Vicat-Erweichungstemperatur ASTM D 1525 (ISO 306) Bei diesem Test wird die Temperatur gemessen, bei der ein Kunststoff rasch zu erweichen beginnt. Eine runde Nadel mit flachem Ende und einem Querschnitt von 1 mm² dringt unter einer festgelegten Last in die Oberfläche eines Kunststoffprobekörpers ein und die Temperatur wird gleichmäßig erhöht. Die Vicat-Erweichungstemperatur (VST) ist die Temperatur, bei der die Eindringtiefe 1 mm erreicht wird.

ISO 306 beschreibt zwei Methoden:

• Methode A – Last von 10 N
• Methode B – Last von 50 N mit zwei möglichen Geschwindigkeiten des Temperaturanstiegs:
  50 °C/h
  120 °C/h

Dies führt zu ISO-Werten, die als A50, A120, B50 oder B120 angegeben werden. Der Prüfaufbau wird mit einer Ausgangstemperatur von 23 °C in ein Heizbad eingetaucht. Nach fünf Minuten wird die Last angelegt (10 N oder 50 N). Die Temperatur des Bads, bei der die Spitze 1 ± 0,01 mm eingedrungen ist, wird als VST des Materials bei der gewählten Last und dem gewählten Temperaturanstieg angegeben.

Abbildung 14-13: Wärmetest.

Wärmeleistungsfähigkeit/Interpretation von ASTM- und ISO-Werten

Wegen unterschiedlicher Abmessungen der Probekörper treten Abweichungen zwischen ASTM-Standards und ISO-Werten auf. Bei der Messung der Wärmedurchbiegungstemperatur (HDT) nach ISO-Verfahren können sich niedrigere Werte ergeben.

Wärmedurchbiegungstemperatur und Formbeständigkeitstemperatur unter Last ASTM D 648 (ISO 75)

Die Wärmedurchbiegungstemperatur (HDT) ist ein relatives Maß dafür, inwieweit ein Material bei hohen Temperaturen kurzzeitig einer Last standhält. Die Prüfung misst die Auswirkung der Temperatur auf die Steifigkeit: Eine Standardprobe wird einer definierten Oberflächenbeanspruchung ausgesetzt und die Temperatur wird gleichmäßig erhöht.

Obwohl sie in keinem Prüfstandard genannt sind, werden üblicherweise zwei Abkürzungen verwendet:

• HDT/A für eine Last von 1,80 MPa
• HDT/B für eine Last von 0,45 MPa

Gängigerweise wird für ASTM-Werte die Abkürzung DTUL und für ISO-Werte die Abkürzung HDT verwendet.

Je nach Art der Oberflächenbeanspruchung wird die Abkürzung HDT durch ein A oder ein B ergänzt:

• DTUL: Formbeständigkeitstemperatur unter Last
• HDT: Wärmeverformungstemperatur oder Wärmedurchbiegungstemperatur

HDT: Amorphe und teilkristalline Polymere im Vergleich

Bei amorphen Polymeren sind HDT und Glasübergangstemperatur (Tg) des Materials annähernd gleich.

Weil amorphe Polymere keine definierte Schmelztemperatur haben, werden sie in ihrem kautschukartigen Zustand oberhalb der Tg verarbeitet. Kristalline Polymere können trotz niedriger HDT-Werte gute Struktureigenschaften bei höheren Temperaturen aufweisen. Die HDT-Prüfmethode ist bei amorphen Polymeren besser reproduzierbar als bei kristallinen Polymeren. Bei einigen Polymeren müssen die Proben getempert werden, um verlässliche Ergebnisse zu erzielen.

Der Zusatz von Glasfasern zum Polymer steigert dessen Modul. Da die HDT für eine Temperatur steht, bei der das Material ein definiertes Modul aufweist, erhöht sich mit dem Modul auch die HDT. Die Zugabe von Glasfasern wirkt sich bei kristallinen Polymeren deutlicher auf die HDT aus als bei amorphen Polymeren.

Obwohl er häufig zur Bemessung der Leistungsfähigkeit bei hohen Temperaturen verwendet wird, simuliert der HDT-Test nur eine eng umrissene Auswahl an Bedingungen. Bei vielen Hochtemperaturanwendungen treten höhere Temperaturen, stärkere Lasten und nicht im Test berücksichtige Bedingungen auf. Die bei diesem Test gewonnenen Resultate geben somit keine maximalen Verwendungstemperaturen an, da sich in der Realität wesentliche Faktoren wie Zeitdauer, Last und nominelle Oberflächenbeanspruchung von den Prüfbedingungen unterscheiden können.