Приложение ДБ (справочное). Оригинальный текст невключенных структурных элементов примененного стандарта АСТМ

Приложение ДБ
(справочное)

Оригинальный текст невключенных структурных элементов примененного стандарта АСТМ

ДБ.1

1.1 Для испытаний применяют герметизированные образцы, которые деформируются при скручивающем сдвиге с помощью динамико-механических процессов.

1.2 Графики комплексного модуля, комплексной вязкости, коэффициента затухания или тангенса угла механических потерь в зависимости от времени или температуры, или и того, и другого, позволяют количественно определить термическое развитие характеристик смолы или смолы на волокне при отверждении.

1.3 Результаты испытания, полученные по настоящему методу, актуальны и необходимы для оптимизации циклов отверждения.

1.5 В настоящем стандарте не предусмотрено рассмотрение всех вопросов обеспечения безопасности, связанных с его применением. Пользователь настоящего стандарта несет ответственность за установление соответствующих правил по технике безопасности и охране здоровья, а также определяет целесообразность применения законодательных ограничений перед его использованием.

ДБ.2

5 Значимость и применение

5.1 Данный метод представляет собой простой способ описания характеристик образцов из термореактивной смолы при отверждении, применяемой при формировании композита. Диаметр образца составляет приблизительно 38 мм, а толщина варьируется от 2,6 до 3,2 мм. Это соответствует объему образца приблизительно от 3 до 4 см². Результаты испытаний могут быть использованы для контроля качества, научных исследований и разработок, а также контроля процесса отверждения в технологическом оборудовании, например в автоклавах.

5.2 Динамические механические испытания представляют собой чувствительный метод определения характеристик при отверждении посредством измерения модуля упругости и потерь в зависимости от температуры или времени, или и того, и другого. Графики характеристик при отверждении и тангенса угла механических потерь материала позволяют получить графическое отображение характеристики при отверждении при определенном временно-температурном профиле. На динамические свойства материала может влиять наличие волокон в смоле, тем не менее при сравнении результатов испытаний различных смол с одинаковым наполнением волокнами прослеживаются различия, связанные с различными характеристиками отверждения неармированных смол.

5.3 Настоящий метод можно использовать для оценки следующих параметров:

5.3.1 Характеристик при отверждении и их изменения в зависимости от температуры или времени, или и того, и другого;

5.3.2 Характеристике процессе производства, а также их изменения в зависимости от температуры или времени, или и того, и другого;

5.3.3 Влияния технологической обработки;

5.3.4 Относительных свойств смол, включая характеристики при отверждении, уменьшающие сопротивление и сопротивление удару;

5.3.5 Влияния армирования на отверждение;

5.3.6 Влияния используемого материала для склеивания смолы и армирования;

5.3.7 Влияния технологических добавок, способных воздействовать на технологичность или эксплуатационные характеристики.

5.4 Настоящий метод позволяет оценить свойства термореактивной смолы при отверждении, содержащей тканное волокно или армирующий материал.

5.5 Настоящий метод подходит для широкого диапазона частот колебаний, обычно в пределах от 0,002 до 50 Гц.

ДБ.3

6.1 Мешающее воздействие

6.1 При использовании различных условий испытаний могут возникать очевидные расхождения в результатах испытаний. Данные расхождения обычно можно привести к сопоставимому виду без изменения наблюдаемых данных путем составления полного описания (согласно настоящему методу) условий, в которых получены такие результаты. Одним из важнейших условий в рамках настоящего метода, которое обеспечивает хорошую точность, является наличие давления внутри капсулы для образцов.

6.2 Во многих случаях образцы, изготовленные по настоящему методу, будут значительно меньше деталей в производстве. Важно, чтобы образцы изготовлялись из неотвержденного материала, обладающего такими же характерными свойствами, как и материал, применяемый в производстве деталей, что позволит обеспечить возможность применения результатов испытаний для оценки отверждения деталей.

6.3 Результат испытаний является реакцией образца смолы на изменения температуры на термическое развитие характеристик смолы при отверждении. На характеристики при отверждении также влияют армирование и материалы, используемые для повышения адгезии между смолой и армированием. В качестве армирующего наполнителя может использоваться волокно или инертный наполнитель.

6.4 Результаты будут представлять собой отверждение системы при измеренной температуре. Детали зачастую значительно толще образца. Между профилем зависимости температуры от времени на внешней и внутренней сторонах этих составных частей может наблюдаться значительная разница. Для измерения обоих температур во время процесса отверждения толстой детали можно использовать термопары. Настоящий метод можно использовать для образцов динамического отверждения для определения профилей зависимости температуры от времени. Результаты могут использоваться для сопоставления реакции при отверждении для внутренней и внешней частей композитной детали.

ДБ.4

7.1 Испытательное устройство

Функция испытательного устройства заключается в удерживании образца смолы с инертным армированием, например волокном, под давлением и предотвращении выхода смолы. Ввиду этого соотношение "волокно - смола" будет оставаться постоянным на протяжении всего испытания. Материал действует как эластичный и диссипативный элемент в системе пульсирующего сдвига с механическим приводом. Динамико-механический прибор создает напряжение сдвига при кручении в одном из следующих режимов измерения характеристик при отверждении:

- вынужденные колебания с постоянной амплитудой и постоянной частотой;

- вынужденные колебания с переменной амплитудой и постоянной частотой.

ДБ.5

15 Прецизионность и систематическая погрешность

15.1 Данные стандартного отклонения повторяемости для некоторых стандартных измерений характеристик при отверждении приведены в таблице ДА.1. Они основаны на параллельных результатах испытаний пяти образцов эпоксидного препрега в рамках одной лаборатории. Образцы были отверждены линейным повышением температуры с 48,9 до 176,7 °С при скорости 30 °С/мин с последующей выдержкой при 176,7 °С в течение двух часов. Деформация на образце составила 0,7 %, частота колебаний составила 1,667 Гц. В настоящее время осуществляется межлабораторное исследование по определению воспроизводимости настоящего метода испытания. Систематическая погрешность не была определена.

Таблица ДБ.1 - Прецизионность измерения характеристик при отверждении

Показатель	Среднеарифметическое значение	Стандартное отклонение повторяемости Sr	Предел повторяемости r
Минимальное значение модуля G*, МПа	0,0704	0,0049	0,0136
Максимальное значение модуля G*, МПа	260,6	7,5	21,1
Значение модуля G* при температуре гелеобразования, МПа	0,147	0,013	0,035
Температура гелеобразования, мин (определенная по резкому возрастанию модуля упругости )	21,09	0,12	0,33
T после отверждения, °С (определенная по тангенсу угла механических потерь)	213,3	0,66	1,85
Тg после отверждения, °С ("перегиб" графика G*)	188,9	0,85	2,37