درجة حرارة تليين فيكات (VST) خاصية حرارية مهمة تُستخدم لتقييم سلوك تليين المواد البلاستيكية الحرارية عند تعرضها لدرجات حرارة مرتفعة. وهي تُشير إلى درجة الحرارة التي يخترق عندها مُخترق قياسي عينة بلاستيكية بعمق مُحدد في ظل ظروف اختبار مُحددة.

تُستخدم درجة حرارة تليين فيكات على نطاق واسع في اختبار المواد البلاستيكية، ومراقبة الجودة، وتطوير المنتجات، وتوصيف المواد. ويُحدد معيار ASTM D1525-25 هذا الاختبار كطريقة لمقارنة خصائص تليين المواد البلاستيكية الحرارية بالحرارة.

1. ما المقصود بدرجة حرارة تليين فيكات؟

درجة حرارة تليين فيكات ليست نقطة انصهار البلاستيك. بل هي تمثل درجة حرارة محددة يبدأ عندها البلاستيك الحراري بالتليين بدرجة كافية تسمح لأداة قياس الضغط القياسية باختراق العينة بمقدار محدد.

في اختبار فيكات، تُعرَّض عينة مُسخَّنة لقوة مُحدَّدة عبر أداة ضغط قياسية. ومع ارتفاع درجة الحرارة، تلين المادة تدريجيًا. تُحدَّد درجة حرارة تليين فيكات عند بلوغ عمق الاختراق المُحدَّد.

يُوفِّر هذا طريقةً قياسيةً لمقارنة سلوك التليين الحراري لمختلف المواد البلاستيكية الحرارية.

2. كيف يتم قياس درجة حرارة تليين فيكات؟

يتضمن اختبار فيكات الأساسي ثلاثة عوامل رئيسية:

درجة الحرارة: يتم تسخين العينة بمعدل مضبوط.

القوة المطبقة: يتم تطبيق قوة محددة عبر أداة الضغط.

الاختراق: تتم مراقبة اختراق أداة الاختبار للعينة.

في ظل ظروف الاختبار المحددة، تُسجل درجة الحرارة الموافقة للاختراق المطلوب كدرجة حرارة تليين فيكات.

تحدد المواصفة القياسية الدولية ISO 306:2022 كيفية تحديد درجة حرارة تليين فيكات للمواد البلاستيكية الحرارية، وتُعرّف أربع طرق اختبار: A50، B50، A120، وB120.

3. طرق اختبار فيكات: A50، B50، A120 وB120

تختلف الطرق الأربع المحددة في المواصفة القياسية الدولية ISO 306:2022 باختلاف القوة المطبقة ومعدل التسخين:

A50: قوة 10 نيوتن، معدل تسخين 50 درجة مئوية/ساعة

B50: قوة 50 نيوتن، معدل تسخين 50 درجة مئوية/ساعة

A120: قوة 10 نيوتن، معدل تسخين 120 درجة مئوية/ساعة

B120: قوة 50 نيوتن، معدل تسخين 120 درجة مئوية/ساعة

تتيح هذه التركيبات المختلفة للمختبرات إجراء الاختبارات في ظل ظروف موحدة تتناسب مع المادة ومتطلبات الاختبار ذات الصلة.

4. لماذا تعتبر درجة حرارة تليين فيكات مهمة؟

توفر بيانات VST معلومات مفيدة حول سلوك المواد البلاستيكية الحرارية عند ارتفاع درجة حرارتها. تشير درجة حرارة تليين فيكات الأعلى عمومًا إلى قدرة المادة على الحفاظ على ثبات أبعادها عند درجة حرارة أعلى في ظل ظروف الاختبار المحددة.

لذا، يمكن أن تكون بيانات VST مفيدة في الحالات التالية:

مقارنة المواد البلاستيكية الحرارية المختلفة

اختيار المواد لتطبيقات محددة

إجراء فحص المواد الواردة

إجراء مراقبة جودة الإنتاج

تقييم تركيبات المواد

تطوير منتجات بلاستيكية جديدة

تحديد خصائص الأداء الحراري

ينص معيار ASTM D1525 على إمكانية استخدام بيانات اختبار فيكات في مراقبة الجودة وتطوير وتوصيف المواد البلاستيكية.

5. معايير اختبار درجة حرارة تليين فيكات

من أهم المعايير الدولية لاختبار فيكات:

ISO 306:2022 — البلاستيك — المواد البلاستيكية الحرارية — تحديد درجة حرارة تليّن فيكات (VST)

يُعد ISO 306:2022 الإصدار الحالي المنشور، ويحدد أربع طرق لاختبار درجة حرارة تليّن فيكات (VST)، وهي: A50 وB50 وA120 وB120.

ASTM D1525-25 — طريقة الاختبار القياسية لدرجة حرارة تليين البلاستيك وفقًا لاختبار فيكات

تُعدّ ASTM D1525-25 الإصدار المُعتمد من قِبل الجمعية الأمريكية لاختبار المواد (ASTM)، وهي مُشابهة تقنيًا للمعيار ISO 306:2022.

من المهم للمختبرات اختيار ظروف الاختبار المُناسبة وفقًا للمعيار المُطبّق، ومواصفات المنتج، ومتطلبات المواد.

6. ما هو جهاز اختبار درجة حرارة تليين فيكات؟

جهاز اختبار درجة حرارة تليين فيكات هو جهاز مخبري مصمم لتحديد درجة حرارة تليين فيكات للمواد البلاستيكية الحرارية من خلال التحكم في عملية التسخين، والقوة المطبقة، وقياس الاختراق.

يجب أن يوفر الجهاز المناسب تحكمًا ثابتًا في درجة الحرارة، وتحميلًا دقيقًا، وقياسًا موثوقًا للاختراق، وظروف اختبار قابلة للتكرار. كما يمكن للنماذج الأوتوماتيكية تسجيل بيانات الاختبار وحساب درجة حرارة تليين فيكات، مما يساعد على تقليل التدخل اليدوي وتحسين كفاءة الاختبار.

بالنسبة للمختبرات التي تجري اختبارات البلاستيك الروتينية، يمكن أن يكون جهاز اختبار فيكات الأوتوماتيكي مفيدًا بشكل خاص لمراقبة الجودة وتوصيف المواد.

7. الخاتمة

تُعدّ درجة حرارة تليين فيكات مؤشرًا مفيدًا لسلوك التليين الحراري للمواد البلاستيكية الحرارية. فمن خلال قياس درجة الحرارة التي يصل عندها مُخترق قياسي إلى عمق اختراق مُحدد في ظل ظروف مُحكمة، يُوفر اختبار فيكات أساسًا مُوحدًا لمقارنة المواد البلاستيكية.

بالنسبة للمُصنّعين والمختبرات وهيئات مراقبة الجودة، يُمكن لاختبار فيكات أن يدعم اختيار المواد، وتطوير المنتجات، وفحص الإنتاج، وتقييم الأداء الحراري.

لا يزال معيار ISO 306:2022 الحالي هو المرجع الدولي المُعتمد لاختبار فيكات، بينما يجري حاليًا تطوير مُراجعة جديدة لمعيار ISO/CD 306. ويُواصل مشروع المراجعة الجديد تحديد طرق A50 وB50 وA120 وB120.