Изпитване на опън на полимери: как ASTM D638 осигурява точна оценка на характеристиките на материалите

Въведение

Изпитването на полимери на опън е важен процес, използван за оценка на механичните свойства на пластмасовите материали. Това изпитване е от жизненоважно значение за определяне на начина, по който полимерът ще се държи при натоварване и деформация, предоставяйки ценна информация за неговата издръжливост и цялостна здравина. Сред различните стандарти, използвани за изпитване на полимери, ASTM D638 се откроява като един от най-признатите методи за оценка на свойствата на пластмасите на опън.

Тази статия ще разгледа изпитване на полимери на опън, с акцент върху ASTM D638 стандарт, който обикновено се използва за измерване на свойства като граница на провлачане, якост на опън, както и общата свойства на опън на пластмасите.

---

Какво представлява изпитването на полимери на опън?

Изпитването на опън е процес на прилагане на едноосна сила върху материал, обикновено пластмасов образец, докато се повреди (счупи или деформира). Целта на това изпитване е да се оцени как материалът се държи под напрежение и деформация и да се измери способността му да се разтяга или да устоява на удължаване, преди да се скъса.

Основните параметри, измерени в изпитване на опън включва:

Удължение при скъсване: Процентното увеличение на дължината, което даден материал може да издържи, преди да се скъса, което показва неговата еластичност и способност да се разтяга без разрушаване.

Якост на опън: Максималното напрежение, което даден материал може да издържи, без да се разруши. Това свойство е от решаващо значение за определяне на това как ще се държи материалът, когато е подложен на външни сили в реални приложения.

Сила на провлачване: Размерът на напрежението, което даден материал може да издържи, преди да започне да се деформира пластично. Това свойство е особено важно, за да се гарантира, че материалът запазва структурната си цялост при натоварване.

---

ASTM D638: Стандарт за изпитване на полимери на опън

ASTM D638 е стандартен метод за изпитване, използван за определяне на свойствата на опън на пластмасови материали. Този стандарт обхваща по-специално изпитването на образци с форма на дъмбел и подсилени пластмаси при контролирани условия, като температура, влажност и скорост на машината за изпитване.

Основни аспекти на ASTM D638

Изпитвани образци: Изпитването обикновено се провежда върху образци, които са с форма на дъмбел или други подходящи форми, в зависимост от материала. Стандартът също така определя размерите и дебелината на образеца, за да се гарантират еднакви резултати.

Условия за изпитване: Стандартът ASTM D638 изисква средата за изпитване, включително температурата и влажността, да се контролира. Това гарантира, че резултатите са точни и че материалът се оценява при възможно най-реалистични условия.

Машина за изпитване: Изпитването се извършва с помощта на машина за изпитване с постоянна скорост на движение на кръстосаната глава, която прилага опън до разрушаване на образеца. Тази машина трябва да се калибрира, за да се осигури правилното изпитване на якост на опън резултати.

Скорост на тестване: Скоростта, с която се изтегля материалът, играе важна роля за резултатите. В стандарт ASTM D638 са описани скоростите на изпитване за различни видове полимери и дебелини на пробите.

---

Значение на границата на провлачане и якостта на опън при изпитването на полимери

Изпитване за якост на опън: Едно от основните измервания в изпитване на полимери на опън е якост на опън, който показва максималното напрежение, което даден материал може да издържи, преди да се разруши. Тази стойност е от съществено значение за определяне на начина, по който полимерът ще се държи при натоварване в реални приложения.

Сила на провлачване: The граница на провлачане е друг критичен фактор, представляващ размера на напрежението, което полимерът може да издържи, преди да се деформира трайно. Разбирането на това свойство е от съществено значение, за да се гарантира, че материалът ще запази структурната си цялост при натоварване.

Удължение при скъсване: Изпитването на опън също така предоставя данни за удължение при скъсване, която се отнася до това колко може да се разтегне даден материал, преди да се счупи. Това е ключов фактор за разбиране на гъвкавостта и еластичността на полимерите.

---

Разбиране на свойствата на опън на полимерите

1. Якост на опън

The якост на опън на полимера е максималното напрежение, което той може да издържи при разтягане. Това свойство е особено важно за материалите, използвани в инженерни приложения където материалът ще бъде изложен на външни сили.

Например опаковъчните материали, автомобилните компоненти и медицинските изделия често изискват пластмаси с висока якост на опън, за да издържат на механично натоварване по време на употреба, обработка и транспортиране.

2. Сила на провлачване

The граница на провлачане е точката, в която полимерът започва да се деформира трайно. След тази точка материалът няма да се върне към първоначалната си форма, след като силата бъде премахната.

В практическите приложения, граница на провлачане е важно, тъй като материалите, подложени на натоварвания в близост до тази точка или над нея, могат да получат трайна деформация, която да наруши структурната цялост на материала. Например при опаковките границата на провлачане е от съществено значение, за да се гарантира, че контейнерът ще запази формата си под тежестта на съдържанието.

3. Удължение при скъсване

Удължение при скъсване измерва степента, до която полимерът може да се разтегне, преди да се скъса. По-голямото удължение при скъсване означава по-гъвкав материал, което може да бъде полезно при приложения, при които се изисква гъвкавост и разтегливост, като например при стреч фолио и медицински тръби.

Докато якост на опън е от решаващо значение за структурната цялост, удължение при скъсване помага да се определи докъде може да се разтегне даден материал, преди да се разруши, като предоставя важни данни за неговата дуктилност и устойчивост.

Приложения на изпитването на опън на полимери

1. Опаковъчна индустрия

В опаковка, изпитване на полимери на опън помага да се определи сила и издръжливост на материали като пластмасови фолиа, бутилки и контейнери. Това изпитване гарантира, че материалът може да издържи на механични натоварвания по време на транспортиране, съхранение и обработка, като същевременно запазва целостта си.

Например пластмасовите фолиа, използвани за опаковане на храни, трябва да издържат на пробиване и разкъсване, без да се счупят, а бутилките трябва да издържат на вътрешно налягане и външни сили. Изпитване на опън гарантира, че тези материали отговарят на специфични стандарти за изпълнение преди да бъдат пуснати в масово производство.

2. Медицински изделия и фармацевтични продукти

За медицинските изделия и фармацевтичните опаковки материалите трябва да са не само здрави, но и безопасни и надеждни. На сайта граница на провлачане и якост на опън на полимерите, използвани в тези приложения, помагат да се гарантира, че те няма да се напукат или деформират при нормално боравене с тях или при натоварване по време на използването им.

Например, медицински опаковъчни материали като торбичките за интравенозно приложение и спринцовките, трябва да запазят целостта си, като издържат на налягане или механични натоварвания по време на употреба, като гарантират, че лекарствата остават сигурни и стерилни.

3. Автомобилна и космическа индустрия

В автомобилната и космическата индустрия свойства на опън на полимери са от решаващо значение, за да се гарантира, че частите могат да издържат на значителни натоварвания, без да се повредят. Например, полимерни композити използвани в каросериите на превозни средства или в аерокосмическите конструкции, трябва да могат да понасят натоварвания, да устояват на удари и да се справят с дългосрочни механични натоварвания.

---

Заключение

Изпитване на полимери на опън е критичен аспект на материалознанието и контрола на качеството. С помощта на ASTM D638, производителите могат точно да оценят якост на опън, граница на провлачане, и удължение при скъсване на полимерни материали, като гарантира, че те отговарят на изискванията за ефективност за различни приложения.

Независимо дали в опаковка, медицински изделия, или автомобилно инженерство, разбиране на свойства на опън на полимерите е от съществено значение за проектирането на материали, които са трайни, безопасни и подходящи за целта. С подходящи оборудване за изпитване на опън, като например Тестери за опън на Cell Instruments, можете да гарантирате последователността и надеждността на продуктите си, като спомагате за поддържането на високи стандарти и спазването на регулаторните изисквания.

---

ЧЕСТО ЗАДАВАНИ ВЪПРОСИ

1.Каква е якостта на опън на един полимер?

Якост на опън на полимера се отнася до максималното напрежение, което материалът може да издържи при разтягане, преди да се скъса. Това свойство е от решаващо значение за осигуряване на механичната якост на полимерите в различни приложения, като например опаковки, автомобилни части и медицински изделия.

2.За какво се прилага методът за изпитване ASTM D638?

The ASTM D638 Стандартният метод за изпитване е приложим за повечето полимерни материали, включително филми, пластмаси, каучуци и композити. Той измерва якост на опън, граница на провлачане, и удължение при скъсване на материалите, което го прави изключително важен за контрола на качеството, инженерното проектиране и разработването на материали.

3.Защо е необходимо изпитване на опън?

Изпитване на опън помага да се определи поведението на материалите при натоварване и се използва за оценка на тяхната ефективност в реални приложения. Чрез измерване на свойства като модул на еластичност, точка на добив, и максимална якост на опън, изпитването на опън гарантира, че материалите отговарят на изискванията за проектиране и изпълнение.

4.Каква е разликата между граница на провлачане и граница на опън?

Якост на провлачване се отнася до максималното напрежение, което даден материал може да издържи без трайна деформация, докато якост на опън е максималното напрежение, което материалът може да издържи, преди да се счупи. С други думи, границата на провлачване бележи точката, в която материалът започва да се деформира, а границата на опън - точката, в която той се разрушава.

5.Как да изберете правилната машина за изпитване на опън?

Когато избирате машина за изпитване на опън, е важно да изберете такава, която да отговаря на свойствата на материала и на изискванията за изпитване. За гъвкави материали като филми идеална е високопрецизна машина за изпитване при ниско натоварване. За по-дебели или по-твърди полимери е необходима машина с по-голяма товароносимост и прецизен контрол. Осигуряване на съответствие на машината със стандарти като ASTM D638 е от ключово значение за получаването на надеждни резултати.