Die Wärmeformbeständigkeit ist ein Maß für die Temperaturbelastbarkeit von Kunststoffen. Wegen deren viskoelastischen Materialverhaltens gibt es für Kunststoffe keine streng definierte obere Einsatztemperatur, stattdessen wird eine Ersatzgröße unter definierter Last bestimmt. Dazu stehen zwei genormte Methoden zur Verfügung.
Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT)
Diese in DIN EN ISO 75-1 (Vorläufer: DIN 53461) beschriebene Methode verwendet Standardprobekörper mit rechteckigem Querschnitt, die bevorzugt flachkant einer Dreipunktbiegung bei konstanter Last ausgesetzt werden. Je nach Probekörperhöhe wird dabei zur Erzielung einer sog. Randfaserspannung σf von 1,80 (Methode A), 0,45 (Methode B) oder 8,00 N/mm² (Methode C) durch Gewichte oder/und Federn eine Kraft
aufgebracht.
- b: Probenbreite
- h: Probenhöhe
- L: Auflagerabstand
Anschließend werden die belasteten Proben einer Erwärmung mit konstanter Rate von 120 K/h ausgesetzt. Erreicht dabei die Durchbiegung der Probe eine vorgegebene aber von den Probenabmessungen abhängige Standarddurchbiegung, so ist die zugehörige Temperatur die Wärmeformbeständigkeitstemperatur HDT (engl. heat deflection temperature).
Typische HDT-Werte für einige unverstärkte Kunststoffe sind:
Vicat-Methode
Die Vicat-Erweichungstemperatur (VST = Vicat softening temperature) nach DIN EN ISO 306 (Vorläufer: DIN 53460) wird mit einer Eindringspitze (mit kreisrunder Fläche von 1 mm²) gemessen. Diese ist mit einer Prüfkraft von 10 bzw. 50 N belastet. Der Probekörper mit einer zulässigen Dicke von 3 bis 6,4 mm wird einer definierten Erwärmungsgeschwindigkeit von 50 bzw. 120 K/h ausgesetzt. Die VST ist erreicht, wenn der Eindringkörper eine Eindringtiefe von 1 mm erreicht.
Durch Variation der Randbedingungen ergeben sich vier Parameterkombinationen: VST/A/50, VST/A/120, VST/B/50, VST/B/120. "A" steht für eine Prüflast von 10 N, "B" für 50 N, die Zahl 50 bzw. 120 steht für die Erwärmungsgeschwindigkeit in [K/h].
Typische Vicat-Erweichungstemperaturen (VST/A/120) sind: