Ruß — ISO 6964 / ASTM D1603 / ISO 18553

Was ist Carbon Black?

Bei der Rußprüfung handelt es sich um eine Gruppe von Experimenten, bei denen der Anteil von Ruß im Polymer durch Pyrolyse bestimmt wird (ISO 6964 / ASTM D1603) und seine Verteilung durch Mikroskopie bewertet wird (ISO 18553).

Zweck von Carbon Black

Ziel ist es, zu überprüfen, ob in Polyolefinprodukten zur Verwendung im Außenbereich Ruß in einer Menge vorhanden ist, die UV-Schutz bietet und homogen verteilt ist.

Bei welchen Produkten wird Carbon Black angewendet?

Rohr und Einsätze aus Polyethylen
Jeomembranlar
Kabelummantelungen
Polyolefinprodukte für den Außenbereich

In welchen Branchen wird Carbon Black eingesetzt?

KunststoffeAutomobilVerpackungVerbraucherprodukte

Normen zu Carbon Black

ISO 6964
ASTM D1603
ISO 18553
ASTM D5596 (Verteilung)

Prüfbedingungen für Carbon Black

Inhaltsmessung: Wiegen des nach der Pyrolyse in inerter Atmosphäre verbleibenden Rußes
Verteilung: Einstufung der Klumpengröße und -häufigkeit durch Mikroskopie im Dünnschnitt
Hedef oran: Rohrnormen erfordern typischerweise einen Bereich von 2–2,5 Masse-%
Probe: Entnommen von repräsentativen Standorten des Produkts

Prüfgerät für Carbon Black

Pyrolyseofen und Inertgassystem
Analysenwaage
Mikrotom oder Heißpresse (für Dünnschnitte)
Lichtmikroskopie und Bildanalyse

Probenanforderungen für Carbon Black

Die Probe muss an einer repräsentativen Stelle des Produkts entnommen werden
Die Pyrolyse sollte in einer inerten Atmosphäre durchgeführt werden
Für die Verteilung ist ein dünner und gleichmäßiger Querschnitt erforderlich
Die Anzahl der Proben ist in der Norm festgelegt

Dauer von Carbon Black

Normalerweise 3–5 Tage.

Ablauf von Carbon Black

1Die Probenahme erfolgt an repräsentativen Standorten.
2Die Pyrolyse wird in einer inerten Atmosphäre durchgeführt.
3Der verbleibende Ruß wird gewogen und das Verhältnis berechnet.
4Der Dünnschliff wird vorbereitet.
5Die Verteilung wird unter dem Mikroskop bewertet.
6Die Ergebnisse werden mit dem Produktstandard verglichen.

Annahmekriterien für Carbon Black

Akzeptanzkriterien sind in der Produktnorm angegeben; Der Bereich des Gehaltsverhältnisses und der Grad der Dispersion sind individuell begrenzt.

Auswertung der Ergebnisse

Wenn der richtige Anteil an Ruß schlecht dispergiert ist, ist der UV-Schutz nicht ausreichend und es kommt zu Klumpen, die zu Spannungskonzentrationen führen. Daher sollten Inhalt und Verbreitung gemeinsam bewertet werden. Wenn die Pyrolyse in einer Sauerstoffumgebung durchgeführt wird, ist das Ergebnis gering.

Prüfbericht zu Carbon Black

Angewandte Standards
Probenahmeorte
Pyrolysebedingungen
Rußanteil
Dispersionsgrad und Mikrobilder

Akkreditierung

EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung, die von Akkreditierungsstellen erhalten wurde, die Vertragspartei der multilateralen Anerkennungsvereinbarungen IAF und ILAC sind, gemäß ISO/IEC 17025 für Labortests, ISO/IEC 17020 für Inspektion und Überwachung sowie ISO/IEC 17021-1 und ISO/IEC 17065 für System- und Produktzertifizierung. Diese Kette stellt sicher, dass die ausgestellten Berichte und Zertifikate weltweit akzeptiert werden.

Ob dieser Test im akkreditierten Rahmen angeboten werden kann, hängt von Ihrem Produkt und der angewandten Norm ab; Da die Akkreditierung methodenbasiert erfolgt, wird der Umfang bereits im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Geltungsbereich und Berechtigungen

Kunststoffprüfung — Was umfasst dieser Prüfbereich?

Der folgende Abschnitt beschreibt das Gebiet, zu dem der Test Carbon Black gehört; die Bedingungen und Abnahmekriterien dieses konkreten Tests stehen in den obigen Abschnitten. Der für Ihr Produkt spezifische Umfang wird schriftlich im Angebotsstadium festgelegt.

Kunststoffprüfungen bestimmen das mechanische, thermische und Brennverhalten eines Polymerwerkstoffs. Anders als Metalle sind Kunststoffe VISKOELASTISCH: Ihr Verhalten hängt von Belastungsgeschwindigkeit, Temperatur und Feuchtigkeit ab. Dasselbe Material liefert daher unter unterschiedlichen Bedingungen unterschiedliche Ergebnisse, und die Prüfbedingungen sind ein untrennbarer Teil des Ergebnisses.

Die praktische Folge der Viskoelastizität ist Folgendes: Ein Kunststoffteil verformt sich unter konstanter Last mit der Zeit weiter (Kriechen), und die bei konstanter Verformung getragene Spannung nimmt mit der Zeit ab (Spannungsrelaxation). Eine Schraubverbindung lockert sich, eine Klemme verliert ihre Klemmkraft, ein Regal hängt mit der Zeit durch. Ein kurzzeitiger Zugversuch zeigt dieses Verhalten nicht; es ist ein Langzeitversuch oder ein beschleunigtes Modell erforderlich.

Das thermische Verhalten ist die zweite Hauptachse. Die Schmelzflussrate zeigt die Verarbeitbarkeit des Materials und die Konsistenz von Charge zu Charge; die Wärmeformbeständigkeitstemperatur und der Vicat-Erweichungspunkt geben eine grobe Grenze für die Einsatztemperatur an. Die thermische Analyse (DSC, TGA, DMA) offenbart die Identität des Materials: Glasübergangstemperatur, Schmelzverhalten, Kristallinität, Füllstoffgehalt und Zersetzungstemperatur.

Das Brennverhalten ist die dritte Achse und ist direkt mit Produktnormen verknüpft. Die UL-94-Klasse und der Grenzsauerstoffindex werden in das Materialdatenblatt aufgenommen; für das Gehäuse eines Elektrogeräts wird eine bestimmte Klasse verlangt, während für ein Bauprodukt ein anderes Klassifizierungssystem gilt.

Alterung ist der am häufigsten übersprungene Teil des Gebiets. Kunststoffe zersetzen sich unter UV, Wärme, Feuchtigkeit und Sauerstoff: Die Farbe ändert sich, die Oberfläche reißt, die Schlagzähigkeit sinkt. Bei einem für den Außenbereich bestimmten Teil zählen nicht die Werte am ersten Tag, sondern die Werte nach der Alterung. Xenon-Bogen- und Fluoreszenz-UV-Geräte beschleunigen diesen Abbau und ermöglichen einen Vergleich.

Das Ergebnis dieser Familie wird meist in das Materialdatenblatt eingetragen, und Produktnormen verweisen auf dieses Datenblatt. Zwischen dem Datenblattwert und dem Verhalten des tatsächlichen Teils kann es jedoch einen Unterschied geben: die beim Spritzgießen entstehende Orientierung, Bindenähte und innere Spannungen lassen das Teil anders reagieren als das Probestück.

Die Verwendung von Rezyklat hat dem Gebiet eine neue Frage hinzugefügt. Rezyklierte Harze variieren von Charge zu Charge; mechanische Eigenschaften, Farbe und Brennverhalten können sich zwischen Chargen verschieben. Für einen Hersteller, der Rezyklat verwendet, ist die Eingangskontrolle des Materials daher keine Option, sondern eine Notwendigkeit.

Methodengruppen in diesem Bereich

Mechanisch
Zug, Druck, Biegung, Charpy- und Izod-Schlagzähigkeit, Härte (Shore), Kriechen und umgebungsbedingte Spannungsrissbildung.
Thermisch
Schmelzflussindex (MFI), Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT), Vicat-Erweichungstemperatur, lineare Wärmeausdehnung.
Thermische Analyse
Übergangstemperaturen und Kristallinität durch DSC, Zusammensetzung und Zersetzung durch TGA, dynamisch-mechanisches Verhalten durch DMA.
Brennverhalten
UL-94-Klassifizierung, Grenzsauerstoffindex (LOI), Glühdraht- und Nadelflammprüfungen.
Altern
Beschleunigte Alterung durch Xenonbogen und fluoreszierendes UV, Warmluftalterung, Feuchtigkeit und Kondensation.
Physikalisch
Dichte, Wasseraufnahme, Aschegehalt, Gas- und Wasserdampfdurchlässigkeit von Folien und Platten.

Häufig verwechselt in diesem Bereich

Ein Kunststoffergebnis ohne angegebene Prüfgeschwindigkeit und -temperatur kann nicht interpretiert werden; das viskoelastische Verhalten hängt von diesen Parametern ab.
Ein Probestückergebnis überträgt sich nicht direkt auf das tatsächliche Teil; die Spritzgussorientierung und Bindenähte sind entscheidend.
HDT- und Vicat-Werte sind KEINE Einsatztemperaturen; sie sind ein grober Hinweis auf eine Obergrenze und gelten nicht unter Last.
Die UL-94-Klasse hängt von der Dicke ab; eine andere Wandstärke erfordert eine erneute Verifizierung.
Bei feuchtigkeitsaufnehmenden Polymeren (wie Polyamid) sind die Ergebnisse irreführend, wenn keine Konditionierung durchgeführt wird.
Die Ergebnisse von ASTM D638 und ISO 527 sind nicht direkt gleichwertig; Die Probengeometrien und Ratendefinitionen sind unterschiedlich.

Welche Entscheidungen diese Ergebnisse unterstützen

Materialauswahl und Lieferantenfreigabe
Erfüllung der Brennbarkeits- und Wärmeanforderungen der Produktnorm
Überprüfung der Verwendung von Rezyklatanteil und Chargenkontrolle
Kontrolle des Formgebungsprozesses und Chargenkonsistenz
Nachweis der Alterungsbeständigkeit für den Außeneinsatz

Häufige Fragen zu Carbon Black

Können wir sagen, dass bei korrektem Rußverhältnis auch die Verteilung korrekt ist?

Nein. Auch wenn das Verhältnis stimmt, schwächt eine klumpige Verteilung sowohl den UV-Schutz als auch Spannungskonzentrationspunkte. Die beiden Messungen werden getrennt durchgeführt und unterliegen unterschiedlichen Akzeptanzkriterien.

Carbon Black