Platten mit einer Dicke zwischen 1 und 10 mm (0,04 bis 0,4 Zoll) wurden geformt und anschließend bei erhöhter Temperatur geglüht (auf halbem Weg zwischen dem Übergang der Temperatur Tg und der Schmelztemperatur Tm, wo die Kristallisation am höchsten ist). Diese Wärmebehandlung wurde 16 Stunden lang durchgeführt, was vermutlich eine beträchtliche Menge an Kristallinität darstellt (obwohl bekannt ist, dass mit einer zusätzlichen Wärmebehandlung höhere Kristallinitätsgrade erreicht werden können). Stickstoffatmosphäre wurde verwendet, um eine mögliche Oxidation der Proben zu vermeiden.

Die Parametrisierung der verschiedenen kommerziellen Polyamid Sorten basiert auf umfangreichen Wasseraufnahme- und -freisetzungsexperimenten im Temperatur Bereich 23 - 120 °C (73-248 °F).  Der Großteil der Platten wurde in ein Wasserbad gelegt, einige in eine Konditionierungskammer. Das Wiegen der Platten zeigt, wie viel Feuchtigkeit im Laufe der Zeit aufgenommen wurde. Unter trockenen Bedingungen wurde die Desorption auf die gleiche Weise untersucht.

Kristallinität

Teilkristalline Kunststoffe umfassen typischerweise sowohl eine amorphe Phase, in der die Polymer zufällig angeordnet sind, als auch eine kristalline (geordnete) Phase. Nur die amorphe Phase kann Feuchtigkeit aufnehmen. Der Grad der Kristallinität ist jedoch kein fester Material Parameter, sondern hängt von den Verarbeitung Bedingungen und der Alterung ab. Nach dem Spritzgießen/Blasformen und Kühlung ("dry as molded") hat der Kunststoff seine maximale Kristallinität noch nicht erreicht. Für einige Anwendungen bietet ein Zustand unterhalb dieses Maximums Vorteile für die Anwendung, in sonstigen Fällen wird der vollkristalline Zustand gewünscht. Trockene Proben können im Vergleich zu geglühten (oder gealterten) Materialien mehr Feuchtigkeit aufnehmen. Im Laufe der Lebensdauer eines Teils nimmt die Kristallinität normalerweise zu (und die Absorption von Feuchtigkeit nimmt ab), aber um diesen Prozess zu beschleunigen, kann "Glühen" (Wärmebehandlung für einen kurzen Zeitraum) angewendet werden.

Da die Kristallinität unter anderem von den Verarbeitungs, Umweltbedingungen und dem Alter abhängt, ist es unmöglich, einen einzigen Wert als absolute Wahrheit für unsere Materialien darzustellen. Stattdessen liefert unser Tool sowohl eine Vorhersage für den Feuchtigkeitsgehalt in trockenen Proben als auch  eine Vorhersage für geglühte (unter den spezifizierten Bedingungen) Proben. Wenn kein extremes Glühen angewendet wird, liegt der Feuchtigkeitsgehalt eines Teils höchstwahrscheinlich zwischen diesen beiden Vorhersagen.

Auf Datenblättern werden in der Regel die Werte "trocken wie geformt" angegeben. Bei PA6, PA66 und PPA kann die "geglühte" Gleichgewichtsfeuchte um 10-20% niedriger sein, bei PA46 sogar um den Faktor 2 niedriger als bei den trockenen Proben.

Diese Frage kann durch eine einfache Feuchteaufnahmeberechnung beantwortet werden, wobei davon ausgegangen wird, dass das Bauteil mit einer flachen Plattengeometrie angefahren werden kann. Wählen Sie zunächst die gewünschte Note aus der Dropdown-Liste aus (oder suchten Sie die Note, indem Sie ihren Namen eingeben) und geben Sie die erforderlichen Eingaben ein:

• Probengeometrie = Unendliche Platte
• Dicke der Platte/Probe = 3,2 mm (0,13 Zoll)
• Anfängliche Temperatur = 23 °C (73 °F)
• Anfangsfeuchte = 0 % (nach dem Formen enthält ein Teil keine Feuchtigkeit, dies wird als "Dry-as-Molded" bezeichnet)
• Auferlegte Temperaturen = 23 °C (73 °F)
• Auferlegte Luftfeuchtigkeit = 50%
• Maximale Diffusionszeit = 100 Stunden (beginnen Sie mit einer kleinen Zeit, um die Berechnung zu beschleunigen)

Das Diagramm der Feuchtigkeitsentwicklung zeigt, dass 100 Stunden nicht ausreichen, um ein Gleichgewicht in diesem Teil zu erreichen. Klicken Sie auf das Symbol "Berechnung bearbeiten" in der Legende, um die maximale Diffusionszeit auf 9000 Stunden zu erhöhen, und berechnen Sie sie mit "Berechnung aktualisieren" neu.

• Das Diagramm zeigt zwei Linien, den Volumenkörper für "Dry-as-Molded"-Proben und die gestrichelte "geglühte" Linie für Proben mit einer höheren Kristallinität. Eine höhere Kristallinität kann durch eine Wärme-/Feuchtigkeitsbehandlung erreicht werden (weitere Informationen finden Sie auf der Registerkarte Messungen), tritt aber natürlich auch mit zunehmendem Alter eines Teils auf. Bei Stanyl® (PA46) ist dieser Effekt größer als bei sonstigen Polyamiden. In der Praxis wird der Zustand eines Bauteils wahrscheinlich zwischen diesen beiden Modellvorhersagen liegen.
• Nach 9000 Stunden ist die Feuchteentwicklungskurve "as molded" nahezu flach, was bedeutet, dass das Gleichgewicht erreicht ist (bei geglühten Proben ist dies bereits nach 4000 Stunden der Fall).
• Theoretisch könnte die Feuchtigkeitskonzentration irgendwo zwischen den beiden Linien liegen. Da jedoch keine extremen Bedingungen angewendet wurden, ist es wahrscheinlich, dass das Teil mit 2,6 Gew.-% Feuchtigkeit nahe an der "as molded"-Linie liegt.

Um ein Diagramm für die beschleunigte Konditionierung bei 70 °C (158 °F)/62 % rF hinzuzufügen, kann das gleiche Verfahren befolgt werden: Wählen Sie entweder die gleiche Sorte aus und füllen Sie die erforderlichen Felder aus, oder beginnen Sie mit der Vorherige Berechnung über die Schaltfläche "Berechnung bearbeiten" (alle Eingabefelder sind jetzt vorausgefüllt) und klicken Sie auf "Neue Berechnung hinzufügen".

• Probengeometrie = Unendliche Platte
• Dicke der Platte/Probe = 3,2 mm (0,13 Zoll)
• Anfängliche Temperatur = 23 °C (73 °F)
• Anfangsfeuchte = 0 % (nach dem Formen enthält ein Teil keine Feuchtigkeit, dies wird als "Dry-as-Molded" bezeichnet)
• Auferlegte Temperaturen = 70°C (158°F)
• Auferlegte Luftfeuchtigkeit = 62%
• Maximale Diffusionszeit = 9000 Std.

Das Diagramm der Feuchtigkeitsentwicklung zeigt, dass der Gleichgewichtszustand viel schneller erreicht wird. nach 2000 Stunden für formtrockene Proben. Die Gleichgewichtsfeuchtekonzentration ist in diesem Fall mit etwa 3,0 Gew.-% etwas höher. Da die Temperaturen und die Luftfeuchtigkeit im Vergleich zur Standardkonditionierungsmethode von 23 ° C (73 ° F) / 50% RH höher waren, könnte die Kristallinität etwas höher sein (wodurch der Feuchtigkeitsgehalt ein wenig reduziert wird). Obwohl der Feuchtigkeitsgehalt nicht unbedingt für beide Konditionierungsmethoden identisch ist, führen beide zu ähnlichen mechanischen Eigenschaften.