Aus Lexikon der Kunststoffprüfung
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Zeitstandzugversuch

Allgemeines

Der Zeitstandzugversuch zur Bestimmung der Beständigkeit gegen umgebungsbedingten Spannungsrissbildung (ESC) gehört neben dem Biegestreifenverfahren und dem Kugel- oder Stifteindrückverfahren zu den drei wichtigsten Verfahren zur Prüfung der Spannungsrissbeständigkeit von Kunststoffen [1].
Die genormte Prüfung erfolgt nach DIN EN ISO 22088-2 [2], wobei vorzugsweise Vielzweckprüfkörper nach DIN EN ISO 3167 [3] mit einer konstanten Zugkraft beansprucht werden, die einer Belastung unterhalb der Streckspannung entspricht, während ein definiertes Medium mit einer ausgewählten Prüftemperatur einwirkt.

Zeitstandzugversuch zur Ermittlung der Spannungsrissbeständigkeit

Im Gegensatz zum Zeitstandzugversuch zur Ermittlung des Kriechverhaltens [4] ist in den verwendeten Messanordnungen eine Klima- oder Medienkammer (Bild 1) erforderlich, wobei aufgrund der geforderten Kenngrößen keine Dehnmesseinrichtung benötigt wird.

Zeitstandzugversuch1.jpg

Bild 1: Prüfanordnung für den Zeitstandzugversuch nach DIN EN ISO 22088-2 bzw. Messung der umgebungsbedingten Spannungsrissbildung

In diesem Zeitstandzugversuch wird die Zeit und/oder die Spannung, bei der der Prüfkörper bricht, ermittelt.

Experimentelle Methoden und Kenngrößen

Zur Bewertung des Spannungsrissverhaltens werden drei Verfahren angewendet:

  • Bestimmung der Zugspannung, die nach 100 h zum Bruch führt,
  • Bestimmung der Bruchzeit bei konstanter vorgegebener Beanspruchung und
  • Bestimmung der Abhängigkeit der Zugspannung von der Bruchzeit.

Auf diese Weise erhält man die Zeitstandzugfestigkeit (Bruchspannung) σB als Funktion der Standzeit (Bruchzeit) tB.


Bei einer weiteren Variante wird der Prüfkörper bei steigender Kraft verformt, es wird also eine einfache Verformungskurve im aggressiven Medium aufgenommen.

Weitere experimentelle Verfahren und Ergebnisse werden von Brown [5] und Bledzki [6] beschrieben.


Literaturhinweise

[1] Ramsteiner, F.: Bewertung der Spannungsrissbeständigkeit. In: Grellmann, W., Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, (2015) 3. Auflage, S. 416, (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe AMK-Büchersammlung unter A 18)
[2] DIN EN ISO 22088 (2006-11): Kunststoffe – Bestimmung der Beständigkeit gegen umgebungsbedingte Spannungsrissbildung (ESC) ‒ Teil 2: Zeitstandzugversuch
[3] DIN EN ISO 3167 (2014-11): Kunststoffe – Vielzweckprüfkörper
[4] DIN EN ISO 899-1 (2017-07): Kunststoffe – Bestimmung des Kriechverhaltens – Teil 1: Zeitstand-Zugversuch (Normentwurf)
[5] Brown, R. P.: Testing Plastics for Resistance to Environmental Stress Cracking. Polymer Testing 1 (1980) 267‒282
[6] Bledzki, A. K., Barth, C.: Spannungsrissbeständigkeit von Polycarbonat messen. Materialprüfung 40 (1998) 404‒410