صنعت كامپوزيت نيز مانند ساير رشته‌هاي فني به سرعت در حال پيشرفت است. قطعات كامپوزيت مي‌بايست در تيراژ بالاتر و كيفيت بهتر توليد شوند. اكنون ديگر جايي براي خطاهاي ناشي از توليد و از دست دادن زمان باقي نمانده است.

صنعت كامپوزيت نيز مانند ساير رشته‌هاي فني به سرعت در حال پيشرفت است. قطعات كامپوزيت مي‌بايست در تيراژ بالاتر و كيفيت بهتر توليد شوند. اكنون ديگر جايي براي خطاهاي ناشي از توليد و از دست دادن زمان باقي نمانده است. اكثر شركت‌هاي معتبر در زمينة كامپوزيت براي خود آزمايشگاه‌هاي كنترل كيفيت تاسيس كرده، مواد مصرفي، فرايند و كيفيت قطعة ساخته شدة را كنترل مي‌كنند.

تخمين هزينة تاسيس يك آزمايشگاه كنترل كيفيت يا QC كار آساني نيست و اين هزينه بستگي به خواسته‌هاي ما از اين آزمايشگاه دارد. از يكسو مي‌توان با هزينه‌اي زياد تجهيزات و اطلاعات فراواني بدست آورد كه ممكن است از  آنها نتوان بهرة چنداني گرفت و از سوي ديگر مي‌توان با هزينه‌اي كم اطلاعات ضروري و مورد نياز را فراهم آورد.

آزمون‌هاي متنوعي وجود دارند که آزمايشگاه‌هاي کنترل کيفيت از آنها استفاده مي‌کنند. اين آزمايش‌ها از بازرسي‌هاي چشمي گرفته تا انواع آزمون‌هاي خواص فيزيکي و مکانيکي را شامل مي‌شوند در چند شمارة آينده سعي خواهيم نمود بحثي را به اين موضوع اختصاص دهيم. بخش عمدة اين مباحث از كتاب پلي‌استر غيراشباع منتشر شده توسط شركت Cray valley ترجمه شده است. در همين جا از جناب آقاي دياني (مدير عامل محترم شركت پلي‌فايبر) كه اين کتاب را در اختيار ما گذاشته‌اند تشكر مي‌كنيم.

 

1- وظايف آزمايشگاه كنترل كيفيت (QC):

آزمايشگاه QC يك وظيفة پايه دارد و آن جمع‌آوري و گزارش اطلاعات واقعي به منظور گرفتن تصميمات مستدل مي‌باشد آزمايشگاه QC مي‌تواند به سؤالات ذيل پاسخ دهد:

  • آيا مواد اوّليه همان چيزي است كه تامين كننده مي‌گويد؟ و آيا همان چيزي است كه براي آن هزينه كرده‌ايد؟
  • آيا شرايط ضروري شما را براي فرايند و ثبات آن تامين مي‌كند؟
  • آيا شرايط مورد نياز براي داشتن يك فرآيند بهينه و يکنواخت را دارا هست؟
  • آيا مادة يك فروشندة جديد، با ويژگي‌هاي مادة فعلي مورد استفاده تطبيق مي‌كند؟
  • آيا توليد يكنواخت است؟ آيا محصول ساخته شده از نظر وزن و كيفيت، در تمام قطعات توليدي يكسان است؟
  • چگونه بايستي مواد را بكار گرفت؟ براي هر قطعه چقدر ماده مصرف مي‌شود؟
  • آيا فرآيند مورد استفاده در ساخت قطعه، اقتصادي است؟
  • آيا انجام يك تغيير خاص در توليد، منجر به كاهش قيمت و يا افزايش كيفيت مي‌شود يا خير؟
  • آيا تجهيزات توليد براي ساخت محصولي با كيفيت مناسب هستند؟

همچنين يك آزمايشگاه QC ممكن است وظايف ديگري را نيز بر عهده داشته باشد:

  • ارزيابي محصول، تجهيزات و يا فرآيندهاي جديد
  • انجام آزمونهاي ايمني
  • آماده سازي نمونه براي انجام آزمونهاي خاص در آزمايشگاههاي خارج از شركت

 

آزمايشگاه مي‌تواند كارهاي ذيل را انجام دهد:

1- تست‌هاي طراحي

2- اطلاعات اقتصادي محصول

3- تخمين هزينة محصول جديد

قبل از برپايي آزمايشگاه QC شما بايد انتظارات خود را از اين آزمايشگاه برآورد نماييد. نياز شركت‌ها متفاوت است و توليدات آنها محصولات حساس با كاربرد هوافضا تا محصولات غيرحساس ديگر را شامل مي‌شود. بنابراين نمي‌توان يك چينش يا ليست يكسان از تجهيزات را براي برپايي آزمايشگاه QC پيشنهاد نمود.

 

2- يك تست QC خوب

يك روش تست، مجموعه‌اي از فعاليت‌هاست كه در آن تمام عوامل موثر بر نتيجة تست ثابت نگاه داشته مي‌شوند تا نتيجه تكرارپذير باشد.

برخي ويژگي‌هاي يك تست خوب عبارت است از:

  • از نتايج تست اطلاعاتي حاصل شود كه براي تعيين كارايي يك محصول در كاربرد مورد نظر ضروري است.
  • در شرايط معين، هر چند بار اين تست تكرار شود نتيجة يكساني از آن حاصل مي‌شود.
  • افراد مختلف و يا گروهي از افراد با انجام تست در شرايط تعيين شده و با همان مواد، نتايج يكساني بدست مي‌آورند.
  • نتايج تست مستقيم يا غيرمستقيم به خاصيت مورد ارزيابي مربوط مي‌شوند.

 

3- الزامات و وظايف اصلي آزمايشگاه

يك آزمايشگاه QC از يك اطاق با دماي كنترل شده و با نور خوب شروع مي‌شود. وجود يك سينك داراي آب گرم و سرد، پريز برق براي تجهيزات تست، قفسه و نيز يك ميز در اين آزمايشگاه ضروري است.

اوّلين وظيفة آزمايشگاه QC نگهداري اطلاعات است. شما بايد اطلاعات را جمع‌آوري كرده، آنها را ثبت نموده و به نحوي تنظيم نماييد كه براي تصميم‌گيري قابل استفاده باشند. روش اقتصادي براي اينكار، استفاده از مواد و كاغذ است. اگر حجم اطلاعات ثبتي زياد باشد، بايستي از يك كامپيوتر شخصي استفاده نمود. برنامه‌هاي صفحه گسترده مانند Excel براي اين منظور بسيار مفيدند.

يك آزمايشگاه QC بايد ليستي از موارد ذيل در اختيار داشته باشد:

  • مواد اوّليه مورد استفاده در كارخانه به همراه تامين كنندگان آن شامل تلفنهاي بخش فروش و نيز فني.
  • موسسات صنعتي و آزمايشگاهي به منظور اخذ پاسخ سؤالات احتمالي
  • گزيده‌اي از مراجع مورد نياز مانند كتاب زرد شهري كه آزمايشگاه در آن مستقر است.
  • برگ مشخصات (Data Sheet) و راهنماي فرآيند همة تامين كنندگان مواد اوّليه.

 

آزمايشگاه بايستي در حد امكان مجلات صنعتي منتشره در زمينة فعاليت شركت را مشترك باشد. اشتراك برخي از اين مجلات براي فعالان در صنعت رايگان است.

بايستي مجموعه‌اي از تمام روش‌هاي تستي كه در آزمايشگاه استفاده مي‌شوند، گردآوري شود. آزمايشگاه QC بايستي براي گزارش اطلاعات، يك سيستم طراحي نمايد. اين سيستم شامل فرمهاي ساده‌اي است كه مشخصات و ويژگي‌هاي هر بار تست در آن ثبت شده و قابل مرور است.

وقتي يك ماده‌اي توسط شركت خريداري مي‌شود بايد چند مرحله كنترل كيفيت در مورد آن انجام گيرد. جزئيات اين كنترل به قطعه‌اي كه از آن مواد ساخته مي‌شود و نيز انتظاراتي كه از قطعه مي‌رود بستگي دارد. اين مراحل از ساده‌ترين تست‌ها تا پيچيده‌ترين آنها را شامل مي‌شود.

 

3-1- ثبت اطلاعات

شما بايد وقتي كه يك محصول و يا ماده اوّليه را دريافت مي‌كنيد، اطلاعات آن را ثبت نماييد. اين اطلاعات شامل موارد ذيل است:

  • كد ماده، شمارة توليد (batch number)، تاريخ توليد، تاريخ دريافت و يك شمارة قطعه، اگر موجود باشد.
  • اگر مشخصاتي براي يك مادة اوّليه تنظيم شده است، بايستي به همراه محدودة دقت آن ذکر شود.
  • اگر برگ مشخصاتي همراه مواد وجود داشته باشد، بايستي با مشخصات استاندارد و نتايج محموله‌هاي قبلي مقايسه شود.

 

3-2- بازرسي  چشمي

ساده‌ترين بازرسي، بازرسي چشمي است. اين بازرسي شامل موارد ذيل است:

  • بازرسي ظرف مواد از نظر هرگونه صدمه و يا تورم يا نشت.
  • باز كردن ظرف و نگاه كردن به مواد از نظر شباهت ظاهري به مواد قبلي مانند رنگ و شفافيت، عدم وجود آلودگي و مواد زائد، آب.

 

تذكر: رنگ رزين‌ها ممكن است در هر دفعه توليد متفاوت باشد. اگر تفاوتي مشاهده كرديد، با تامين كننده مطرح كنيد. نتايج بازرسي چشمي بايستي ثبت شود.

 

  • ظرف را هم بزنيد و با حالت اوّليه گزارش شده مقايسه كنيد تا مبادا ته‌نشيني در آن اتفاق افتاده باشد.

 

تذكر: گاهي ته‌نشيني طبيعي است. در اينصورت مواد بايستي قبل از مصرف مخلوط شوند.

 

  • از ماده نمونه‌برداري كرده، در يك ظرف مناسب قرار دهيد. آنرا علامت‌گذاري كرده، كد، تاريخ توليد و دريافت آنرا ثبت نماييد. اين ماده را براي تست و بررسي‌هاي بعدي تا مدت 90 روز نگاه داريد.

 

تذكر: رزين پلي‌استر بايستي در ظرفهاي مات و در دماي oC23 و يا كمتر ذخيره شود.

 

4- معرفي تست‌هاي پايه و تجهيزات مورد نياز

در اين بخش تست‌هاي پايه‌اي كه ممكن است روي كامپوزيتهاي پليمري انجام شود و نيز تجهيزات مورد نياز معرفي مي‌شوند. انتخاب نهايي تست‌ها در اختيار توليد‌كننده مي‌باشد.

تجهيزاتي كه در اينجا شرح داده مي‌شود به عنوان نمونه ذكر مي‌شوند و امكان استفاده از ساير دستگاه‌ها وجود دارد.

 

4-1- تست‌هاي مربوط به كاتاليست

كاتاليست در مقادير بسيار كم مصرف مي‌شود ولي نقش بسيار مهمي دارد. در اينجا تنها دو تست پايه وجود دارد كه امكان انجام آن در آزمايشگاههاي كوچك وجود دارد.

- واررسي چشمي

شفافيت كاتاليست را از نظر وجود هر‌گونه ذره، كريستال و تيرگي بررسي نماييد. در صورت وجود موارد فوق ابتدا با تأمين كنندة مواد تماس بگيريد.

- واكنش پذيري

همواره بايستي واكنش پذيري هر كاتاليست جديد با كاتاليست قبلي در رزين مشابه و با فرمولاسيون يكسان مقايسه شود اين كنترل به دليل حساسيت موضوع مي‌بايستي بسيار دقيق صورت گيرد.

- ژل، پخت و پيك گرما

براي اين تست شما به ليوان كاغذي، ليوان عايق كاري شده، ترازو با دقت 0.1 گرم و دماسنج با دقت oC 0.5 نياز داريد. توضيح اين تست در بخش 6-1-3 خواهد آمد.

 

4-2- تست‌هاي مربوط به ژل كوت‌‌ها

4-2-1- ژل تايم (زمان ژل شدن)

روش اين تست را در بخش 6-1 ملاحظه خواهيد نمود.

اندازه‌گيري زمان ژل‌ را مي‌توان با روش‌هاي ارزان ولي با دقت دقيقه، در مورد ژل‌تايم‌هاي كوتاه انجام داد.

اين دقت در مورد ژل‌‌تايم‌هاي طولاني(بيشتر از 20 دقيقه)، در محدودةدقيقه خواهد بود.

وقتي هزينه‌ بيشتري براي تجهيزات انجام شود، دقت افزايش مي‌يابد و در بسياري اوقات با يك دستگاه تعداد زيادي تست انجام مي‌شود.

تجهيزات مورد نياز: زمان سنج و يا زمان ژل‌سنج (gel timer)، دماسنج دقيق، ليوان كاغذي، ظرف شيشه‌اي مدرج، ليوان مدرج برحسب cc يا ml، سرنگ، ترازو، اسپاتول، ميلة همزن و حمام آب.

 

4-2-2- ويسكوزيته و شاخص تيكسوتروپي (Thix Index)

تجهيزات مورد نياز براي اين تست عبارتند از:

ظرف شيشه‌اي با دهنةگشاد و يا قوطي حلبي، كرنومتر، دماسنج، ويسكومتر بروكفيلد و مايع استاندارد (بهترين دقتِ ممكن در يك سرعت و اسپيندل مشخص،  مي‌باشد) و حمام آب.

4-2-3- چگالي ويژه

تجهيزات مورد نياز براي اين تست عبارتند از يک ظرف شيشه‌اي، گيره، در پوش مخصوص و ترازو.

4-2-4- قدرت پشت پوشي

تجهيزات اعمال فيلم (گيره، ميله، لوحه و کاغذ)

4-2-5- رنگ

اگر تست رنگ انجام مي‌دهيد، بايد يك استاندارد (يك پنل ژل كوت خورده) تهيه نماييد. شما بايد 3 پنل تهيه نموده و پشت آنها استاندارد، شماره قطعه، رنگ و تاريخ تهيه را ثبت كنيد. ابعاد پنل‌ها حداقل cm 13 × 8 بوده، بايد در يك پوشش نگهداري شوند. يكي از اين پنل‌ها به تأمين كنندة مواد شما تحويل مي‌شود، يكي به عنوان پنل استاندارد در كارگاه مورد استفاده قرار مي‌گيرد و ديگري به عنوان مدل اصلي در يك محيط سرد و تاريك نگهداري مي‌شود و هر زمان كه نياز به چك مجدد است، از آن استفاده مي‌شود. پنل آخري مرجع نهايي رنگ محسوب مي‌شود.

اگر پايداري رنگ دقيقي مد‌نظر باشد، استاندارد اصلي و استاندارد كاري بايست در اوقاتي كه از آنها استفاده نمي‌شود در فريزر نگهداري شوند.

رنگ‌هاي استاندارد در اثر پديدة پيري يا ageing تغيير مي‌كنند مگر آنكه در دماي  نگهداري شوند.

 

تذکر: اين فريزر نمي‌تواند همزمان براي نگهداري پراكسيد و يا غذا بكار رود.

 

تجهيزات مورد نياز براي اعمال رنگ عبارتند از قالب (كامپوزيتي يا شيشه‌اي)، اسپري، پيمانة يك ليتري، ظرف تحت فشار (براي پاشش)، اطاقك نور، نور فلورسنت به همراه لامپ معمولي.

 

4-2-6- شكم دادن (Sag)

براي انجام اين تست نياز به تجهيزات زير مي‌باشد:

قالب شيشه‌اي، نوار چسب به عرض cm 2، اسپري، ضخامت سنج.

 

4-2-7- ساير تست‌ها

تست‌هاي ديگري كه مي‌توان براي ژل‌كوت انجام داد عبارتند از:

- كاليبره كردن تجهيزات اسپري (در بخش 4-2-1 تجهيزات را ملاحظه نماييد)

- ضخامت ژل‌كوت پخت نشده را مي‌توان توسط ضخامت سنج اندازه گرفت. و اگر پخت شده باشد نياز به دستگاه جداگانه‌اي (مانند مقايسه‌گر جيبي) وجود دارد.

- نقايص ظاهري توسط يك ذره بين با بزرگنمايي 6 تا 10 برابر قابل ارزيابي است.

 

4-3- تست‌هاي مربوط به رزين لايه‌گذاري

4-3-1- ژل‌تايم (براي تجهيزات به بخش 4-2-1 مراجعه شود)

4-3-2- ويسكوزيته و شاخص تيکسوتروپي (تجهيزات بخش 4-2-2، ممکن است به‌دليل تفاوت ويسكوزيته مدل ديگري از ويسكومتر بروكفيلد نياز باشد)

4-3-3- چگالي (تجهيزات بخش 4-2-3)

4-3-4- سختي باركل (سختي سنج باركل مورد نياز است)

4-3-5- پخت (تجهيزات ذكر شده در بخش 4-1)

 

5- آزمونهاي كنترل كيفيت

5-1- آزمونهاي هنگام فرآيند

آزمايشگاه QC مي‌تواند تاثير تغييرات توليد را كنترل كند. اين تغييرات شامل متغيرهاي فرآيندي، تجهيزات و يا مواد اوليه مي‌باشد. اين كار با مقايسة نتايج قبل و بعد از تغيير انجام مي‌گيرد.

 

5-1-1- كاليبراسيون تجهيزات

براي تجهيزات مورد نياز به بخش 4-2-1 مراجعه نماييد.

 

5-1-2- نسبت الياف به رزين

  • وقتي اجزا خيس (رزين پخت نشده) هستند، براي تعيين الياف به رزين در تفنگ پاشش(Chopper gun) به كيسة پلاستيكي و ترازو نياز است.
  • وقتي قطعه پخت شده باشد، براي تعيين نسبت الياف به رزين به كوره الكتريكي و ترازو نياز است.

تذكّر: اگر رزين داراي فيلر معدني باشد، آزمون مشكل‌تر مي‌شود. فيلرهايي مانند كربنات كلسيم و تري‌هيدرات آلومينيم در اثر حرارت تخريب و تجزيه مي‌شوند.

 

5-1-3- ضخامت قطعه

ضخامت قطعه در حالت پخت شده، يك معيار QC مي‌باشد.

5-2- بازرسي قطعه نهايي

5-2-1- قبل از خروج محصول از كارخانة شما، آزمونها و بازرسي‌هاي ذيل بايستي در مورد آن انجام گيرد:

  • وزن كلي قطعه؛ ترازوي مورد استفاده بستگي به وزن و ابعاد قطعه دارد.
  • كيفيت سطح؛ يك كنترل چشمي است.
  • ابعاد
  • مطالعات اصلاحي(correlation) گزارش‌هاي بازرسي به منظور يافتن محل ثابت نقائص و ترميم‌ها، خطاهاي طراحي و يا مشكلات فرآيندي.

5-2-2- آزمايشگاه QC همچنين خواص و دوام قطعات توليدي شما را كنترل كند.

برخي آزمونهاي مربوطه عبارتند از:

  • مقاومت در برابر آب؛ 100 ساعت آزمون آب جوش (boil test) براي اين منظور مناسب است. يك تكهcm 20×20 از قطعه برش بزنيد و يا قبل از توليد محصول چنين قطعه‌اي قالبگيري نماييد. يك دستگاه آزمون خوردگي نيز گاهي ضروري است.
  • شرايط آب و هوايي؛ آزمون عمومي شرايط آب و هوايي را مي‌توان با برش يك قطعة cm 5/30×23 و يك نوار واحد 5/30×8 از قطعه انجام داد. هر دو قطعه را مي‌توان علامت گذاري و كد گذاري نمود. قطعة كوچكتر در يك پاكت قرار گرفته، براي کنترل و مقايسه نگاه داشته مي‌شود. قطعة بزرگتر در محيط باز و رو به جنوب (Facing South) در زاويه 045 قرار گرفته، هر ماه از جهات مختلف بررسي مي‌شود تا تغييرات احتمالي ثبت شود. اگر آزمون دقيق‌تري مورد نياز است (Precise)، پنل‌ها بايستي به يك آزمايشگاه استاندارد تحويل شود تا توسط دستگاه مخصوص و يا با قرار دادن در جايگاه اعمال شرايط محيطي، تحت آزمون قرار گيرد. در آمريكا اغلب اين جايگاه‌ها در فلوريدا قرار دارند.
  • آزمونهاي فيزيكي-مكانيكي؛ معمولاً توسط آزمايشگاههاي مجهز انجام مي‌گيرند. از ليست آزمايشگاه مراكز تحقيقاتي يا دانشگاهي، آزمايشگاه مورد نظر خود را پيدا كنيد.

آزمونهاي اين قسمت شامل استحكام و مدول كششي، استحكام و مدول خمشي و ضربه مي‌باشد.

  • سختي باركول.

 

6- آزمونهاي عملي

در بخش قبلي ما آزمونها و تجهيزات مربوطه را نام برديم. در اين بخش از نزديك با بسياري از اين آزمونها آشنا مي‌شويم تا دقيقاً بدانيم كه چگونه انجام مي‌شوند.

آزمونهايي كه مورد بررسي قرار مي‌گيرند، بيشتر مربوط به رزين پلي‌استر هستند و اغلب در صنعت انجام مي‌گيرند.

 

6-1- رزين‌هاي بدون شتاب دهنده (قالبگيري)

6-1-1- مواد غير فرار يا درصد جامد رزين

آزمون درصد جامد رزين به همراه مونومر و يا حلال (بدون فيلر يا تقويت كننده) انجام مي‌گيرد. در اين آزمون نسبت رزين پلي‌استر به مونومر (معمولاً استايرن) تعيين مي‌شود. اين كار اغلب با جوشاندن و تبخير مونومر يا حلال در دماي بالاي 0C105 انجام مي‌گيرد.

نسبت رزين به استايرن مي‌تواند بر خواص فيزيكي-مكانيكي رزين پخت شده تاثير بگذارد و ميزان آن بر اساس نوع ماده و كاربرد آن متفاوت است و مي‌تواند در حد پايين 36% رزين تا حد بالاي 80% آن باشد. (* حد پايين در كتاب 50% بيان شده است.)

برگ مشخصات محصول را براي محدودة مناسب نگاه كنيد.

 

روش آزمون

  • يك ظرف شيشه‌اي (tinlid) مناسب كه قطر تقريبي آن cm5 باشد انتخاب كنيد و آنرا با دقت gr001/0 وزن كنيد(W1) .
  • در حدود 1 گرم رزين داخل ظرف بريزيد و آنرا مجدداً با دقت 001/0 وزن نماييد .(W2)
  • ظرف را به مدت 1 ساعت درون آون0C 150 قرار دهيد.
  • ظرف حاوي رزين خشك شده را مجدداً با دقت001/0 وزن نماييد(W3).
  • درصد جامد را از طريق فرمول زير محاسبه نماييد:

آزمون فوق را همواره بايد 2 بار انجام داد.

 

6-2-1- ويسكوزيتة رزين‌هاي پلي‌استر تيكسوتروپيك

ويسكوزيته يا گرانروي، مقاومت ماده در برابر جريان پيدا كردن است. دو روش براي اندازه‌گيري پيشنهاد مي‌شود.

  • سرعت بالا رفتن يك حباب هوا در مركز يك لولة شيشه‌اي چوب‌پنبه‌دار منطبق بر استانداردهاي شناخته شده در همان دماست. اين روش دقتي برابر با 5%± دارد.
  • ويسكومتر بروكفيلد

روش كار: 1) يك بشر دهانة گشاد هشت اونسي (225 گرمي) را تا 5/2 سانتي‌متر دهانة آن پر كنيد. 2) دماي محيط را روي 0C25 تنظيم نماييد.

3) اسپيندل مناسب را انتخاب كنيد. درب ظرف را برداشته، اسپيندل را طوري داخل آن قرار دهيد كه حباب هوا در زير آن حبس نشود.

4) اسپيندل را به ويسكومتر متصل نماييد و آنرا تا حد علامت‌گذاري شده، وارد رزين نماييد.

5) ويسكومتر را روشن نموده، سرعت معين شده را بر آن تنظيم نماييد. اجازه دهيد ويسكومتر دو دقيقه كار كند. بعد دستگاه را نگه داريد و عدد را بخوانيد.

6) بدون درنگ، دماي نمونه رزين را خوانده و ثبت نماييد.

7) از روي جدول تبديل بروكفيلد، ويسكوزيته را در دماي آزمايش، تعيين نماييد.

 

6-1-3- زمان ژلSPI  

اين آزمون بيشتر زماني بكار مي‌رود كه رزين به همراه كاتاليست و تحت حرارت فرآيند مي‌شود و روشي براي تعيين واكنش پذيري نسبي بين دفعات مختلف آينده سازي محسوب مي‌شود.

روش SPI براي ترسيم منحني‌هاي گرمازايي واكنش پخت

  • اجازه دهيد دماي رزين بدون كاتاليست به دماي محيط (24 تا 0C26) برسد.
  • 100 گرم رزين داخل يك بشر 8 اونسي بريزيد.
  • 2 گرم كاتاليست (خمير 50% BPO) به رزين اضافه كنيد.
  • 1 دقيقه رزين را به خوبي هم بزنيد. دقت كنيد تا باعث حبس هوا در آميزه نشويد.
  • رزين داراي كاتاليست را درون ظرف آزمايش به ابعاد mm150×19 و عمق cm 8  بريزيد (تقريباً 20 گرم رزين)
  • اجازه دهيد مخلوط رزين بدون آنكه در معرض نور قوي قرار گيرد، 5±15 دقيقه در دماي اطاق بماند.
  • ظرف آزمايش را در حمام آب 0C82 قرار دهيد.
  • يك ترموكوپل درون مخلوط رزين قرار دهيد (نوع آهن-كنسانتين براي اينكار مناسب است).
  • زمان لازم براي اينكه مخلوط رزين از دماي0F 150 به دماي0F 190 برسد، زمان ژل و زمان رسيدن از دماي 0F150 به پيك گرمازا زمان پخت (Cure time) محسوب مي‌شود.

 

6-1-4- چگالي ويژه

اين آزمون پس از آنكه نمونه‌ها حداقل نيم ساعت در محيط با دماي ثابت 0C25 ماندند، انجام مي‌شود.

مراحل:

  • ظرف اندازه‌گيري چگالي و درپوش آنرا وزن نماييد.
  • ظرف را پر از رزين نماييد.
  • در ظرف را ببنديد تا رزين اضافي از سوراخ كوچك درپوش خارج شود.
  • ظرف محتوي رزين به همراه درپوش را وزن كنيد.
  • وزن ظرف و درپوش را از آن كم كنيد.

چگالي ويژه عبارت است از وزن رزين برحسب گرم تقسيم بر‌100.

 

6-1-5- عدد اسيدي (شبيه روش (ASTM D 465-59

عدد اسيدي، ميزان KOH لازم براي خنثي سازي گروههاي اسيدي انتهاي زنجير يك گرم نمونه، برحسب ميلي‌گرم مي‌باشد. اين آزمون براي رزين‌ها، به منظور اندازه‌گيري پيشرفت واكنش به هنگام پخت و نيز يکنواختي توليد استفاده مي‌شود. عدد اسيدي براي رزين‌هاي مختلف متفاوت است و ممكن است تا حد بالاي 60 و يا حد پايين 5 باشد.

نكته: عدد اسيدي مي‌تواند به دو روش محاسبه شود: روي رزين جامد بدون مونومر (On Resin Solids Only Monomer Factored Out) و يا روي كل محلول رزين و مونومر

عموماً عدد اسيدي‌ها بر اساس درصد جامد رزين محاسبه مي‌شوند.

روش كار:

يك بالن تيتراسيون را وزن کرده، مقدار مشخصي رزين در آن بريزيد. درصورتيکه ويسکوزيتة رزين اجازه داد، ميزان رزين را مساوي با مقدار حاصل از ضرب وزن مولكولي KOH در نرماليتة محلول بگيريد. (نرماليته×1/56)

محلول عدد اسيدي به شرح زير تهيه مي‌شود: يك قسمت زايلن/ در دو قسمت تولوئن/ الكل خنثي/ مقدار كمي فنل فتالئين

- معمولاً 20 تا 30 ميلي ليتر از اين مخلوط (خنثي شده صورتي کمرنگ قبل از حل كردن رزين) 5 گرم از رزين را حل مي‌كند. تيتراسيون تا رنگ صورتي کمرنگ كه 30 ثانيه طول مي‌كشد، ارائه خواهد يافت. (اين رنگ با پلي استر اغلب بطور كامل گذرا است)

محاسبات به شرح زير است:

مثال: ضريب 4/4 براي رزين داراي 50% مواد غير فرار

20 ميلي گرم KOH براي خنثي سازي استفاده شده است.

6-1-6- رنگ

رزين‌هاي پلي استر از رنگ شفاف آب تا DARK AMBER وجود دارد. اين رنگ با نوع رزين و فرمولاسيون آن تغيير مي‌كند و معمولاً وقتي ورقهاي شفاف ساخته مي‌شود اهميت زيادي دارد توجه داشته باشيد كه افزودني‌هايي چون كبالت بر رنگ تأثير مي‌گذارند.

دو آزمون رنگ وجود دارد:

  • رنگ گاردنر ASTM DI544-74 اين آزمون شامل يك لولة آزمايش از رزين است كه با نمونة استاندارد مقايسه شده و از شمارة 1 (براي روشنترين) تا 18 (براي تيره‌ترين) درجه بندي مي‌شود.
  • رنگ هازن APHA اين روش وقتي استفاده مي‌شود كه درجه بندي آزمون گاردنر 1 و يا كمتر باشد. در اين روش هم لولة حاوي رزين با نمونة استاندارد مقايسه مي‌شود.

 

6-2- رزين ريخته‌گري داراي شتابدهنده (سنگ‌هاي تزئيني)

6-2-1- عمر مفيد (Pot life) و يا زمان ژل (gel time)

اين آزمون به منظور تعيين زمان باقيمانده براي كار كردن پس از اضافه کردن كاتاليست به رزين در يك دماي معين انجام مي‌شود. پس از اين زمان، رزين مايع نخواهد بود.

اين آزمون در دماي oC 250   انجام مي‌شود و دما به سرعت بر آن تأثير مي‌گذارد.

روش آزمون

  • دماي نمونه را در حدود250 C  تنظيم نماييد.
  • ژل سنج را آماده نماييد.
  • زمان سنج آن را روي صفر تنظيم نماييد.

4- مقدار لازم كاتاليست (معمولاً 5/1%) (پراكسيد MEK) را به دقت وزن كرده در 10 گرم رزين حل نماييد، در غير اينصورت مقادير را مشخص نماييد.

5- دستگاه را روشن كنيد و به طور همزمان به مدت يك دقيقه كاتاليست را در رزين هم بزنيد. كنار ظرف را به هنگام هم زدن پاک كنيد.

6- ظرف را در حمام آب زير ژل سنج قرار دهيد. ميله را در مركز نمونه قرار دهيد و از عمود بودن آن مطمئن شويد.

7- كليد آزمون را در موقعيت روشن قرار دهيد.

8- وقتي رنگ به صدا در آمد، زمان سنج از كار خواهد ايستاد. دستگاه و كليد آزمون را خاموش نماييد.

9- نتيجه را ثبت كنيد.

10- ظروف را پاك كنيد و زمان سنج را به صفر برگردانيد.

گزارش

11- زمان ژل را تا دقت 1% دقيقه ثبت نماييد.

12- هرگونه انحراف از دما و شرايط استاندارد را گزارش كنيد.

 

6-2-2- سختي باركول (شبيه ASTM D-2583)

اين آزمون زماني كه قطعه اي پخت مي‌شود. همچنين مي‌توان از آن براي مقايسه سفتي رزين‌هاي مختلف و رسيدن به حالت پخت استفاده كرد. اين آزمون براي توليد ژل كوت توصيه نمي‌شود ولي براي رزين‌ها و ژل كوت قالب سازي مناسب است.

اساس كار سختي سنج باركول، مقاومت قطعه در برابر نفوذ يك ميلة سوزن مانند برحسب يك مقياس صفر تا صدي است. براي حصول نتيجة دقيق؛ بايد تعداد زيادي آزمون انجام شود.

اگر براي اندازه‌گيري سختي يک فيلم نازك از اين آزمون استفاده مي‌كنيد بايد در مورد عبور سوزن از فيلم و گرفتن سختي سطح زير آن به جاي سختي فيلم دقت كنيد. به اين دليل، استفاده از سختي سنج باركول براي اندازه‌گيري سختي فيلم ژل كوت توصيه نمي‌شود.

دو نوع دستگاه باركول در صنعت FRP استفاده مي‌شود:

مدل 935 (مواد نرم) كه معمولاً براي تعيين اوليه سختي قطعه استفاده مي‌شود.

مدل 934 (مواد سخت) كه براي قطعاتي كه پخت آنها كامل شده است و يا زماني كه دستگاه 935 سختي معادل 75 و يا بالاتر مي‌دهد، استفاده مي‌شود.

روش كار:

در بسياري از اوقات اين آزمون همزمان با آزمون عمر مفيد (Pot life) انجام مي‌شود. وزن نمونه بايد به 150 تا gr 200 افزايش مي‌يابد، كاتاليست به آن اضافه شده باشد و در دماي C 0 25 انجام شود.

  • سختي سنج را با ديسك استاندارد، كاليبره نماييد.
  • به زمان اضافه كردن كاتاليست توجه نماييد.
  • يك وزن معين از رزين را بر ورق آلومينيم بريزيد و روي يك سطح بدون حرارت صاف و تميز قرار دهيد. نمونة كنار گذاشته شده براي آزمون عمر مفيد را فراموش نكنيد.
  • پس از آنكه رزين ژل شد، هر 5 دقيقه با نوك مداد آنرا فشار دهيد. تا زمانيكه نوك مداد در رزين فرو مي‌رود، از سختي سنج استفاده نكنيد. توجه كنيد كه زمان از لحظة اضافه كردن كاتاليست شروع مي‌شود و آزمون تا حدود يك ساعت يا اسيد / سختي 70 يا 80 در مقياس دستگاه 935 ادامه مي‌يابد.
  • اگر مداد در رزين فرو نرفت، با دستگاه 935 سختي قطعه را اندازه‌گيري نماييد. حداقل سه قطعه را تحت آزمون قرار داده، متوسط آنرا در نظر بگيريد. توجه كنيد كه به هنگام آزمون، سوزن سختي سنج عمود بر سطح قطعه باشد.
  • اين شيوه را تا رسيدن به سختي 60 يا 70 با دستگاه 935 ادامه دهيد. پس از آن از دستگاه 934 استفاده نماييد.
  • سختي و زمان رسيدن به آنرا گزارش كنيد.
  • در صورتيكه رزين به سوزن دستگاه چسبيده باشد، آنرا تميز نماييد.

مثال:

 

6-2-3- ويسكوزيته

ويسكومتر بروكفيلد براي رزين بدون شتاب دهنده استفاده مي‌شود، به بخش 6-1-2 مراجعه كنيد)

6-2-4- چگالي ويژه

همانند بخش 6-1-4- انجام مي‌شود.

6-2-5- ساير آزمونها

آزمونهاي SPI، درصد جامد و رنگ معمولاً به رزينهاي بدون شتابدهنده انجام مي‌شوند.

گالری

Template Design:Dima Group