Ударопрочность регранулятов полипропилена и акрилонитрилбутадиенстирола – безопасность, испытания и эксплуатационные характеристики в реальных условиях

по автору: Dr. Magdalena Laabs 24 январь 2026 г.

Бампер автомобиля, который ломается по хрупкому механизму при незначительном ударе, труба, повреждающаяся во время монтажа, или пластиковый компонент, проявляющий непредсказуемое поведение при низких температурах — это проблемы, с которыми конечные пользователи сталкиваются чаще, чем принято считать. В подобных случаях ключевым параметром материала является ударная вязкость, определяемая как способность полимера поглощать энергию удара без внезапного хрупкого разрушения.

В то же время всё большее количество компонентов, используемых в транспортных средствах и других технических изделиях, сейчас производится из вторичных материалов. Для конечных пользователей это вызывает вопросы о безопасности и долговечности, а для производителей и переработчиков — необходимость надлежащих испытаний и контроля ударопрочности регранулята, чтобы материал соответствовал требованиям применения.

Во второй части этой статьи я перехожу к техническим аспектам, актуальным для производителей и переработчиков регранулята, включая испытания на удар, стандартные требования и интерпретацию результатов испытаний в контексте конкретных применений.

Используются ли переработанные пластики в автомобилях и бамперах, и влияет ли это на безопасность?

Да. В современной автомобильной промышленности широко используются переработанные пластики, в том числе во внешних элементах автомобиля. Это относится, в частности, к бамперам, подкрылкам, техническим щиткам, а также к отделочным и декоративным деталям.

Однако наиболее важно не то, происходит ли материал из вторичной переработки, а соответствует ли он техническим требованиям, в частности, касающимся ударопрочности и способности поглощать ударную энергию.

Автомобильные бамперы не изготавливаются из чистого ABS. На практике они чаще всего производятся из:

PP, модифицированный эластомерами (PP/EPDM, PP/TD) — материалы, специально разработанные для поглощения ударной энергии,
реже используются модифицированные полимерные композиты , адаптированные к конкретным зонам деформации.

С другой стороны, ABS широко применяется во внешних и полуструктурных элементах, таких как:

колёсные колпаки,
технические корпуса,
защитные панели,
стайлинговые и аэродинамические детали.

В этих применениях ABS обеспечивает сбалансированное сочетание жесткости, ударной вязкости и внешнего вида поверхности.

А как насчет безопасности?

Если регранулят (т.е. переработанный пластик):

правильно модифицирован,
имеет контролируемую ударную вязкость,
был испытан в соответствии с применимым стандартом,

тогда это не снижает безопасность транспортного средства.

Проблемы возникают только тогда, когда:

используются регрануляты с недостаточной ударной вязкостью ,
испытания не проводятся или результаты испытаний неверно интерпретируются,
материал применяется вне диапазона применений, для которых он был квалифицирован.

По этой причине автопроизводители предъявляют очень строгие требования к испытаниям на ударную прочность, а переработанные материалы, используемые в автомобилях, не выбираются случайным образом — они должны соответствовать тем же функциональным требованиям, что и первичные материалы.

Что это означает для пользователя транспортного средства?

Для водителя и пассажиров не имеет значения , изготовлен ли компонент из первичного материала или из переработанного. Важно, чтобы компонент:

ведет себя предсказуемо при ударе,
не разрушается по хрупкому механизму,
правильно поглощает энергию удара.

Именно поэтому ударная вязкость пластмасс является одним из ключевых параметров при проектировании и выборе материалов для автомобильных компонентов.

Методы Шарпи и Изода, подготовка образцов, требования стандартов и технологическая значимость

Ударная вязкость регранулятов ПП и АБС — это параметр, используемый при квалификации материалов для применения в условиях воздействия ударных нагрузок, динамических напряжений и напряжений, связанных со сборкой. В промышленной практике этот параметр определяет, может ли данный регранулят использоваться в конкретном применении или должен быть исключён.

Испытания на ударную вязкость проводятся на образцах для испытаний на удар (в производственной практике часто называемых «образцами для испытаний»), подготовленных в соответствии с требованиями применимого стандарта. Соответствие стандарту определяется размерами образца, методом его подготовки и условиями испытания.

Методы испытаний на ударную вязкость: Шарпи и Изода

Для регранулятов ПП и АБС обычно применяются два метода испытаний на ударную вязкость: Шарпи и Изода. Эти методы различаются по способу крепления образца и распределению напряжений при ударе и не являются эквивалентными.

В методе Шарпи образец опирается на две опоры и подвергается удару в средней точке. В методе Изода образец зажимается как консоль и подвергается удару по свободному концу.

Различия в конфигурации нагружения приводят к различным механизмам инициирования и распространения трещин. По этой причине результаты, полученные с использованием методов Шарпи и Изода, не должны сравниваться или пересчитываться. Выбранный метод должен применяться последовательно в рамках системы контроля качества.

В европейской промышленной практике, особенно для регранулятов ПП и АБС, чаще применяется метод Шарпи, поскольку он более чувствителен к деградации материала и лучше дифференцирует партии регранулята. Метод Изода применяется, когда этого требуют спецификации заказчика или целевые рынки.

Оборудование, используемое для испытаний по методам Шарпи и Изода

Испытания на ударную вязкость с использованием методов Шарпи и Изода проводятся на маятниковых копрах, сконфигурированных в соответствии с соответствующим методом опоры или зажима образца.

Маятниковый копёр:

оснащён сменными опорами или зажимами для испытаний по Шарпи или Изоду ,
позволяет выбрать энергию удара, соответствующую испытываемому полимеру,
регистрирует энергию, поглощённую образцом при ударе.

Для испытаний надрезанных образцов требуется устройство для нарезки надреза для выполнения надреза с геометрией и размерами, установленными стандартом. Без правильно выполненного надреза испытание не соответствует требованиям стандарта.

Если испытания проводятся при температурах, отличных от комнатной, образцы кондиционируются в термостатируемых камерах перед испытанием.

Подготовка образцов для испытаний на удар

В контроле качества регранулятов PP и ABS стандартной практикой является подготовка образцов методом литья под давлением с использованием пресс-формы, соответствующей требованиям стандарта. Регранулят перерабатывается при определённых и задокументированных условиях, включая температуру цилиндра и пресс-формы, скорость впрыска, давление выдержки и время охлаждения.

Эти параметры непосредственно влияют на измеряемую ударную вязкость и являются частью условий испытания. Любое изменение параметров переработки является изменением условий испытания и может привести к значительным различиям в значениях ударной вязкости даже для одной и той же партии материала.

Альтернативный подход включает экструзию листов и вырезание из них образцов; однако в промышленной практике этот метод в основном применяется для сравнительных или исследовательских испытаний. Для рутинного контроля качества регранулятов он используется реже из-за большей вариабельности результатов.

Надрез как инструмент оценки качества материала

При испытаниях на удар регранулятов PP и ABS наиболее часто используются надрезанные образцы. Надрез определяет точку инициирования трещины и позволяет оценить устойчивость материала к распространению трещины.

Испытание надрезанных образцов позволяет оценить:

влияние термического разложения в PP,
состояние эластомерной фазы в ABS,
наличие загрязнений и неоднородность материала.

Нотч должен быть выполнен с использованием специализированного устройства для нарезки надреза и в соответствии с требованиями стандарта. Ручное выполнение надреза или использование неподходящих инструментов приводит к несоответствующим данным испытаний.

Стандартные требования и сопоставимость результатов

Стандарт испытаний на удар определяет:

размеры образца,
геометрия надреза,
метод опоры или зажима образца,
температура испытания,
расчет и оформление результатов.

Если в документации по испытаниям отсутствует информация о применяемом методе, стандарте, температуре испытания или подготовке образцов, полученный результат не сопоставим между партиями материала или между разными поставщиками.

Изменения ударной вязкости после переработки

Для ПП снижение ударной вязкости чаще всего является результатом деградации полимерных цепей и изменений в распределении молекулярной массы, вызванных термической историей материала. Регранулят может соответствовать требованиям по MFI, одновременно демонстрируя пониженную ударную вязкость.

Для АБС критическим является состояние эластомерной фазы. Чрезмерные температуры переработки, длительное время пребывания или многократные циклы переработки снижают способность материала поглощать энергию удара, что напрямую уменьшает ударную вязкость.

Значение ударной вязкости для конечных применений

Высокая ударная вязкость регранулятов ПП или АБС позволяет использовать их в деталях, подвергающихся механическим ударам, сборочным напряжениям или переменным температурным условиям. Снижение ударной вязкости увеличивает риск растрескивания деталей, нестабильности качества и претензий со стороны заказчиков.

С точки зрения конечного пользователя этот параметр определяет, подходит ли материал для конкретного применения, независимо от того, является ли он первичным или вторичным.

Практические выводы

Декларирование ударной вязкости для регранулятов ПП и АБС имеет смысл только при условии, что:

используется четко определенный метод испытания (Шарпи или Изода),
образцы подготавливаются в соответствии с требованиями стандарта,
подготовка образцов и условия испытаний известны и воспроизводимы.

В противном случае результат испытания не представляет собой достоверной технической информации ни для производителя регранулята, ни для заказчика.

Ударная вязкость в отдельных промышленных применениях

Важность ударной вязкости регранулятов ПП и АБС особенно проявляется в применениях, где компоненты подвергаются динамическим нагрузкам или ударам в процессе эксплуатации.

Для производителей труб из ПП ударная вязкость напрямую влияет на эксплуатационные характеристики труб при транспортировке, хранении и монтаже, а также на поведение материала при пониженных температурах. Снижение ударной вязкости может привести к растрескиванию труб вследствие случайных ударов или падений, даже если другие параметры, такие как MFI, остаются в пределах спецификации. На практике это приводит к повреждениям до ввода системы в эксплуатацию и проблемам при приемке качества.

Для деталей из ABS, таких как бамперы, технические корпуса и защитные элементы, ударная вязкость определяет способность материала поглощать энергию удара без хрупкого разрушения. Снижение ударной вязкости после переработки, вызванное деградацией эластомерной фазы, увеличивает склонность к растрескиванию при точечных ударах, низкоэнергетических столкновениях или эксплуатации при низких температурах. Для производителей это означает несоответствие требованиям применения и увеличение количества гарантийных претензий.

В обоих случаях ударная вязкость не является вспомогательным параметром, а представляет собой свойство, определяющее пригодность регранулята для конкретного применения. Материал с недостаточной ударной вязкостью, даже если остальные параметры соответствуют спецификации, не отвечает функциональным требованиям.

Ударная вязкость как релевантный параметр для других полимеров

Хотя в данной статье основное внимание уделяется регранулятам PP и ABS, ударная вязкость также является критическим параметром для других полимеров, используемых в механической переработке.

В PS ударная вязкость часто определяет, может ли материал использоваться в технических деталях, а не только в простой упаковке. В PA ударная прочность, особенно при низких температурах и в присутствии влаги, имеет ключевое значение для конструкционных и технических изделий. В PET ударная вязкость важна для применений, требующих стойкости к растрескиванию, а также для модифицированных технических рециклятов. В PVC ударная вязкость напрямую влияет на долговечность профилей, труб и строительных элементов, особенно при низких температурах.

Во всех случаях применяются одни и те же принципы: ударная вязкость должна испытываться в соответствии со стандартом, с использованием образцов, подготовленных по требованиям стандарта, а результаты должны интерпретироваться с учетом истории переработки и предполагаемой области применения.

Дополнительная информация

В настоящее время я готовлю публикацию под названием «Добавки в механической переработке пластмасс – повышение качества и стабильности рециклятов», в которой рассматриваются следующие вопросы:

модификаторы ударной вязкости в рециклятах,
эластомеры и сополимеры как ударопрочные фазы в рециклятах,
механизмы повышения стойкости к инициации и распространению трещин,
модификация ударной вязкости рециклятов ABS, PS, PA и PET,
адаптация свойств рециклята для конструкционных применений.

Публикация находится на завершающем этапе и вскоре будет выпущена в печатной версии.

👉 Подписаться на блог

Если вы интересуетесь пластиками и переработкой, подпишитесь на блог и включите уведомления