Relativ temperaturindeks

Den relative temperaturindeksen (RTI) i henhold til UL 746B er et mål på den termiske aldringsmotstanden til en plast ved forhøyet temperatur . RTI er definert som temperaturen hvoretter det tar så lang tid for et materiale (kandidat B) når det lagres i luft som for et sammenlignbart annet materiale (kontroll A) ved dets allerede kjente RTI-temperatur til en spesifisert egenskap er redusert til 50%. den opprinnelige verdien har falt.

RTI er tilgjengelig for forskjellige materialtykkelser og vanligvis følgende parametere:

• Dielektrisk styrke (RTI Elec)
• Strekkstyrke (RTI Str)
• Støtmotstand (RTI Imp)

besluttsomhet

Lagringsforsøk

RTI-verdien bestemmes ut fra et stort antall prøver lagret i luft ved forskjellige temperaturer og for forskjellige tider i ovnen. Etter lagringens slutt bestemmes den spesifiserte egenskapen ved hjelp av en (for det meste destruktiv) materialtestmetode og plottes som en funksjon av lagringstiden. Som et resultat av aldringsprosessen vil den opprinnelige verdien synke etter en tilstrekkelig lang lagringsperiode og til slutt bare være 50% av den opprinnelige verdien. Denne gangen k bestemmes grafisk eller matematisk ved interpolasjon med et 3. graders polynom eller en annen algoritme som er egnet for applikasjonen. Levetiden anses da å være nådd, og testserien kan avsluttes.

To forskjellige ordninger kan brukes til å velge passende lagringstemperaturer og -tider: Med den såkalte faste tidsrammen er fire prøvetider mellom 1000 og 5000 timer faste fra begynnelsen, mens prøver i trinn på 10 K ved temperaturer på 40 K og mer er nødvendige for å oppnå tilstrekkelig data må lagres over forventet RTI.

Denne prosessen kan ikke brukes til mange termoplaster , siden de smelter når de blir overopphetet eller endrer form og egenskaper på en annen måte enn aldring. I disse tilfellene brukes det faste temperaturskjemaet , hvor (minst) fire lagringstemperaturer skal velges slik at 50% av den opprinnelige verdien ved den høyeste temperaturen blir nådd på 500 til 1000 timer og ved den laveste temperaturen etter minst 5000 timer. Det er en forhåndsdefinert tidsplan for dette. Siden den nøyaktige verdien av tiden k ikke er kjent på forhånd, må ekspansjonsdatoene imidlertid tilpasses det faktiske forløpet av aldringskurven. Det er også vanlig å lagre noen prøvesett (såkalte forsinkelsessett ) bare senere for å kunne bestemme ytterligere støttepunkter for aldringskurven når deres forløp allerede kan identifiseres grovt. Dermed kan k bestemmes mer presist over et tilstrekkelig stort antall nærliggende støttepunkter.

evaluering

Beregningen av RTI er basert på Arrhenius-ligningen, som ofte brukes til aldringsprosesser :

${\ displaystyle k = A \ cdot e ^ {\ frac {-E_ {A}} {R \ cdot T}}}$

Ved å ta logaritmen og erstatte parametrene X = 1 / T, resulterer dette i en rett linje ligning, hvis parametere bestemmes av lineær regresjon fra minst fire k og T verdipar. Dette muliggjør også ekstrapolering for enda lavere temperaturer og tilhørende lengre, men praktisk talt urealiserbare lagringstider.

Når parametrene til Arrhenius rette linje er bestemt for materiale A (kontroll) og B (kandidat), beregnes RTI av B fra den kjente verdien for A med samme korrelasjonstid i henhold til tilnærmingen

${\ displaystyle a _ {\ rm {A}} + {\ frac {b _ {\ rm {A}}} {\ rm {RTI_ {A}}}} = a _ {\ rm {B}} + {\ frac { b _ {\ rm {B}}} {\ rm {RTI_ {B}}}}}$

regnet ut. Den samme evalueringen er også mulig grafisk ved hjelp av Arrhenius-grafen .

Korrelasjonstid

Korrelasjonstiden indikerer forventet levetid ved RTI-temperaturen til materiale A (kontroll). I følge UL746B anses maksimalt 60000 timer å være tilstrekkelig for elektrotekniske applikasjoner. Imidlertid er det ofte betydelig lavere.

litteratur

• UL 746B, 5. utgave: Polymeric Materials - Long Term Property Evaluations (engl.)
• N. Navarro: Predicting Elevated Temperature Ratings of Polymeric Materials in C. White et al.: Service Life Prediction of Exterior Plastics , New York: Springer (2014), ISBN 9783319060330 (engelsk)
• Over tid og under varme holder polykarbonater opp : Plast Eng. 24 (2011), s. 24 ff.