Производителю > Для начинающих
Оценка качества пенопласта. "Домашний" способ.
dazar:
Понятное дело что правильно провести испытания образца не у всех есть возможность, но как-то начать приближаться к этому ведь можно было давно. Прикольно конечно, когда дядька прыгает или топчется по плите пеноизола, но что это дает вам и как проверить такой же или хуже.
Итак, предлагаю ввести для предварительной оценки качества,такие параметры:
Плотность Р (кг/м³)
Прочность на сжатие Q (г/см²)
Коэффициент потенциала К это отношение Q /Р
Коффициент пружинистости. L Востановление первоначального объема после сжатия.
Коэффициент качества F
Плотность всеми в основном меряется кг/м³, но для образцов удобнее использовать г/см³. Которые потом легко перевести кг/м³ умножив на 1000.
Замер прочности на сжатие я немного упростил. Он включает в себя не только проверку прочности на сжатие, но и прочность на срез. Для нас такая погрешность допустима. Поскольку оценивает прочность образца в целом.
Отдельные вопросы вызовет коэфициент потенциала. Опишу как смогу. Я его ввел в процессе вытягивания из «голой» смолы максимального качества. Использовать весь потенциал смолы это подобрать параметры которые позволяют получать материал все с более и более высоким коэффициентом потенциала. Для каждой смолы он свой. Другими словами большую прочность при меньшей плотности. Кстати добавки и наполнители можно вносить, когда вы выжали из голой смолы максимум. Только вы используете потенциал самой смолы и дополните ее свойства модификаторами.
Сам по себе олигомер твердый. Эластичность очень низкая. То что большинство называет эластичность не что иное люфт в сломанной структуре. Эластичность это когда растягивать можно. А так пусть будет коэффициент пружинистости.
Коэффициент качества - это то, чем можно сравнивать разные смолы, добавки, параметры при одинаковых смолах. Обмениваться, в конце концов, своими результатами с другими пеноизольщиками. Если вы научились лить пенопласт, который имеет достаточную прочность при хорошем востановлении формы после сжатия( пружинистость), то уже смело можете работать на объектах.
Основной принцип заложенный в методику: Качество пенопласта будет расти с ростом прочности, с ростом пружинистости, но при снижающейся плотности. Т.е если из двух образцов с одинаковой плотностью, один будет прочнее другого, то этот образец качественнее. Потенциал смолы более реализован.
Если при одинаковой прочности один из образцов имеет плотность ниже, то он есть качественнее.
Аналогично с пружинистостью: если из двух образцов один лучше восстанавливает форму- он качественнее.
Ну а если он и пружинит и имеет максимальную прочность и меньшую плотность то этот образец будет уже иметь максимальный коэф.качества.
Образцы мы изготавливали специально(настройка и прогон шли в мусорку ):
с обязательным фиксированием всех доступных параметров( расходы, давление, температура, тип пеногенератора, рецепты растворов и т.д.)
Сушили их от несколько дней до месяцев. Вырезали параллепипед или куб с гранью 5см(но можно 10см и15см), который выдерживали несколько дней при нормальных условиях.
Высчитываем плотность
Замеряете грани в сантиметрах и множите длину на ширину и на высоту. Взвешиваете ваш образец в граммах. Делим массу на объем и получаем плотность в г/см³. Умножаем на 1000 и получим плотность в кг/м³
Определяем прочность на сжатие
Берем рейку сечением 1см Х 1см длиной 10-20см(или пруток диаметром 11,3мм) и от края на 5мм чертим риску. Ложем образец на любые весы , желательно с точностью до грамма. Обнуляем весы и начинаем вдавливать рейку вертикально вниз в образец. Вдавливаем очень плавно, без рывков, не глубже риски. И смотрим на экран весов. По мере надавливания вес будет расти, а потом перестанет и может начать уменьшаться. Записываем максимальный вес. (г/см²)
Коэффициент потенциала вычисляем простым делением прочности Q (г/см²) на плотность Р (кг/м³)
Разные единицы измерения значения не имеют. Это относительный коэффициент. Так удобнее.
К= Q (г/см²) /Р (кг/м³)
Коэффициент пружинистости . Замеряем высоту до сжатия. (l1) Сжимаем образец до 10% от первоначальной высоты и снимаем нагрузку. Замеряем высоту после сжатия(l2).
L= l₂/l₁
Коэффициент качества Просто множим коэффициент потенциала на коэффициент пружинистости.
F=k*L
Цель этой методики не заменить тесты по ГОСТу, а вытеснить органолептическую оценку качества.
Имеем ГОСТ, который невозможно использовать повседневно. Имеем органолептику, которая не поддается учету и анализу. И имеем нечто среднее, данную методику, которая позволяет вести учет и анализ, и достаточно проста для повседневного использования.
dazar:
Так получилось, что я ничем и ни с кем не собирался делится плоть до недавнего решения, в августе 2013г, отойти от производства КФП. Поэтому ничего не снимал, кроме некоторых исторических фото и пары видео для работы. Так же давно перестал собирать образцы. А те что оставались после интенсивных тестов, уже года два как выбросил. Да и точные весы ушли туда же.
Поэтому просьба показать видео немного меня напрягла.
Порывшись в гараже нашел образцы от последних моих экспериментов на тему: получить повышенный коэф.потенциала с сохранением эластичности . Поэтому некоторые образцы были изготовлены с запредельной плотностью, что не мешает понять принцип методики проверки образцов в домашних условиях.
Весы я взял кухонные(точность1г.), что оказалось явно недостаточно.
Заказал столяру реечку в поперечнике 1х1см.
И приготовил все что может понадобится, даже нашел применение старому учебнику по физике
И приступаем к тестированию образцов с 1по 9:
http://www.youtube.com/watch?v=bAofvMbQxPM&feature=player_detailpage
потом образцов с 10 по 16:
http://www.youtube.com/watch?v=OXPXWrfaaDI&feature=player_detailpage
слишком малая чувствительность кухонных весов немного напрягает особенно на легких образцах. Поэтому я немного повысил точность таким образом:
Так же прочные образцы, проверил на прочность на более сильных весах.
Потом заносим результаты испытаний в таблицу и обрабатываем по формулам:
Замечания: не мешало бы иметь либо весы поточнее( у меня были такие на 500г), либо вырезать образцы покрупнее например 10х10х10см и 15х15х15см. Действительно методика не совсем подходит для плотностей выше 40кг/м.куб, точнее ее раздел пружинистости, но ведь это редкие плотности. А основной диапазон 3-40кг/м.куб метода покрывает хорошо.
dazar:
Как интерпретировать результаты:
Если уже при вырезании обрацов они разваливаются - это очень низкое качество. Имеет смысл получить что то стоящее, а потом приступать к тестам.
Если образцы не восстанавливают форму или искривляются: это может быть не высохший образец, неравномерная плотность, плохое перемешивание и разнородность структуры, неправильная рецептура и т.п.
Ну не знаю, меряйте по высокой стороне, а если вы самокритичны- по низкой. Можете брать середину. Но поставьте себе за цель ровное востановление.
Как с помощью тестов улучшать качество
Очень важно записывать как можно больше параметров при отливке образцов. Сопоставляя результат с условиями, вы сможете определят закономерности.
Пример: возьмем образцы №3, 4, 5 . предположим что во время их отливки мы увеличивали кол-во ПО 3мл/л, 5мл/л , 10мл/л соответственно при неизменных остальных параметрах. По результатам видим, что образец №4 получился самый прочный. Немного хуже образец №3, и самый плохой образец №5.
Можно сделать два вывода: избыток ПО может снижать качество пенопласта и его оптимум, при известных остальных параметрах, находится около 5мл/л. При желании можно провести уточняющие тесты.
Так же, зная например, что мы все образцы отлили из одного вида смолы и получили некий максимальный коэф. качества на некоторой плотности , значит этот же коэффициент реально получить и на другой плотности. Нужно искать как это сделать, изменив рецепт, улучшив структуру.
Пример: образцы № 3и №11 имеют разную плотность, но качество у них одинаковое. Органолептически это не определить, а с помощью методики это стало возможным. Это значит, что у образца №11 плотность выросла в 5раз, и прочность выросла также в 5 раз. Это хорошо. Плохо, когда мы тратим материал, а прочность не растет как мы ожидаем.
Пример из последних практик: Работая на плотностях 3-18кг/м.куб и получая коэф. качества 65-70, я заметил, что с ростом плотности коэф.качества начинает снижаться:
плотность 5 - коэф.50, плотность 10 - коэф. 60, плотность 15 - коэф.40, плотность 18 - коэф.25.
Причем снижается он и за счет потери пружинистости и за счет потери прочности(плотность выросла в 3раза, а прочность только в 1,2раза). Это свидетельствовало о том, что качество реакции и качество структуры с ростом изготавливаемой плотности начинали страдать.
Не будь этой методы - я бы смирился с фактом. Но используя разные параметры и проводя тесты образцов было выявлено несколько закономерностей, которые прощают ошибки оператора на низких плотностях, но жестоко проявляются на высоких.
Так же я уверен, что потенциал "голой" смолы КФ-ТИ реализован мною не до конца , поскольку я случайно пару раз получил коэ.качества на уровне 110-115.
Как знать может кто нибудь на Украине уже получает стабильно такой результат, но жмакая его руками думает, что он обычный. Результаты на разных смолах также можно сравнивать. Вдруг ВПСГ в 20 раз лучше КФ-ТИ и лучше ее возить на Украину, чем лить из местных.
Тесты не учитывают токсикологию образцов. Но что я бы хотел отметить:
Во первых это то, что все смолы выпускают для производства фанеры, ДСП, утеплителей, это клей. И все производители стремятся снизить выделения из конечного продукта. И все, чем можно нашпиговать смолу уже нашпиговано на заводе.
Т.е. вы не сделаете меньше выделений, чем есть в фанере, но если постараетесь, то не сделаете и больше, чем из фанеры.
Сначала стоит научится проводить качественную реакцию. Никакие наполнители не спасут брак.
Как я уже сказал выше, высокие показатели качества вашего материала означают и снижение выделений формальдегида также, до выделений, скажем той же фанеры.
Поделюсь результатами своих тестов за 2008г. Тогда они еще не обрели систематичности, чего-то не доставало, что то было лишним, но некоторые закономерности уже можно было проследить. Это было началом поисков. Надеюсь кому-то пригодятся.
dazar:
Для справки: монолит изготовленный из КФС имеет:
плотность 1500кг/м3
Прочность на сжатие 1000кгс/см2 (1см.кв выдержит усилие в 1000000г)
Прочность на растяжение 600кгс/см2
Согласно методики его коэф.потенциала равен -666.
dazar:
Качественная и наиболее полная реакция повышает качество пенопласта.
Поэтому предложу вашему вниманию еще один "домашний" способ проверки качества пенопласта.
Он основан на разрушении нестойких связей и ускоренной деструкции тех частей сшивки, которые в дальнейшем и будут слабым звеном, проявляя деструкцию пенопласта. Чем хуже прошла реакция, тем больше будет таких звеньев, и наоборот чем лучше прошла реакции, тем меньше будет слабых звеньев.
Суть теста:
Берете образец и полностью погружаете его в кипящую воду.
Далее идти можно двумя путями:
1. Через пол-часа кипячения аккуратно вынуть образец и оставить до полного высыхания.
2. Кипятить на малом огне в течении 3часов. Потом так же вынуть и оставить до полного высыхания.
Оцениваем результаты:
1. Оценивать результаты можно только по поверхности образца, поскольку за 30мин кипяток не смог произвести разрушения в глубине образца. Хорошо, если после испытания образец не изменился. Плохо, если в воде остались отпавшие кусочки или муть от образца или поверхность образца разрушилась или начала разрушаться.
2. При таком раскладе можно оценивать весь образец. Так же как и в первом варианте оцениваем разрушения образца. Хорошо- если целый, плохо-любые разрушения и изменения.
Не мешало бы иметь два образца один контрольный, другой испытуемый.
Минус этого теста в том, что он дает условную оценку качеству пенопласта: зачет-незачет, И не показывает степени качества.
Оба метода, и кипячением и через коэффициенты, подтверждают взаимосвязь между полнотой реакции и свойствами полученного КФП.