Vicat-Erweichungstemperatur

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Vicat-Erweichungstemperatur

Das Ziel der Wärmeformbeständigkeitsmethode nach Vicat besteht in der quantitativen Charakterisierung der Wärmeformbeständigkeit eines Kunststoffes. Es erfolgt dazu die Bestimmung der Wärmeformbeständigkeitstemperatur Vicat, die methodisch bedingt quantitativ nicht mit der mit Hilfe anderer experimenteller Methoden ermittelter Wärmeformbeständigkeitstemperaturen (wie z.B. die Wärmeformbeständigkeitstemperatur HDT übereinstimmen muss [1].

Die Norm DIN EN ISO 306 [2] legt vier Verfahren zur Bestimmung der VICAT-Erweichungstemperatur fest, die nach der gewählten Prüflast und der Heizrate bezeichnet werden:

Verfahren

A 50: mit einer Kraft von 10 N und eine Heizrate von 50 °C/h
A 120: mit einer Kraft von 10 N und eine Heizrate von 120 °C/h
B 50: mit einer Kraft von 50 N und eine Heizrate von 50 °C/h
B 120: mit einer Kraft von 50 N und eine Heizrate von 120 °C/h

Dabei wird die Temperatur in °C bestimmt bei der eine Eindringspitze 1 mm tief in die Oberfläche des Prüfkörpers eingedrungen ist. Die Eindringspitze hat einen kreisförmigen Querschnitt von 1 mm2 Fläche. Die gemessene Temperatur wird als Vicat Softening Temperature VST bezeichnet. Für die Prüfung werden quadratische (Grundfläche 10 x 10 mm2) oder runde (Mindestdurchmesser 10 mm) Prüfkörper mit einer Dicke von 3 mm bis 6,5 mm verwendet. Die Oberflächen müssen eben und parallel sowie gratfrei sein.

Das VICAT-Prüfgerät besteht aus einem Stab mit Auflageteller für die Prüfgewichte und einer Aufnahmevorrichtung für die Eindringspitze sowie einer kalibrierten Messuhr zur Eindringtiefenbestimmung. Die beschriebenen Prüfkörper werden auf einer Prüfkörperauflage positioniert und mit einer definierten Heizrate im Silikonbad oder mit Luftheizung erwärmt (siehe Bild).

Bild: Messanordnung zur Bestimmung der VICAT-Erweichungstemperatur

Da die VICAT-Einweichungstemperatur auf eine Änderung der Molekülgröße reagiert, kann durch die Messung auf verarbeitungsbedingte thermische Schädigung geschlossen werden.

Tabelle: VICAT-Erweichungstemperaturen für verschiedene Kunststoffe [3, 4]
Werkstoff VST (°C)
A 50 B 50
Thermoplaste unverstärkt
PE-HD 75
PE-LD 52
PE-UHMW 130 74
PP 150 90
POM 150
PA 6 200
PBT 190
PC 145
PMMA 103
PVC-U 83 77
PVC-P 42
PS 84
SAN 106
ABS 87
Thermoplaste verstärkt
PP + 20 M.-% Talkum 153 95
PP + 40 M.-% Talkum 153 98


Literaturhinweise

[1] Grellmann, W., Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 602–605, (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe AMK-Büchersammlung unter A 18)
[2] DIN EN ISO 306 (2014-03): Kunststoffe – Thermoplaste – Bestimmung der Vicat-Erweichungstemperatur (VST) (Entwurf)
[3] Carlowitz, B.: Tabellarische Übersicht über die Prüfung von Kunststoffen. Giesel Verlag für Publizität, Isernhagen (1992) (ISBN 978-3980294201; siehe AMK-Büchersammlung unter C 9)
[4] Campus® Datenbank: http://www.campusplastics.com
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