Natezna trdnost plastičnih materialov

Natezna trdnost je ena od osnovnih mehanskih lastnosti materiala. Pove nam, kakšno silo lahko prenese plastika, preden se ob raztezanju zlomi. To je izredno pomembno pri inženirskem in industrijskem oblikovanju - zlasti pri izdelkih, ki morajo prenesti določene obremenitve, kot so avtomobilski deli, ohišja elektronike, embalaža ali medicinski sestavni deli.

Kaj je natezna trdnost?

Ko plastiko raztegnemo, se najprej začne upirati, nato pa se pri določeni sili zlomi. To največjo silo na preskusnem vzorcu imenujemo natezna trdnost (označena s σₘ ali σb). Meri se v megapaskalih (MPa).

Natezna trdnost je odvisna od:
- kemična struktura (ali je material kristaliničen, amorfen, ojačan z vlakni itd.),
- obdelava (npr. brizganje, iztiskanje),
- in okolja (temperatura, vlažnost itd.).

Zakaj je to pomembno?

Natezna trdnost pomaga pri odločanju:
- kateri material izbrati za mehansko obremenjene dele,
- kako gost mora biti izdelek,
- ali bo plastika vzdržala določeno uporabo,
- in tudi, kako se bo material obnašal pri pretrgu (krhko ali elastično?).

Kako so videti grafi natezne lastnosti?

Natezne lastnosti so običajno prikazane v obliki krivulje napetosti in deformacije. Ta prikazuje, koliko se material upira raztezanju (navpična os - napetost) in koliko se razteza (vodoravna os - raztezek).

Primer tipičnih krivulj napetosti in deformacije (slika 1.8):

- 1: krhki materiali (npr. PMMA) - visoka trdnost, majhen raztezek.
- 2: materiali z mejo plastičnosti - po začetnem upogibanju se trdnost zmanjša.
- 3: materiali z ojačitvami - trdnost se povečuje počasi.
- 4: zelo elastični materiali - velik raztezek, majhna trdnost.

Primeri resničnih materialov

Na tej naprednejši sliki je prikazano obnašanje določenih plastičnih materialov, kot so:
- PA66, POM, PMMA, PC: visoka trdnost, zmeren raztezek,
- ABS, PP, HDPE: manjša trdnost, vendar večji raztezek,
- LDPE: zelo mehak in elastičen, z nizko trdnostjo.

Zaključek

Natezna trdnost je preprost, vendar izjemno uporaben parameter. S poznavanjem teh krivulj lahko hitro ocenimo, kako se bo material obnašal v realnih pogojih - ali bo prenesel silo, se upognil ali takoj pretrgal. Pri tem so grafi nepogrešljivo orodje.