Testovanie polymérov v ťahu: Ako norma ASTM D638 zabezpečuje presné hodnotenie vlastností materiálu

Úvod

Ťahové skúšky polymérov sú rozhodujúcim procesom, ktorý sa používa na hodnotenie mechanických vlastností plastových materiálov. Táto skúška je nevyhnutná na určenie toho, ako sa bude polymér správať pri namáhaní a deformácii, a poskytuje cenné informácie o jeho trvanlivosti a celkovej pevnosti. Medzi rôzne normy používané na testovanie polymérov patria napr, ASTM D638 je jednou z najuznávanejších metód hodnotenia ťahových vlastností plastov.

Tento článok sa bude zaoberať ťahové skúšky polymérovso zameraním na ASTM D638 štandard, ktorý sa bežne používa na meranie vlastností, ako sú medza klzu, pevnosť v ťahua celkovú ťahové vlastnosti plastov.

---

Čo je to skúška ťahom polymérov?

Skúška ťahom je proces pôsobenia jednoosovej sily na materiál, zvyčajne na plastová vzorka, kým sa nezlomí (nezlomí alebo nedeformuje). Cieľom tejto skúšky je posúdiť, ako sa materiál správa pri namáhaní a deformácii, a zmerať jeho schopnosť natiahnuť sa alebo odolať predĺženiu pred porušením.

Hlavné parametre merané v skúška ťahom zahŕňa:

Predĺženie pri pretrhnutí: Percentuálny nárast dĺžky, ktorý materiál vydrží, kým sa pretrhne, čo udáva jeho ťažnosť a schopnosť natiahnuť sa bez poruchy.

Pevnosť v ťahu: Maximálne napätie, ktoré materiál znesie bez poruchy. Táto vlastnosť je rozhodujúca pre určenie toho, ako sa bude materiál správať pri vystavení vonkajším silám v reálnych aplikáciách.

Výťažnosť: Veľkosť napätia, ktorú materiál znesie, kým sa začne plasticky deformovať. Táto vlastnosť je obzvlášť dôležitá na zabezpečenie toho, aby si materiál pri namáhaní zachoval svoju štrukturálnu integritu.

---

ASTM D638: Norma pre ťahové skúšky polymérov

ASTM D638 je štandardná skúšobná metóda používaná na stanovenie ťahových vlastností plastových materiálov. Táto norma sa vzťahuje najmä na skúšanie vzorky v tvare činky a vystužených plastov za kontrolovaných podmienok, ako je teplota, vlhkosť a rýchlosť skúšobného stroja.

Kľúčové aspekty normy ASTM D638

Skúšobné vzorky: Skúška sa zvyčajne vykonáva na vzorkách, ktoré sú v tvare činky alebo iné vhodné formy v závislosti od materiálu. V norme sú uvedené aj rozmery a hrúbka vzorky, aby sa zabezpečili jednotné výsledky.

Podmienky testovania: Norma ASTM D638 vyžaduje, aby bolo testovacie prostredie vrátane teploty a vlhkosti kontrolované. Tým sa zabezpečí, že výsledky budú presné a že materiál sa bude hodnotiť v čo najreálnejších podmienkach.

Testovací stroj: Skúška sa vykonáva pomocou skúšobného stroja s konštantnou rýchlosťou krížového pohybu, ktorý pôsobí ťahom, až kým sa vzorka neporuší. Tento stroj sa musí kalibrovať, aby sa zabezpečila správna skúška pevnosti v ťahu výsledky.

Rýchlosť testovania: Rýchlosť, akou sa materiál ťahá, zohráva významnú úlohu pri dosahovaní výsledkov. Norma ASTM D638 stanovuje skúšobné rýchlosti pre rôzne typy polymérov a hrúbky vzoriek.

---

Význam medze klzu a pevnosti v ťahu pri testovaní polymérov

Skúška pevnosti v ťahu: Jedno z hlavných meraní v ťahové skúšky polymérov je pevnosť v ťahu, ktorý udáva maximálne napätie, ktoré materiál znesie pred porušením. Táto hodnota má zásadný význam pri určovaní toho, ako sa bude polymér správať pri zaťažení v reálnych aplikáciách.

Výťažnosť: The medza klzu je ďalším rozhodujúcim faktorom, ktorý predstavuje veľkosť napätia, ktoré môže polymér vydržať, kým sa trvalo nedeformuje. Pochopenie tejto vlastnosti je nevyhnutné na zabezpečenie toho, aby si materiál pri namáhaní zachoval svoju štrukturálnu integritu.

Predĺženie pri pretrhnutí: Skúšky ťahom poskytujú aj údaje o predĺženie pri pretrhnutí, ktorá sa vzťahuje na to, ako veľmi sa materiál môže roztiahnuť, kým sa zlomí. Je to kľúčový faktor pri pochopení pružnosti a ťažnosti polymérov.

---

Pochopenie ťahových vlastností polymérov

1. Pevnosť v ťahu

The pevnosť v ťahu polyméru je maximálne namáhanie, ktoré vydrží pri natiahnutí. Táto vlastnosť je dôležitá najmä pre materiály používané v inžinierske aplikácie kde bude materiál vystavený vonkajším silám.

Napríklad obalové materiály, automobilové komponenty a zdravotnícke pomôcky si často vyžadujú plasty s vysokou pevnosťou v ťahu, aby odolali mechanickému namáhaniu počas používania, manipulácie a prepravy.

2. Výťažnosť

The medza klzu je bod, v ktorom sa polymér začína trvalo deformovať. Po prekročení tohto bodu sa materiál po odstránení sily nevráti do pôvodného tvaru.

V praktických aplikáciách, medza klzu je dôležitá, pretože pri materiáloch vystavených namáhaniu v blízkosti tohto bodu alebo nad ním môže dôjsť k trvalej deformácii, ktorá by mohla ohroziť štrukturálnu integritu materiálu. Napríklad v prípade obalov je medza klzu nevyhnutná na zabezpečenie toho, aby si obal zachoval svoj tvar pod váhou obsahu.

3. Predĺženie pri pretrhnutí

Predĺženie pri pretrhnutí meria mieru, do akej sa môže polymér natiahnuť pred porušením. Vyššie predĺženie pri pretrhnutí znamená, že materiál je pružnejší, čo môže byť užitočné v aplikáciách, kde sa vyžaduje pružnosť a rozťažnosť, napríklad v strečových fóliách a lekárskych hadičkách.

Zatiaľ čo pevnosť v ťahu je rozhodujúca pre integritu konštrukcie, predĺženie pri pretrhnutí pomáha určiť, ako ďaleko sa môže materiál natiahnuť, než zlyhá, a poskytuje dôležité údaje o jeho tvárnosť a odolnosť.

Aplikácie ťahových skúšok polymérov

1. obalový priemysel

V balení, ťahové skúšky polymérov pomáha určiť silu a trvanlivosť materiálov, ako sú plastové fólie, fľaše a obaly. Týmto testovaním sa zabezpečuje, aby materiál vydržal mechanické namáhanie počas prepravy, skladovania a manipulácie a zároveň si zachoval svoju integritu.

Napríklad plastové fólie používané na balenie potravín musia odolávať prepichnutiu a roztrhnutiu bez toho, aby sa rozbili, zatiaľ čo fľaše musia odolávať vnútorným tlakom a vonkajším silám. Testovanie v ťahu zabezpečuje, aby tieto materiály spĺňali špecifické výkonnostné normy pred ich hromadnou výrobou.

2. Zdravotnícke pomôcky a liečivá

Pri balení zdravotníckych pomôcok a liekov musia byť materiály nielen pevné, ale aj bezpečné a spoľahlivé. Na stránke . medza klzu a pevnosť v ťahu polymérov používaných v týchto aplikáciách pomáhajú zabezpečiť, aby nepraskali ani sa nedeformovali pri bežnej manipulácii alebo pri namáhaní počas ich používania.

Napríklad, zdravotnícke obalové materiály ako sú infúzne vaky a injekčné striekačky, si musia zachovať integritu a zároveň odolávať tlaku alebo mechanickému namáhaniu počas používania, čím sa zabezpečí, že lieky zostanú bezpečné a sterilné.

3. Automobilový a letecký priemysel

V automobilovom a leteckom priemysle sa ťahové vlastnosti polymérov sú rozhodujúce na zabezpečenie toho, aby diely vydržali značné namáhanie bez poruchy. Napríklad, polymérne kompozity používané v karosériách vozidiel alebo v konštrukciách pre letecký a kozmický priemysel musia byť schopné znášať zaťaženie, odolávať nárazom a zvládať dlhodobé mechanické namáhanie.

---

Záver

Skúšky polymérov v ťahu je rozhodujúcim aspektom vedy o materiáloch a kontroly kvality. Používaním ASTM D638, môžu výrobcovia presne posúdiť pevnosť v ťahu, medza klzua predĺženie pri pretrhnutí polymérnych materiálov a zabezpečuje, aby spĺňali výkonnostné požiadavky pre rôzne aplikácie.

Či už v balenie, zdravotnícke pomôcky, alebo automobilové inžinierstvo, pochopenie ťahové vlastnosti polymérov je nevyhnutný na navrhovanie materiálov, ktoré sú odolné, bezpečné a vhodné na daný účel. So správnym zariadenie na skúšanie ťahom, ako napr. Ťahové skúšačky Cell Instruments, môžete zabezpečiť konzistenciu a spoľahlivosť svojich výrobkov, čím pomôžete udržať vysoké štandardy a splniť regulačné požiadavky.

---

ČASTO KLADENÉ OTÁZKY

1.Aká je pevnosť polyméru v ťahu?

Pevnosť v ťahu polyméru sa vzťahuje na maximálne napätie, ktoré môže materiál vydržať pri natiahnutí, kým sa neroztrhne. Táto vlastnosť je rozhodujúca na zabezpečenie mechanickej pevnosti polymérov v rôznych aplikáciách, ako sú obaly, automobilové diely a zdravotnícke pomôcky.

2.Na čo sa vzťahuje testovacia metóda ASTM D638?

The ASTM D638 štandardná testovacia metóda je použiteľná pre väčšinu polymérnych materiálov vrátane fólií, plastov, gumy a kompozitov. Meria sa ňou pevnosť v ťahu, medza klzua predĺženie pri pretrhnutí materiálov, čo je nevyhnutné pre kontrolu kvality, technické navrhovanie a vývoj materiálov.

3.Prečo je potrebná ťahová skúška?

Testovanie v ťahu pomáha určiť, ako sa materiály správajú pri namáhaní, a používa sa na hodnotenie ich výkonnosti v reálnych aplikáciách. Meraním vlastností, ako napr. modul pružnosti, bod výnosua maximálna pevnosť v ťahu, ťahové skúšky zabezpečujú, že materiály spĺňajú požiadavky na konštrukciu a výkon.

4.Aký je rozdiel medzi medzerou klzu a medzerou pevnosti v ťahu?

Medza klzu sa vzťahuje na maximálne napätie, ktoré materiál znesie bez trvalej deformácie, zatiaľ čo pevnosť v ťahu je maximálne napätie, ktoré môže materiál vydržať, než sa zlomí. Inými slovami, medza klzu označuje bod, v ktorom sa materiál začína deformovať, a medza pevnosti v ťahu označuje bod, v ktorom dochádza k jeho porušeniu.

5.Ako si vybrať správny stroj na skúšanie ťahom?

Pri výbere zariadenia na skúšanie ťahom je dôležité vybrať také, ktoré zodpovedá vlastnostiam materiálu a požiadavkám na skúšanie. Pre pružné materiály, ako sú fólie, je ideálny vysoko presný tester s nízkym zaťažením. V prípade hrubších alebo tuhších polymérov je potrebný stroj s vyššou nosnosťou a presným ovládaním. Zabezpečenie súladu stroja s normami, ako napr. ASTM D638 je kľúčom k získaniu spoľahlivých výsledkov.