Menu

Ścieralność tworzyw sztucznych:

Jednym z ważniejszych zjawisk, któremu podlegają wszystkie materiały konstrukcyjne, a więc i tworzywa sztuczne, jest zjawisko tarcia. Pod wpływem tarcia powierzchnia tworzyw użytkowych ulega zużyciu ściernemu (na skutek odrywania się drobnych cząsteczek) spowodowanemu występującymi nierównościami lub obecnością twardych cząstek obcego tworzywa. Rozróżnia się dwa rodzaje zużycia ściernego:
1) Przy udziale mikroskrawania - mechanizmowi temu odpowiada ścieranie
na papierze ściernym.
2) Przez rozluźnienie sił spójności tworzyw - ścieranie występujące podczas
tarcia o powierzchnie gładkie i będące następstwem zespołu czynników,
np.: wytrzymałości na rozciąganie, temperatury topnienia, odkształcenia
plastycznego, lepkości dynamicznej. Ten typ zużycia można porównać ze
ścieraniem na siatce metalowej. Miarą zużycia ściernego jest tzw. współ
czynnik zużycia przez tarcie, który można wyrazić zależnością:

V=h/L=m/SLγ

gdzie:
h - ubytek grubości próbki (mm),
L - droga ścierania (mm),
m - ubytek masy próbki (g),
S - pole powierzchni ciernej (mm),
γ - gęstość (g/cm3).

W zależności od stosowanego typu aparatury pomiarowej zależność tę modyfikuje się, wstawiając w miejsce występujących w niej zmiennych proporcjonalne do ich wielkości. W celu porównania różnych tworzyw przy użyciu współczynnika V konieczne jest wykonanie pomiaru na próbkach o tej samej powierzchni, na tej samej drodze i przy tym samym nacisku. Do oznaczania ścieralności stosuje się aparaty wykorzystujące metody: Schoppera, Grasselli, Boehmego, które nie są porównywalne, nie ma bowiem współczynników do przeliczania wyników badań.

1. Metoda Schoppera.

Popularną metodą oceny ścieralności tworzyw, a szczególnie tworzyw miękkich gumo pochodnych jest metoda Schoppera. Do pomiarów służy aparat APGi. Ścieranie wykonuje się papierem ściernym (Nr 60) nawiniętym na walec obrotowy o średnicy 150 mm. Próbka o określonych wymiarach jest dociskana do papieru przy obciążeniu 10 N. Dla zapewnienia ruchu próbki stale po nowym papierze, oprócz obrotów walca, jest też realizowany ruch posuwisty próbki wzdłuż osi walca. Po przebyciu drogi 40 m pomiar zostaje automatycznie przerwany. Ścieralność Ks na aparacie Schoppera oblicza się jako stratę objętości próbki ścieranej na papierze odpowiadającym wymaganiom wg wzoru:

Ks=(m1-m2) /γ *1/η

gdzie:
V - strata objętości próbki podczas ścierania,
m1, m2 - masy próbki przed i po oznaczeniu,
γ - ciężar właściwy,
η - współczynnik intensywności ścierania papieru ściernego, oznaczony za pomocą mieszanki wzorcowej.

Współczynnik intensywności ścierania oznacza się za pośrednictwem specjalnie przygotowanej mieszanki gumowej. Użyty do oznaczenia papier powinien ścierać 0,18-0,20 g gumy wzorcowej. Należy wykonać trzy próby ścierania i średnią arytmetyczną podzielić przez 0,2, znajdując w ten sposób współczynnik intensywności ścierania dla danego papieru ściernego. Powinien on się mieścić w granicach od 0,18 do 1,2.

2. Metoda Grasselli.

Metoda ta jest stosowana do oznaczania ścieralności tworzyw gumopochodnych i tworzyw sztucznych. Materiałem ściernym jest papier elektrokorundowy Nr 00. Ścieralność w tej metodzie wyraża się stosunkiem zmiany objętości do ilości pracy zużytej na ścieranie. 

3. Metoda Boehmego.

Metoda ta nadaje się szczególnie do badania materiałów podłogowych narażonych na ścieranie. W metodzie tej ścieranie następuje pod wpływem sypkiego materiału mineralnego (elektrokorund B Nt 80) naniesionego luźno na stalową obracającą się płytę aparatu.