7.2.1 Lujitteet
Käyttäjän kannalta oleellisia lujitteen ominaisuuksia ovat lujitekuidun ominaisuudet, lujitetuotteen koostumus ja sen valmistustekniset ominaisuudet.
Erilliskuidun ja/tai kuitukimpun mekaaniset ominaisuudet voidaan määrittää standardoiduilla vetokokeilla. Mittaukset ovat kuitenkin hankalia toteuttaa ja palvelevat lähinnä lujitteen valmistajan tuotekehitystä. Tavallisesti lujitteen käyttäjä varmistaakin lujitekuitujen ominaisuudet niistä tehtyjä laminaatteja koestamalla. Muita oleellisia ominaisuuksia ovat lujitekuidun halkaisija ja lujitekimpun koko. Halkaisija on määritettävissä optisesti. Kun kuidun halkaisija ja tiheys tunnetaan, lujitekuitujen lukumäärä voidaan määrittää mittaamalla kimpun pituusmassa.
Lujitetuotteen oleellisia ominaisuuksia ovat lujitteen sisältämä kosteus, pinnoite- ja sideainepitoisuus, tasomaisen lujitteen neliömassa sekä lujitetuotteen rakenne. Kosteus mitataan punnitsemalla näyte-erä ennen ja jälkeen lämpökaapissa tehtävää kuivatusta. Vastaavasti lasikuidun pinnoiteaineen määrä mitataan punnitsemalla näyte-erä ennen ja jälkeen uunissa tehtävää pinnoiteaineen hehkutusta. Hiili- ja aramidikuitulujitteille hehkutushäviömittaus ei sovi. Niiden orgaanisen pinnoitteen määrää mitataankin liuottamalla pinnoite näyte-erästä. Ongelmana on se, että pinnoiteaine ei yleensä liukene täydellisesti mihinkään liuotteeseen. Tärkeitä rakenteellisia ominaisuuksia ovat esimerkiksi kudosten osalta kudostyyppi, loimien ja kuteiden pituusmassat sekä niiden määrät leveysyksikköä kohti. Tärkeimmissä standardikokoelmissa on esitetty yksityiskohtaiset menetelmät edellä kuvattujen ominaisuuksien mittaamiseen.
Valmistusteknisesti tärkeä ominaisuus on lujitetuotteen kastuvuus, jonka määritykseen on niin ikään standardoidut menetelmät. Injektointimenetelmissä oleellinen ominaisuus on myös lujitetuotteen permeabiliteetti, joka kuvaa hartsin virtaavuutta lujitetuotteessa. Permeabiliteettia mitataan tasomuotissa. Suunnatuilla lujitteilla permeabiliteettikin on eri suunnissa erilainen. Hartsin virtaavuus ei kuitenkaan ole puhtaasti lujitetekninen suure. Tarvittaessa virtaavuus onkin selvitettävä valittuja materiaaleja, muottikonstruktioita sekä valmistustarvikkeita ja –olosuhteita vastaten.
7.2.2 Matriisimuovit
Hartseista ja kovetteista mitataan tarvittaessa standardoiduin menetelmin koostumusta, tiheyttä, viskositeettia ja viskositeetin lämpötilariippuvuutta. Hartsi/kovete-seoksen tärkeitä ominaisuuksia ovat geeliaika ja eksotermin huippulämpötila, prepregeillä myös hartsin tarttuvuus ja prepregin muotoutuvuus sekä hartsin juoksevuus ennen lopullista kovettumista.
Hartsien koostumuksen määritykseen soveltuvia menetelmiä ovat nestekromatografia (HPLC), geelikromatografia (GPC) ja infrapunaspektrometria (IR). Nämä menetelmät ovat usein lopputuotteen valmistajan ulottumattomissa. Käyttäjä tyytyykin usein mittaamaan muita, valmistusteknisesti tärkeitä ominaisuuksia ja tarvittaessa varmistamaan hartsi/kovete-systeemin toimivuuden kovetettua muovia testaamalla.
Hartsin viskositeettia ja sen lämpötilariippuvuutta voidaan mitata erityyppisillä viskosimetreilla tai reometrialaitteistolla. Tavallisimmat kapillaari-, sylinteri- ja kartioviskosimetrit on esitetty kaaviomaisesti kuvassa 7.1. Geeliajan ja eksotermin huippulämpötilan mittaaminen on suhteellisen yksinkertaista. Mittauksiin on omat standardoidut menetelmänsä. Kovettuneen muovin tärkeitä ominaisuuksia ja niiden määritysmenetelmiä tarkastellaan seuraavassa kappaleessa.
Kuva 7.1 Kapillaari-, sylinteri- ja kartioviskosimetrit.