Как проверить ударную вязкость полииamide терморазрывных вставок в холодных условиях?

Полиамидные терморазрывные профили играют ключевую роль в обеспечении теплоизоляции окон и дверей в холодном климате, однако при низких температурах материал может становиться хрупким, что снижает его ударопрочность. Терморазрывный профиль, который трескается или ломается в морозную погоду, не способен эффективно препятствовать теплопередаче и приводит к повреждению всей оконной системы. Как производитель терморазрывных профилей с опытом НИОКР с 2006 года, мы разработали строгие протоколы испытаний, чтобы гарантировать надёжную работу наших полиамидных терморазрывных профилей в условиях низких температур. Благодаря нашему комплексному сервису — включающему гранулированные материалы для двухшнековых машин, экструзионное производство на одношнековых машинах и техническую поддержку при испытаниях — мы помогаем клиентам проверить ударопрочность терморазрывных профилей в условиях низких температур, обеспечивая длительную эксплуатационную надёжность.

Почему важна ударопрочность терморазрывных профилей в условиях низких температур

Хрупкий переход полиамида при низких температурах

Полиамид, как и большинство пластиков, подвержен хрупкому переходу при низких температурах — ниже определённого порога его гибкость резко падает, и он становится склонным к разрушению от ударов. Для терморазрывных профилей, применяемых в холодных регионах (например, при температурах до -40 °C), этот переход представляет серьёзный риск. Стандартный терморазрывный профиль из полиамида, хорошо работающий при комнатной температуре, может потрескаться при лёгком ударе (например, от падения инструмента во время монтажа) при температуре -30 °C. Такая трещина создаёт тепловой мост, уничтожая теплоизоляционные свойства профиля и требуя дорогостоящей замены. Наши 17 лет опыта в отрасли показывают, что терморазрывные профили с низкой стойкостью к удару при низких температурах в 3 раза чаще выходят из строя зимой, поэтому данный тест крайне важен для оценки качества продукции.

Реальные риски при монтаже и эксплуатации в условиях низких температур

Термовставки подвергаются множеству ударных воздействий в холодных условиях. Во время монтажа зимой рабочие могут случайно уронить алюминиевые профили на вставки или задеть их инструментами — такие удары, которые при комнатной температуре не повредят вставку, в холоде могут вызвать трещины. После установки удары от обломков, переносимых ветром, или даже циклы теплового расширения/сжатия могут создавать незначительные механические воздействия, ослабляющие вставку. Надежная термовставка должна выдерживать эти нагрузки без разрушения. Наши испытательные протоколы моделируют реальные условия эксплуатации, гарантируя, что производимые нами термовставки (а также поддерживаемые нами в рамках комплексного сервиса) способны выдерживать ударные нагрузки в холодных условиях.

Основные подготовительные мероприятия для испытаний на удар в холодных условиях

Выдержка термовставок при низкой температуре

Перед испытанием терморазрывные профили необходимо выдержать при заданной низкой температуре, чтобы имитировать реальные условия эксплуатации. Ускорение этого этапа приводит к неточным результатам — если профиль не охладится полностью, его ударная вязкость покажется выше, чем она есть на самом деле. Согласно нашему протоколу, терморазрывные профили (нарезанные до стандартных размеров для испытаний: длина 100 мм × ширина 20 мм, что соответствует типичным производственным размерам с наших одношнековых экструдеров) помещаются в термокамеру. Камера устанавливается на требуемую температуру испытания (-20°C, -30°C или -40°C, в зависимости от региона эксплуатации заказчика), и образцы выдерживаются не менее 4 часов — это обеспечивает охлаждение всего объема профиля, а не только поверхности. В рамках нашего комплексного сервиса мы предоставляем клиентам рекомендации по выдержке и можем даже предварительно охладить образцы в нашей лаборатории перед испытанием.

Отбор репрезентативных испытуемых образцов

Чтобы результаты испытаний отражали характеристики всей партии, образцы должны быть репрезентативными для производственного цикла. Мы рекомендуем брать 10–15 образцов из разных участков линии производства терморазрывных вставок (например, начало, середина, конец партии), чтобы учесть возможные незначительные вариации при экструзии. Наши терморазрывные вставки производятся на одношнековых экструдерах (единственное оборудование, способное производить терморазрывные вставки — двухшнековые экструдеры используются исключительно для грануляции), что обеспечивает стабильность размеров и равномерное распределение материала, однако отбор образцов из нескольких точек повышает достоверность результатов. Мы также используем образцы без поверхностных дефектов (отсутствующие края, белые пятна, следы воды…), поскольку они могут служить точками концентрации напряжений и исказить результаты испытаний.

Основные методы испытаний на ударную стойкость в условиях низких температур

Испытание по Шарпи при низкой температуре

Испытание на удар по Шарпи — наиболее распространённый метод оценки стойкости к ударным нагрузкам терморазрывных вставок в холодных условиях. Оно измеряет энергию, необходимую для разрушения образца с надрезом при одном ударе: чем выше энергия, тем лучше ударная вязкость. В нашем протоколе используется маятниковый копер Шарпи, откалиброванный по стандарту ISO 179. Ниже описано, как проводится испытание:

• Выполнить надрез на каждом кондиционированном образце терморазрывной вставки в форме буквы V (глубина 2 мм, угол 45°) — это имитирует небольшой дефект, который может возникнуть в реальных условиях эксплуатации.

• Хранить образец в морозильной камере до непосредственного начала испытания (чтобы предотвратить нагрев).

• Освободить маятник установки (с известным весом, обычно 2 Дж для терморазрывных вставок из полиамида), чтобы он ударил по зоне надреза образца.

• Зарегистрировать поглощённую образцом энергию — наши терморазрывные вставки, как правило, поглощают ≥1,2 Дж при -40 °C, что значительно превышает минимальное значение отраслевого стандарта в 0,8 Дж.

Наш комплексный сервис включает обучение клиентов использованию маятниковых копров Шарпи и интерпретации результатов. Мы также предоставляем эталонные образцы (изготовленные из нашего поликомпозита на основе полиамида с двойным винтом, имеющего равномерное распределение стекловолокна для повышения ударной вязкости), чтобы клиенты могли проводить калибровку своих испытаний.

Испытание на ударный изгиб по Изоду при низкой температуре

Для терморазрывных вставок с меньшим поперечным сечением (толщиной 1,5–2 мм) более подходящим является испытание по Изоду — образец закрепляется вертикально, что облегчает тестирование узких полос. Процесс аналогичен методу Шарпи, но образец фиксируется с одного конца, а маятник ударяет по свободному концу. Мы используем маятниковый копер по Изоду с энергией удара 1 Дж для тонких терморазрывных вставок. При температуре -30 °C наши вставки поглощают энергию не менее 0,9 Дж, что гарантирует их устойчивость к разрушению при типичных ударных нагрузках в холодной среде. Испытание по Изоду особенно полезно для клиентов, выпускающих терморазрывные вставки для оконных систем с тонкими профилями, и мы включаем это испытание в наш комплексный пакет технической поддержки.

Визуальный и структурный осмотр после удара

После испытаний на удар мы осматриваем терморазрывные планки, чтобы оценить степень повреждений — образцы, прошедшие испытание, не должны иметь сквозных разрушений (могут присутствовать лишь незначительные трещины, если таковые имеются) и должны сохранять свою структурную целостность. Планка, полностью сломанная при испытании, считается не прошедшей тест, поскольку в реальных условиях она утратит функцию терморазрыва. Мы также проверяем наличие расслоения между полиамидом и стекловолокном — наш процесс гранулирования с использованием двухшнекового экструдера обеспечивает прочное сцепление волокна с полимером, поэтому наши планки практически не подвержены расслоению. Для клиентов этот этап осмотра имеет критическое значение: даже если планка поглотила достаточное количество энергии, видимые повреждения могут указывать на потенциальные проблемы с долгосрочной надёжностью. Наш комплексный сервис включает подробные контрольные списки осмотра, которые помогают клиентам документировать результаты и принимать обоснованные решения относительно своих терморазрывных планок.

Как наша производственная экосистема обеспечивает надёжную ударопрочность в холодных условиях

Двухшнековое гранулирование для повышения ударной стойкости

Основой морозостойкости наших терморазрывных профилей является гранулированный полиамид с использованием двухшнекового экструдера. Двухшнековые экструдеры переплетаются таким образом, чтобы равномерно распределить стекловолокна в матрице полиамида, формируя сетевую структуру, которая поглощает энергию удара при низких температурах. В отличие от однoshнековой грануляции (которая приводит к образованию комков волокон и ослаблению профиля), наш двухшнековый процесс обеспечивает равномерное распределение волокон при содержании 25–30 %, повышая ударную стойкость на 30 % по сравнению со стандартным полиамидом. Когда эти гранулы экструдируются в профили на наших однoshнековых экструдерах, структура волоконной сети сохраняется, обеспечивая стабильную работу в условиях низких температур.

Комплексная поддержка испытаний и улучшений

Если у клиента термоизоляционные вставки не проходят испытания на удар при низких температурах, мы используем комплексный сервис для выявления и устранения проблемы. Распространённые проблемы включают низкое содержание стекловолокна (решается корректировкой параметров гранулирования на двухшнековом экструдере) или неравномерную экструзию (устраняется оптимизацией температуры или скорости одношнекового экструдера). Мы работаем с клиентами, корректируя производственные процессы и повторно тестируя образцы до тех пор, пока они не будут соответствовать требуемым стандартам ударной стойкости. Такая поддержка на всех этапах позволяет клиентам не просто проверять свои термоизоляционные вставки, а совершенствовать их.

Тестирование ударной вязкости полииамидных терморазрывных профилей в холодных условиях имеет важное значение для обеспечения надежности продукции и удовлетворенности клиентов. Наши 17 лет исследований и разработок, технология гранулирования с использованием двухшнекового пресса, опыт экструзии с одновинтовым оборудованием и комплексное обслуживание делают нас идеальным партнёром для решения этой важной задачи. Независимо от того, нужно ли вам испытать собственные терморазрывные профили или оптимизировать производство для повышения устойчивости к ударным нагрузкам при низких температурах, мы предоставляем инструменты, знания и поддержку, чтобы ваши терморазрывные профили работали эффективно — даже в самых суровых климатических условиях.