آزمایشگاه خواص فیزیکی مکانیکی
آزمایشگاه خواص فیزیکی و مکانیکی دانشکده مهندسی پلیمر در سال 97 تاسیس گردید. این مجموعه با هدف فعالیت های آموزشی و پژوهشی برای دانشجویان مقاطع کارشناسی و تحصیلات تکمیلی ایجاد گردید و دارای امکاناتی نظیر دستگاه ناچ زن ،دستگاه MFI، دستگاه Vicat &HDT،دستگاه تست ضربه،هود، هیترر استیرر،آون خلا و آون معمولی می باشد . همچنین این آزمایشگاه با امکانات مذکور پاسخگوی عموم مراجعان از صنعت و جامعه دانشگاهی می باشد.
دستگاه اندازه گیری شاخص جریان مذاب (MFI)
اندازه گیری سهولت جریان مذاب یک پلیمر گرمانرم است. یکای شاخص جریان مذاب (MFI)، به صورت جرم پلیمر مذاب عبور کرده از یک سوراخ دای) بر حسب گرم با قطر، طول و فشار معین در ده دقیقه در دمای مشخص (پلی اتیلن ۱۹۰ درجه سانتیگراد و پلی پروپیلن ۲۳۰ درجه سانتیگراد) تعریف شده است.
در واقع می توان این‌طور تعریف کرد که شاخص جریان مذاب، جرم پلیمری بر حسب گرم است که در مدت ده دقیقه (gr/10 min) از میان یک روزنه (Die) با قطر و طول ثابت در دمای ثابت بیرون می‌آید، و این در حالی است که وزنه استانداردی بر روی پیستون محفظه رانش که حاوی حدود سه گرم (تا ۸ گرم) پلیمر است، قرار دارد.
شاخص جریان مذاب تا حدودی اما نه دقیق( نسبت معکوس با گرانروی مذاب)دارد. بنا براین با افزایش وزن مولکولی متوسط، کاهش مییابد. شاخص جریان مذاب بالاتر، نشان دهنده روانی بیشتر در دماهای فرآورش است. این نماد در اصل برای نشان دادن ویژگی‌های سیلانی (روانی) به عنوان معیاری از قابلیت اکسترود شدن است. به طور کلی با افزایش شاخص جریان مذاب، استحکام کششی، مقاومت پارگی، دمای نرم‌شدن و چقرمگی پلیمر کاهش مییابد .
برای شناسایی خواص پلیمرها، آزمایش‌های گوناگونی در آزمایشگاه‌های معتبر انجام میگیرد که بسیاری از این آزمایشات وقت‌گیر و دارای هزینه‌های زیادی است. اما در صنعت به دلیل لزوم شناسایی سریعتر خواص فرایندی پلیمرها از شاخص MFI: melt flow index استفاده می‌شود. این شاخص به نوعی نشان‌دهنده بزرگی دانسیته مولکول پلیمری و درنهایت روانی مذاب پلیمری در شرایط آزمایشگاهی است.
استاندارهای مورد استفاده برای اندازه گیری، MFI ASTM D1238 و ISO 1133 هستند. اساس کار بدین صورت است که نمونه در یک استوانه تحت دما و نیرویی که از طرف وزنه بالای آن اعمال می‌شود، قرار میگیرد. تحت این شرایط مذاب آن شروع به خروج از منفذ تعبیه‌شده در پایین آن میکند. مقدار خروجی آن در زمان‌های معین توسط کاتر خودکاری برش خورده و در نهایت همه بریده‌ها بصورت تکی وزن و وزن میانگین اندازهگیری می‌شود. طبق فرمولی مقدار MFI جسم تعیین می‌شود. در شکل زیر شماتیکی از این دستگاه دیده می‌شود.
مقدار MFI محصول تابعی از جرم مولکولی پلیمر است. هر چه مقدار MFI محصول بیشتر باشد، مذاب پلیمری روان‌تر است و در دمای پایین‌تری فرآیند انجام می‌شود.
نکته: عبارات MFI با MFR (Melt flow rate) هم معنی هستند.
کاهش در مقدار MFI باعث:
· افزایش سختی
· افزایش استحکام کششی
· افزایش در استحکام نقطه تسلیم
· افزایش مقاومت در برابر خزش
· افزایش چقرمگی
· افزایش دمای نرم شدن
· افزایش مقاومت در برابر تنش ترک
· افزایش مقاومت شیمیایی
· افزایش وزن مولکولی
· کاهش جلا و براقیت
· کاهش نفوذپذیری
می‌شود.
دستگاه اندازگیری دمای نرم شدگی
این دستگاه برای اندازهگیری دمای نقطه نرمی وایکات (Vicat Softening Point) و دمای تغییر شکل تحت فشار (Heat Deflection Temperature) پلاستیکها میباشد. نمونه داخل مجموعه نگهدارنده قرار گرفته و سپس کل مجموعه داخل حمام روغن قرار میگیرد. و دمای روغن با سرعت مشخص شده افزایش مییابد. برای آزمون HDT دمایی که در آن نمونه به میزان 25/0 میلیمتر دچار خمش میگردد بعنوان نتیجه آزمون ثبت و گزارش میگردد. برای آزمون VST، دمایی که در آن سوزن استاندارد به میزان 1 میلیمتر در نمونه نفوذ میکند، بعنوان نتیجه آزمون ثبت و گزارش میگردد.
مشخصات فنی:
- مخزن 2 جداره، جداره داخلی ورق استیل، جداره خارجی ورق رنگ کورهای
- حمام روغن با سرعت گرم کردن قابل تنظیم
- حداکثر دمای کاربری: oC250
- طراحی ماژولار با امکان انجام آزمون 1 تا 4 نمونه همزمان
- اندازهگیری جابجایی توسط گیج اندازهگیری با دقت 01/0 میلیمتر
- امکان ثبت نتایج محصول
- قابلیت انجام همزمان 4 تست HDT یا VST
- دستگاه مجهز به سیستم اتوماتیک خنک کاری روغن توسط گردش آب در کویلهای مسی میباشد.
- استفاده از 2 ترموکوپل برای اندازهگیری دمای روغن اطراف هر نمونه
- امکان اتصال کپسول گاز نیتروژن یا دیاکسید کربن برای ایجاد محیط خنثی در اطراف روغن برای افزایش دمای کاربری روغن ثبت کلیه نتایج توسط کامپیوتر
- ثبت کلیه نتایج برروی فلش دیسک با فرمت فایل اکسل (Microsoft Excel)
- دستگاه HDT-Vicat مطابق با استانداردهای ASTM D648, ASTM D1525, ISO306 ISO 75, طراحی شده است.
دستگاه اندازه گیری ضربه Impact
این دستگاه جهت اندازه گیری استحکام ضربه ی مواد در برابر بارهای ناگهانی بکار میرود و همینطور در صنایع پلاستیک کاربرد بسیار ویژه ای داراست. دستگاه ضربه پاندولی سری SIT-20E برای تعیین مقاومت به ضربه نمونه‌های استاندارد پلاستیک ترد به کار میرود و تست ضربه معیار مناسبی برای تعیین و طبقه‌بندی تمایل پلاستیک‌های مختلف برای رفتار ترد میباشد. همچنین در زمینه های گوناگون مانند تحقیق و توسعه، کنترل کیفی و ... نیز کاربرد گسترده داشته که می توان موارد زیر را نام برد.
- کنترل کیفی مواد اولیه انواع محصولات پلاستیکی
- تحقیق درباره ی کامپوزیت ها در برابر بارهای ضربه ای
توضیحات: بر اساس استاندارد، در این دستگاه پاندولی با انرژی مشخص (جرم، ارتفاع رهایش و هندسه آن) رها می‌شود تا به نمونه ضربه بزند و منجر به شکستن آن شود. پس از شکست، پاندول تا ارتفاع مشخصی بالا میرود و این اختلاف ارتفاع، کمیت اصلی اندازه گیری شده در آزمون ضربه است که همانا انرژی جذب شده در شکست می باشد و انرژی معادلش بر حسب ژول روی پانل دستگاه نشان داده می‌شود. این دستگاه دارای نمایشگر خروجی دیجیتال بوده و همچنین مجهز به ابزار دستی برای رها‌سازی پاندول می باشد. کاربری دستگاه بسیار ساده بوده و کاربر می‌تواند انرژی ضربه را به سادگی خوانده و گزارش نماید. سندان‌های شارپی و ایزود را می‌توان برای انجام تست ضربه به روش‌های مذکور بر روی دستگاه نصب نمود. درضمن، طراحی بر اساس نصب پاندول‌هایی با ظرفیت‌های مختلف می باشد (مانند: پاندول شارپی مطابق استاندارد ASTM-D6110دارای انرژی های مختلف 1J،2J ،5J ،7.5 J ، 15J، 20J - پاندول آیزود مطابق استاندارد ASTM-D256 با انرژی های 1J ، 2.71J ، 5.5 J ،7.5J ،11J ، 15J ، 21.7J - پاندول شارپی مطابق استاندارد ISO-179 دارای انرژی های 2J ،5J ، 15J - پاندول ضربه ی کششی مطابق استاندارد 13802، ISO 8256 دارای انرژی های 2 J،4 J ، 7.5 J،15 J) که به کاربر این امکان را می‌دهد تا آزمایش را با ظرفیت‌های مورد نظر خود به انجام برساند. پاندول‌ها بر اساس حداقل فاصله بین مرکز ضربه پاندول و خط ضربه طراحی شده‌اند. این ویژگی دینامیکی در زمان ضربه تمامی نیروهای جانبی را در یاتاقان‌ها حذف کرده و همه انرژی پاندول به نمونه منتقل می‌شود. با استفاده از گزینه CALIBRATION SELF در منوی پنل، بدون قرار دادن نمونه در دستگاه و پس از رها کردن پاندول و انجام 11 بار نوسان نیم سیکل، ویژگی‌های زیر به صورت خودکار تعیین خواهند شد:
- زاویه دقیق رهایش
- سرعت واقعی برخورد
- تلفات اصطکاکی (بر اساس 1 و 11 نیم سیکل)
- انرژی واقعی پاندول (با استفاده از انرژی پاندول در 90 درجه ‘mgl’ که بر روی هر پاندول نشان داده شده است)
دستگاه ناچ زن پلیمری
این دستگاه برای ایجاد ناچ دقیق و آماده سازی نمونه های ضربه ی پلیمری می باشد که نمونه سازی در بازه ی گسترده ای از پلیمرها از نظر جنس و اندازه بکار می رود دستگاه موجود در مجموعه با مدل BHO-CA ناچ زن پلیمری شرکت سنتام می باشد.
آون خلاء (Vacumm Oven)
اون خلا موجود در آزمایشگاه خواص فیزیکی مکانیکی از برند بایندر آلمان می باشد.
فواید:
- خشک شدن سریع و ملایم
- انتقال حرارت بهینه از طریق صفحات بزرگ رسانای حرارتی
- کار ایمن به لطف مفهوم ایمنی اثبات شده
- همچنین گزینه سیستم کامل مدولار با پمپ خلاء و محفظه پمپ
ویژگی های مهم
- محدوده دما: +9 درجه سانتیگراد بالاتر از دمای محیط تا +220 درجه سانتیگراد
- کنترلر با نمایشگر دیجیتال فشار و دما
- نظارت بر خشک کردن با برنامه کنترل شده با تهویه خودکار در پایان فرآیند
- دیتا لاگر داخلی، مقادیر اندازه گیری شده را می توان در قالب باز از طریق USB خواند
- 1 قفسه گسترش آلومینیومی، می تواند به صورت سفارشی قرار گیرداتصال گاز بی اثر
- پورت دسترسی جهانی DN 16 - برای معرفی دستگاه های اندازه گیری خارجی
- پانل شیشه ای ایمنی نشکن و فنری
- پنجره دید بزرگ با گزینه روشنایی داخلی
- رابط کامپیوتر: اترنت
2 خروجی رله، 24 ولت DC (حداکثر 0.4 A)
محفظه های خشک کن خلاء سری VD بایندر عملکرد چشمگیری را از طریق کنترل دقیق دما و خشک کردن ملایم ارائه می دهند. فناوری قفسه انبساط ثبت شده از BINDER همچنین انتقال حرارت را بهینه می کند. قفسه ها را می توان برای قرار دادن انعطاف پذیر تغییر مکان داد و فضای داخلی محفظه به راحتی تمیز می شود.