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Spannlösung für die Prüfung von Polymer-Hydrogelen
Die Einspannung von Polymer-Hydrogelen in einer Prüfmaschine zur Bestimmung mechanischer Eigenschaften stellt aufgrund der Zusammensetzung dieser Hydrogele häufig besondere Anforderungen. Für einen Hersteller eines Polyacrylamid-Hydrogels, der vor einer solchen Aufgabe stand, führten wir eine Reihe von Tests durch, deren Ziel es war, die Einspannung zu optimieren. Die Proben wurden in rechteckige Streifen mit einer Breite von 0,5" und einer Messlänge von 1,5" geschnitten, und die Tests wurden mit einer Traversengeschwindigkeit von 5 mm/min durchgeführt. Dabei kamen ein pneumatisches, seitlich wirkendes Spannzeug mit 100 N Nennkraft und ein Schraubspannzeug mit 100 kN Nennkraft zum Einsatz, und es wurden unterschiedliche Klemmbackeneinsätzen mit gezahnter und glatter Oberfläche sowie Sandpapier verwendet, um die optimale Spannzeugkonfiguration zu finden.
Aus diesen Versuchen ergaben sich mehrere wichtige Erkenntnisse. Erstens stellte sich heraus, dass aufgrund der niedrigen Bruchspannungen und -dehnungen der Einsatz eines elektromechanischen Prüfsystems mit einem 50- N-Kraftaufnehmer zu empfehlen ist. Außerdem empfehlen wir den Einsatz eines handbetätigten oder pneumatischen Biopuls-Schraubspannzeugs, weil sich bei unseren Versuchen gezeigt hat, dass die Möglichkeit der Anpassung der Spannkraft aufgrund der stark variierenden Probendicken für den Erfolg der Prüfung von ausschlaggebender Bedeutung ist. Außerdem zeigte sich, dass gezahnte Klemmbackeneinsätze regelmäßig dazu führten, dass das Material am Klemmbackeneinsatz brach; wenn andererseits die Klemmbackeneinsätze nicht ausreichend fest gespannt wurden, führte dies zum Rutschen der Probe. Der Einsatz von auf einem glatten Klemmbackeneinsatz aufgeklebtem Sandpapier erwies sich als die günstigste Lösung für das Einspannen des Hydrogels, ohne dass es zum Rutschen oder vorzeitigem Bruch der Probe kam.
Eine letzte Empfehlung zur Erzielung möglichst genauer Bruchwerte ist der Einsatz der in der ASTM D412 spezifizierten Schulterproben. Diese Probenform weist eine kürzere Messlänge auf und minimiert die Gefahr, dass die Probe am Klemmbackeneinsatz bricht oder aufgrund von Unebenheiten an den Kanten des Materials reißt.
5900 Universal Testing Systems are engineered for precision, built for durability, and offer the flexibility for changing requirements. They are designed with standard and optional features that increase testing efficiency and improve the testing experience for the operator. A wide range of models are available for testing capacities from < 100N up to 600kN.
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Screw side-action grips provide a very simple and efficient method for holding test specimens in a wide range of applications. The dual - acting design of 2710-100 series grips means that jaw faces can be adjusted to accommodate different specimen thicknesses. This ensures that the line of tensile force remains concentric with the grip body. They can be equipped with a selection of interchangeable grip jaw faces in various sizes and choice of surfaces including smooth ground, rubber-coated and serrated. Line contact and special coated faces are also available.The unique ‘snap-on’ jaw face attachment makes changing faces extremely quick and simple.
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