einem Handrad 14 verkeilt ist.

Die se XXWÖxsäSÄiiWjgft 13 durchdringt einen Gewindering 15, der am unteren Ende des Armes 3 befestigt ist.

Auf diese Weise genügt es, wenn eine Probe E zwischen den Spannbacken 6 und 7 eingespannt iat, das Handrad in der entsprechenden Richtung zu verdrehen, um die Probe einer Zugkraft zu unterwerfen, die von der Kraftmeße inr ichtung gemessen wird.

■m -

Die Enden der Arme 3 und 4 tragen Lagerbuchsen 16 und _ 17", die untereinander mittels einer runden Welle 18 verbunden sind, die in Kugellagern 19 und 2o gelagert ist.

Diese Welle trägt in ihrer Mitte ein Pendel 21, das an seinem Ende mit einem U-förmigen Metallkörper bzw. iletallhammer 22 versehen ist. Der mittlere Teil der Basis dieses lletallkörpers weist einen vertikalen Schlitz auf, in den eine Metalllamelle bzw. Hammerschneide 23 eingesetzt ist, deren aus dem Schlitz vorspringende Höhe in sehr genauer Weiöe mittels der

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—. 7 —
Πtellschraube 24 eingestellt werden kann.

Der Arm 4 trägt weiterhin eine mit einer Winkelgradskala versehene feste Scheibe 25 und einen Blackierarm fur das Pendel

Der Blockierarm 26 kann frei um die Welle 18 verschwenkt werden und in einer beliebigen Stellung mittels der Schraube arretiert werden, die ihn mit der festen Skalenscheibe 25 verriegelt.

Dieser Blockierarm weist außerdem ein Fenster 23, das auf der festen Scheibe 25 das Ablesen seines Neigungswinkels relativ zur Vertikalen gestattet, und eine BUgeleinheit 29 auf, die mittels des Druckknopfes 31 die Verriegelung und Entriegelung der Verlängerung 3o der Pendelstange gestattet·..

Eine im Arm 3 untergebrachte Einrichtung 32 ermöglicht mittels der Rändelschraube 33 eine begrenzte Verschiebung der Welle 18 in Richtung der Yfellenlängsachse.

Ein Anschlag 35, der mit einem stoßabsorbierendem Element 36 versehen ist, bringt das Pendel 21 zum Stillstand, wenn dieses die Probe E zerbrochen hat.

Die Länge des Pendels 21 ist im Übrigen derart, daß in der Pendelruhe stellung die Lamelle 23 gegen die Rtiekseite der Probe E anliegt.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist sehr einfach. Es genügt, eine Probe E mittels der ICLemmschrauben 9 und 12 zwischen den Spannbacken 6 und 7 einzuspannen und die Probe durch Verdrehen des Handrades 14 einer bestimmten Zugkraft auszusetzen, die von der Kraftmeßeinrichtüng 8 auf der. Skalenscheibe 37 angezeigt wird. Danach verschiebt man durch Verdrehen, der randelschraube 33 die Welle 18 in axialer Richtung

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derart, daß die Lamelle 23 sich gegen das Zentrum der Probe E anle gt.

Danach befestigt man den Blockierarm 26 in Abhängigkeit von seiner gewünschten Neigung und verriegelt die Pendelverlängerung 3o mittels der Bügeleinheit 2⁽j.

Es genügt dann, gegen den Druckknopf 31 zu drücken, um das Pendel freizugeben, dan gegen die Probe E mit einer Kraft und Geschwindigkeit schlägt, welche leicht bestimmbar 3ind, da man das Γτβwicht der Pendelanordnung und den Neigungswinkel des Blockierungsarms kennt. 5 ^: *;

V^renn es sich als notwendig erweist_# kann man die Stoßenergie des Pendels erhöhen, indem man das Gewicht des LCetallkörpers 22 durch Hinzufügen von Zusatzplättchen vergrößert.

Die Bestimmung der Schlagzähigkeit unter Vorspannung eines gegebenen Materials mittels der beschriebenen Vorrichtung kann in folgender Weise erfolgen.

Lian arbeitet vorzugsweise bei 2o°C und in einer Atiaosphäre von 65 i° relativer Feuchtigkeit; der Versuch kann jedoch auch bei anderen Temperaturen durchgeführt werden.

LTan fertigt eine Reihe-von Proben des zu untersuchenden Materials an, vorzugsweise von Proben der Type I gemäß ISO R 527 - 1966.

Man befestigt in dem Schlitz des Metallkörpers eine Lamelle in der Art., daß die aus dem Schlitz herausragende Höhe dieser Lamelle z.B. o,6 mm beträgt, und man arretiert den Blok-.kierarm unter einem solchen Neigungswinkel, daß die Stoßenergie z.B. 4 kg . cm beträgt. ■ · \ ,· . .:

. Lian befestigt eine Probe zwischen den -.Spannbacken S und 7 und setzt diese Probe mit konstanter Geschwindigkeit unter

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Spannung. Die Auswahl der für den ersten Versuch einzustellenden Spannung ergibt sich aus der Erfahrung. Wenn das zu untersuchende Produkt vollkommen unbekannt ist, wird irgendeine beliebige Anfangsspannung gewählt.

Nachdem man sich vergewissert hat, daß das Pendel gegen die Probenmitte schlagen wird, gibt man dieses Pendel frei. Wenn die Probe nicht bricht, wird sie durch eine andere Probe ersetzt, die einer höheren Zugspannung unterworfen wird, bevor unter ansonsten gleichen Bedingungen gegen sie geschlagen wird. V/enn diese zweite Probe nicht bricht, wird die Spannung weiter erhöht. V/enn im Gegensatz dazu ein Bruch erfolgt, vermindert man die Spannung, bis man eine Größe des Nicht-Brechens erreicht, von wo ab man die Spannung von neuem erhöht.

Man ermittelt auf diese Weise eine Spannung, die 5o fo von zerbrochenen Proben und 5o f> von nicht zerbrochenen Proben entspricht, wobei man diese Spannung als kritische Spannung oder Schlagzähigkeit unter Vorspannung bezeichnen kann.

Die Auswertung der untersuchten Proben zeigt, daß:

- alle Proben, die unter der Schlageinwirkung unterhalb der Kriechspannung brechen, spröde brechen,

- bestimmte Produkte nach dem Schlag, bevor die Kriechspannung erreicht worden ist, nicht spröde brechen, sondern einreißen.

In diesem Pail ist man übereingekommen, daß ,das Produkt unter den Testbedingungen nicht spröde ist.

- alle Proben, die nicht brechen, nur geringe Eindringspuren in der Umgebung der Schlagstelle tragen. Wenn jedoch die verwendete Spannung gleich oder größer igt al§ die Schlagz^hig-

unter Vp.rs.pann.ung·, k§nij. der Riß bzw. Sprung, <|er dann stets eifern j&e.|ir. oj§r weniger großen Ipreipji plastischer VeirfQr-

f iiiilSiil--- -^: - ■■■ ■ ' ^BÄD

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Die Ergebnisstreuung, die bei dar Auswertung bzw. Untere suehung von homogenen Produkten beobachtet wird, igt üblicherweise sehr gering. Sie wird charakterisiert durch den Abstand, der die Spannungen trennt, bei denen es 1o γ> bzw. 9o ^ Brüche gibt. Das heißt mit anderen Worten, daS der Übergang eines Haterials vom nicht kritischen Zustand zum kritischen Zustand plötzlich ist. Dieser Übergang durch die kritische Spannung ist charakterisiert durch eine schnelle Veränderung das Aussehens des durch den Schlag der Lamelle erzeugten Risses, bzw, Spaltes,

Um die gemäß dem erfindungsgemäflen Verfahren und mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführten Versuche zur Untersuchung der Schlagzähigkeit unter Vorspannung reproduzierbar und vergleichbar zu machen, ist es erforderlich, die Versuchsbedingungen zu fixieren, die einen Einfluß auf die erhaltenen Ergebnisse haben. Diese Faktoren sind: Die Auswahl der Lamelle, die Höhe de3 aus dem Schlitz herausragenden Lamellen-. teila, die Anwendungsgeschwindigkeit und die Kraft des Schlages.

Unter den hauptsächlichen, bei der Auswahl der Lamelle zu genügenden Erfordernissen ist Grund vorhanden, festzustellen, daß diese folgende Eigenschaften aufweisen mu3:

- eine hohe mechanische Scnneidhaltigkeit,

- einen sehr geringen TTinkel, um die Effekte des Auseinander Spreizens der Lippen dea erhaltenen Hisses bzw. Spaltes zu vermeiden, *

- eine sehr gute Beständigkeit gegen Oxydation.

Es ist gleichfalls von Bedeutung, auf die Konstanz der Merkmale bzw. Eigenschaften (Winkel, Dicke, Zentrierung des Schlagwinkela) der unter Umständen im Verlauf einer Versuehsaerie hintereinander verwendeten Lamellen zu achten.

Bei a^len bisher αμΓο|ι^führten derin stetg Lamellen der Markg S Sehne id winkel von 24? verweiM|e1«

Versuchen Mt die Anmel^. Mr. ^ 9-9-1 ■ -ift|| tiaem die se. L§me,^l§n dprcli

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Nachbearbeitung auf eine rechteckige Form von 13 mm ideinert worden waren.

12 mm ver-

Die drei anderen Veränderlichen - herausragende Höhe der Lamelle, Anwendun/rsgeschwindigkeit und Kraft des Schlages - haben einen sehr wesentlichen Einfluß auf die Höhe der Schlagzähigkeit unter Vorspannung.

Der erste Paktor wird durch Einwirken auf die Stellschraube 24 bestimmt und die Höhe soll dicht bei o,o2 mm liegen. Die beiden anderen Faktoren werden nach Belieben eingestellt, indem auf den Neigungswinkel des Pendels und auf die Ilasse bzw. das Gewicht des I.ietallkörpers 22 eingewirkt wird.

Die folgende Tabelle gibt in beispielhafter Weise flir ein bleistabilisiertes Polyvinylchlorid die Veränderung der Schlagzähigkeit unter Vorspannung als Funktion der Lamellenhöhe und der Schlagkraft wieder, wobei das Gewicht der metallischen Hasse konstant ist.

Tabelle

Lamellenhöhe

Sehlagkraft

ke i t

unter Vorspannung

mm

kg. cm

1,5 1,5 o,6 o,6 o, 6 o,3 o,3 o,3

1o o,5 1o

o,2 1o 4 o,2

4o 21o 114 12o 415 25o 365 55o

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Man stellt folglich fest, daß die nach:dem'den Gegen-' stand der Erfindung ausmachenden Verfahren gemessene Schlagzähigkeit unter Vorspannung sehr stark in Abhängigkeit von der Auswahl dieser Veränderlichen variieren kann. Die sehr zahlreichen bisher durchgeführten Versuche mit verschiedenen Polymeren haben gezeigt, daß die Wahl eines einzigen Komplexes von Schlagfaktoren nicht gerechtfertigt werden konnte.. In Wirklichkeit existieren für eine derartige Summe von Versuchsbedingungen stets spröde bzw. zerbrechliche: Produkte mit einer; sehr niedrigen Schlagzähigkeit unter Vorspannung und andere bei weitem wi- ψ ■ derstandsfähigere Produkte, die nicht zerbrochen werden konnten"„ Es ist demzufolge schwierig, genau die Kunststoffe zu ordnen, die eine Schlagzähigkeit unter Vorspannung aufweisen, welche diese Stoffe an die beiden Enden der Keßzone stellt. ■

Es hat sich demzufolge als notwendig erwiesen, eine begrenzte Anzahl von Bedingungskategorien zu unterscheiden, von denen für jede die Versuchsbedingungen genau definiert, jedoch von einer Kategorie zur anderen veränderlich sind, und zwar von den sanftesten bis zu den schärfsten Versuchsbedingungen. Diese

Art des Vorgehens hat den Vorteil, die gesamte Skala von Schlagweit auszubreiten Zähigkeiten unter Vorspannung äusaäaäsoi^uj^sr^fkiyäiacscsixaaiQ^SßX und eine genauere Einordnung der Produkte zu ermöglichen.

Nach vorläufiger Prüfung sind die von der Anmelderin angenommenen Versuchsbedingungen auf-folgende. Weise festgelegt worden:

- gemäßigte Bedingungen: o,3 mm Lamelle für einen Schlag von 4 kg . cm, . .

- normale Bedingungen} o,6 mm Lamelle für einen.Schlag von 4 kg . cm, - , ~ "_ -

- strenje Bedingungen: 1,4'mm Lamelle für einen Schlag . von 1o kg., ca.

Um den Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens für das. Erhalten einer besseren Kenntnis der Sprödigkeit bzw. Brüchig- -

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keit von Kunststoffen zu demonstrieren, hat die Anmelder in insbesondere mittels des beschriebenen Verfahrens die Wirkung von Kalziumkarbonatzusätzen auf die Zerbrechlichkeit bzw. Brüchigkeit von Polyvinylchlorid untersucht.

Für diese Untersuchung hat man ein Polyvinylchlorid BSNVIO ER 932, hergestellt von der Firma Solvic, und ICalziumkarbonate verschiedener Abstammung verwendet, nämlich das Produkt SOCAL IJ₁ Sp der Firma Solvay & Oie. und zwei andere Handelsprodukte mit den Bezeichnungen A und B.

Die in den beiliegenden Figuren 3 und 4 wiedergegebenen Diagramme zeigen jeweils die Veränderungen der Schlagzähigkeiten unter Vorspannung und unter Zug des untersuchten Polymeren als Funktion vom prozentualen Anteil der verschiedenen Zusätze, wobei das Diagramm gemäß Fig. 3 mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgestellt-wurde.

Bei diesem Diagramm ist über der Abszisse der Prozentsatz des Zusatzstoffes in Volumenteilen auf hundert Teile des Kunststoffes und über der Ordinate die Schlagzähigkeit unter Vorspannung, ausgedrückt in kg/om , bzw. die Schlagzähigkeit unter Zug, ausgedrückt in kg . cm/cm , angegeben.

Bei jedem der Diagramme zeigen die Kurven A, B, 0 die Veränderungen entweder der Schlagzähigkeit unter Vorspannung oder der.Schlagzähigkeit unter Zug in Abhängigkeit von dem jeweiligen Anteil.der Zusatzstoffe A und B und SOCAL ^ui^sp ^^m Harze.

Der punktierte Teil der Kurven A und C in Fig. 3 zeigt, daß man bei verhältnismäßig hohen Anteilen an Zusatzstoffen feststellen kann, daß das Harz die Neigung zum Fließen bzw. Kriechen hat.

Bei der lektüre der Diagramme stellt man fest, daß*

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- die Zugabe von Zusatzstoffen eine Erhöhung der Schlagzähigkeit unter Vorspannung der Harze zur Folge hat, wobei.der Zusatzstoff A und der Zusatzstoff SOCAL U₁-S₂. (Surve C) besonders wirkungsvoll sind, da die Schlagzähigkeit unter "Vorspannung umso höher wird, je höher der prozentuale Anteil des Zusatzstoffea ist, - "■

- die Zugabe von Zusatzstoffen einen nachteiligen Einfluß auf die Schlagzähigkeit unter Zug hat. Bei kleineren Dosen, 5 - 1o Teile auf 1oo Teile Harz, bleibt die Schlagzähigkeit unter Zug in den günstigeren Fällen erhalten, um oeharf abzufallen^ wenn der Anteil an Zusatzstoff höher wird.

Da die Schlag- bzw. Stoßfeatigkeit die Eeaultiarende dieser beiden divergierenden Effekte ist, wird diese Schlagfestigkeit bei der Dosis an Zusatzstoff ein Maximum sein, welche die höchste Schlagzähigkeit unter Vorspannung bei gleichzeitiger Beibehaltung einer guten Schlagzähigkeit unter Zug liefert.

Aufgrund dieser beiden Anordnungen kann man schließen, daß:

- der Zusatz von 1o Teilen SOCAL U₁S₂ oder des Zusatzstoffes A zu dem untersuchten Harz seine Zerbre chile ßkeii|her absetzt,

- der Zusatz von 2o Teilen dieser Zusatzstoffe zu dem Harz gleichzeitig die Leichtigkeit der Ausbreitung bzw. fortpflanzung der Brüche, und die Kohäsion des Harzes herabsetzt. Da diese beiden Effekte sich widersprechen, ergibt es sich, daß das Produkt, welches aus diesem Harz gebildet ist, !bei einem Schlag durch Heißen zerbrechen wird ohne Fortpflanzung bzw. Ausbreitung des Bruches.

Man kann daraus schließen, daß das erfindungsgemäße Verfahren in Verbindung mit dem Sohlagzähigkeitsversueii unter Zug ein sehr genaues Bild von der Zerbrechlichkeit der untersuchten Stoffe geben kann.

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Claims (1)

1. Anm. : 3olvay & öio. Societe Anonyme

   P a te nt anspräche

   1.) Verfahren zur Ivies sung der !Zerbrechlichkeit eines ctarreiTiCunst stoff es, dadurch gekennzeichnet, ά a :3 Han die kritische Spannung w±3t, von der ab eine genormte Probe des zu untersuchenden-Stoffes, die einer in Längsrichtung wirkenden Zugkraft ausgesetzt ist, einen Sprö'dbruch erleidet, wenn man ^egen die Planke der Probe einen kerbähnlichen Schlag bestimmter -Craft in einer Richtung senkrecht zur angelegten Spannung ausübt.

   G.

   2 J Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Sockel bzw. ein Gestell aufweist, der bzw. das mit einer Einrichtung, durch die eine Probe einer meßbaren Zugkraft unterworfen werden kann, und einer Einrichtung ausgerüstet ist., durch die ein Schlag nach Art eines EerfoSchlages mit bestimmter Kraft gegen das Zentrum dieser Probe und in einer Richtung senkrecht zur Richtung der Zugkraft ausübbar ist.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, durch die auf die Probe eine meßbare Zugkraft ausüfobar ist, zwei Spannbacken (6,7) aufweist, von denen die eine an einen Kraftmesser bzw. ein Dyanometer (8) und die andere an ein Belastungssystem (13) angeschlossen ist.

   4-. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß clie Einrichtung, durch die ein Schlag mit festgesetzter Schlagenergie kerb schlagartig gegen dae Zentrum dieser Probe senkrecht zur Sichtung der Zugkraft,

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   der die Probe unterworfen ist, ausübbar ist, ein Pendel auf- - weist, dessen Kopf ein Metallkörper bzw. ivJetallhaiamer ist, der eine Lamelle bzw. Hammerschneide enthält, die in" einem in der 73asis des Metallkörpers bzw. Metallhammers vorgesehenen Vertikalschlitz befestigt ist. ·■ '

   5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η :, 3 ichnet, .daß- die aus dem Schlitz hervorstehende Höhe der Lamelle bzvu Hammer schneide auf eine Größe eingestellt ist, die nahe-bei o,o2 mm liegt. ·

   6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c br <? e k e η η ζ e i c h η e t, . d a /ß das Pendel mit einem. System ausgerüstet ist, welches seine Blockierung in bestimmten Stellungen und seine plötzliche Freigabe aus diesen' Stellungen ermöglicht.

   7. Vorrichtung, v/ia sie unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben ist. - - . .

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