Ударостійкість реґранулятів ПП та АБС – безпека, випробування та експлуатаційні властивості

з Dr. Magdalena Laabs 24 січень 2026 р.

Автомобільний бампер, що ламається крихким способом при незначному ударі, труба, яка пошкоджується під час монтажу, або пластмасовий елемент, що поводиться непередбачувано при низьких температурах—це проблеми, з якими кінцеві споживачі стикаються частіше, ніж зазвичай вважається. У таких випадках ключовим матеріальним параметром є ударна міцність, яка визначається як здатність полімеру поглинати енергію удару без раптового крихкого руйнування.

Водночас все більше компонентів, що використовуються у транспортних засобах та інших технічних виробах, зараз виготовляються з перероблених матеріалів. Для кінцевих користувачів це викликає питання щодо безпеки та довговічності, а для виробників і переробників — необхідність належного випробування та контролю ударостійкості рeгрануляту, щоб матеріал відповідав вимогам застосування.

У подальшій частині цієї статті я переходжу до технічних аспектів, важливих для виробників і переробників реґрануляту, включаючи випробування на удар, стандартні вимоги та тлумачення результатів випробувань у контексті конкретних застосувань.

Чи використовуються перероблені пластики в автомобілях і бамперах, і чи впливає це на безпеку?

Так. Сучасне автомобілебудування широко використовує перероблені пластики, у тому числі у зовнішніх елементах автомобіля. Це стосується, зокрема, бамперів, підкрилків, технічних щитків, а також оздоблювальних і декоративних деталей.

Однак найважливішим є не те, чи матеріал походить з переробки, а чи відповідає він технічним вимогам, особливо тим, що стосуються ударостійкості та поглинання енергії удару.

Автомобільні бампери не виготовляються з чистого ABS. На практиці їх найчастіше виробляють з:

PP, модифікований еластомерами (PP/EPDM, PP/TD) — матеріали, спеціально розроблені для поглинання енергії удару,
рідше, модифіковані полімерні композиції пристосовані до конкретних зон деформації.

ABS, з іншого боку, широко використовується у зовнішніх і напівструктурних компонентах, таких як:

кришки коліс,
технічні корпуси,
захисні панелі,
стилістичні та аеродинамічні елементи.

У цих застосуваннях ABS забезпечує збалансоване поєднання жорсткості, ударостійкості та зовнішнього вигляду поверхні.

А як щодо безпеки?

Якщо рeгранулят (тобто, вторинна пластмаса):

належним чином модифікований,
має контрольовану ударостійкість,
пройшов випробування відповідно до чинного стандарту,

тоді це не знижує безпеку транспортного засобу.

Проблеми виникають лише тоді, коли:

використовуються рeгрануляти з недостатньою ударостійкістю ,
випробування пропущено або результати випробувань неправильно інтерпретовані,
матеріал застосовується поза межами сфери застосування, для якої він був кваліфікований.

З цієї причини автомобільні виробники застосовують дуже суворі вимоги до випробувань на удар, а вторинні матеріали, що використовуються в автомобілях, не обираються випадково — вони повинні відповідати тим самим функціональним вимогам, що й первинні матеріали.

Що це означає для користувача транспортного засобу?

Для водія та пасажирів не має значення , чи виготовлений компонент з первинного чи з вторинного матеріалу. Важливо, чи компонент:

веде себе передбачувано при ударі,
не руйнується крихким способом,
належним чином поглинає енергію удару.

Саме тому ударостійкість пластмас є одним із ключових параметрів при проєктуванні та виборі матеріалу для автомобільних компонентів.

Методи Шарпі та Ізода, підготовка зразків, вимоги стандарту та технологічна релевантність

Ударна міцність рeгранулятів PP та ABS є параметром, що використовується при кваліфікації матеріалів для застосувань, де деталі піддаються ударним навантаженням, динамічним напруженням і монтажним навантаженням. У промисловій практиці цей параметр визначає, чи може даний рeгранулят бути використаний у конкретному застосуванні, чи має бути виключений з нього.

Випробування на удар проводиться на зразках для ударних випробувань (у виробничій практиці часто називаються «контрольними смужками»), підготовлених відповідно до вимог чинного стандарту. Відповідність стандарту визначається розмірами зразка, методом його підготовки та умовами випробування.

Методи випробування на удар: Шарпі та Ізода

Для рeгранулятів PP та ABS зазвичай використовують два методи випробування на удар: Шарпі та Ізода. Ці методи відрізняються способом закріплення зразка та розподілом напружень під час удару і не є еквівалентними.

У методі Шарпі зразок підтримується на двох ковадлах і піддається удару в середині. У методі Ізода зразок затискається як консоль і піддається удару по вільному кінцю.

Відмінності у конфігурації навантаження призводять до різних механізмів ініціації та поширення тріщин. З цієї причини результати, отримані за методами Шарпі та Ізода, не можна порівнювати або конвертувати. Обраний метод повинен застосовуватися послідовно в межах системи контролю якості.

У європейській промисловій практиці, особливо для рeгранулятів PP та ABS, частіше застосовується метод Шарпі, оскільки він є більш чутливим до деградації матеріалу та краще диференціює партії рeгрануляту. Метод Ізода застосовується, коли цього вимагають специфікації замовника або цільові ринки.

Обладнання, що використовується для випробувань за методами Шарпі та Ізода

Випробування на ударну міцність за методами Шарпі та Ізода проводиться на маятникових ударних випробувачах, налаштованих відповідно до обраного способу підтримки або затиску зразка.

Маятниковий копер:

оснащений змінними опорами або затискачами для Charpy або Izod випробувань,
дозволяє вибрати енергію удару, відповідну для досліджуваного полімеру,
фіксує енергію, поглинену зразком під час удару.

Для випробування зразків з надрізом необхідний пристрій для нарізання надрізу для виконання надрізу з геометрією та розмірами, визначеними стандартом. Без правильно виконаного надрізу випробування не відповідає вимогам стандарту.

Якщо випробування проводиться при температурах, відмінних від кімнатної, зразки кондиціонують у термостатованих камерах перед випробуванням.

Підготовка зразків для випробування на удар

При контролі якості PP та ABS рeгранулятів стандартною практикою є підготовка зразків методом лиття під тиском з використанням форми, що відповідає вимогам стандарту. Рeгранулят переробляється за визначених і задокументованих умов, включаючи температуру циліндра та форми, швидкість упорскування, тиск витримки та час охолодження.

Ці параметри безпосередньо впливають на вимірювану ударну в'язкість і є частиною умов випробування. Будь-яка зміна параметрів переробки є зміною умов випробування і може призвести до суттєвих відмінностей у значеннях ударної в'язкості навіть для однієї партії матеріалу.

Альтернативний підхід передбачає екструзію листів і вирізання зразків з них; однак у промисловій практиці цей метод переважно застосовується для порівняльних або дослідницьких випробувань. Для рутинного контролю якості рeгранулятів використовується рідше через більшу варіабельність результатів.

Надріз як інструмент оцінки якості матеріалу

При випробуваннях на удар PP та ABS рeгранулятів найчастіше використовують зразки з надрізом. Надріз визначає точку ініціації тріщини та дозволяє оцінити стійкість матеріалу до поширення тріщин.

Випробування зразків з надрізом дозволяє оцінити:

наслідки термічної деструкції в PP,
стан еластомерної фази в ABS,
наявність забруднень і неоднорідність матеріалу.

Нотч має бути виконаний за допомогою спеціального пристрою для нарізання надрізу відповідно до вимог стандарту. Надріз, виконаний вручну або за допомогою невідповідних інструментів, призводить до невідповідних даних випробування.

Стандартні вимоги та порівнянність результатів

Стандарт випробування на удар визначає:

розміри зразка,
геометрія надрізу,
метод підтримки або закріплення зразка,
температура випробування,
розрахунок і протоколювання результатів.

Якщо у випробувальній документації відсутня інформація про застосований метод, стандарт, температуру випробування або підготовку зразків, отриманий результат не є порівнянним між партіями матеріалу або різними постачальниками.

Зміни ударної в'язкості після переробки

Для PP зниження ударної в'язкості найчастіше є наслідком деградації полімерного ланцюга та змін у розподілі молекулярної маси, спричинених термічною історією матеріалу. Рeгранулят може відповідати вимогам MFI, але водночас мати знижену ударну міцність.

Для ABS критичним є стан еластомерної фази. Надмірно високі температури переробки, тривалий час перебування або повторні цикли переробки знижують здатність матеріалу поглинати енергію удару, що безпосередньо зменшує ударну в'язкість.

Важливість ударної в'язкості для кінцевих застосувань

Висока ударна в'язкість рeгранулятів PP або ABS дозволяє використовувати їх у компонентах, що піддаються механічним ударам, монтажним напруженням або змінним температурним умовам. Зниження ударної в'язкості підвищує ризик розтріскування деталей, нестабільності якості та скарг клієнтів.

З точки зору кінцевого користувача цей параметр визначає, чи підходить матеріал для конкретного застосування, незалежно від того, чи є він первинним чи вторинним.

Практичні висновки

Декларування ударної в'язкості для рeгранулятів PP та ABS має сенс лише за умови, що:

використовується чітко визначений метод випробування (Шарпі або Ізода),
зразки готуються відповідно до вимог стандарту,
підготовка зразків і умови випробування відомі та відтворювані.

В іншому випадку результат випробування не є достовірною технічною інформацією ні для виробника рeгрануляту, ні для замовника.

Ударна в'язкість у конкретних промислових застосуваннях

Важливість ударної в'язкості рeгранулятів PP та ABS особливо проявляється в застосуваннях, де компоненти піддаються динамічним навантаженням або ударам під час експлуатації.

Для виробників труб з PP ударна в'язкість безпосередньо впливає на експлуатаційні характеристики труб під час транспортування, зберігання та монтажу, а також на поведінку матеріалу при низьких температурах. Зниження ударної в'язкості може призвести до розтріскування труб унаслідок випадкових ударів або падінь, навіть якщо інші параметри, такі як MFI, залишаються в межах специфікації. На практиці це призводить до пошкоджень до введення системи в експлуатацію та проблем під час приймання якості.

Для компонентів ABS, таких як бампери, технічні корпуси та захисні деталі, ударостійкість визначає здатність матеріалу поглинати енергію удару без крихкого руйнування. Зниження ударостійкості після переробки, спричинене деградацією еластомерної фази, підвищує схильність до розтріскування при точкових ударах, низькоенергетичних зіткненнях або експлуатації при низьких температурах. Для виробників це означає невідповідність застосування та збільшення гарантійних претензій.

В обох випадках ударостійкість не є допоміжним параметром, а властивістю, що визначає, чи підходить реґранулят для конкретного застосування. Матеріал з недостатньою ударостійкістю, навіть якщо інші параметри відповідають специфікації, не відповідає функціональним вимогам.

Ударостійкість як релевантний параметр для інших полімерів

Хоча ця стаття зосереджена переважно на реґранулятах PP та ABS, ударостійкість також є критичним параметром для інших полімерів, що використовуються у механічній переробці.

У PS ударостійкість часто визначає, чи може матеріал використовуватися у технічних компонентах, а не лише у простих пакувальних виробах. У PA ударна міцність, особливо при низьких температурах і наявності вологи, є критичною для конструкційних і технічних елементів. У PET ударостійкість має значення для застосувань, що вимагають стійкості до розтріскування, а також для модифікованих технічних реґранулятів. У PVC ударостійкість безпосередньо впливає на довговічність профілів, труб і будівельних елементів, особливо при низьких температурах.

У всіх випадках застосовуються однакові принципи: ударостійкість повинна випробовуватися відповідно до стандарту, з використанням зразків, підготовлених згідно з вимогами стандарту, а результати мають інтерпретуватися з урахуванням історії переробки та цільового призначення.

Додаткова інформація

Наразі я готую публікацію під назвою «Добавки у механічній переробці пластмас – підвищення якості та стабільності реґранулятів», у якій розглядаються такі питання:

ударостійкі модифікатори у реґранулятах,
еластомери та кополімери як ударостійкі фази у реґранулятах,
механізми підвищення стійкості до ініціації та розповсюдження тріщин,
модифікація ударної в’язкості реґранулятів ABS, PS, PA та PET,
адаптація властивостей реґрануляту для конструкційних застосувань.

Публікація знаходиться на завершальному етапі і незабаром буде видана у друкованому вигляді.

👉 Підписатися на блог

Якщо ви цікавитеся пластиками та переробкою, підпишіться на блог і увімкніть сповіщення