Kiểm tra lực kéo trên tấm film nhựa mỏng theo tiêu chuẩn ASTM D882

Màng và tấm nhựa mỏng là lựa chọn phổ biến để đóng gói và có thể dùng để bảo vệ nhiều vật dụng hàng ngày từ thức ăn thừa đến hàng tiêu dùng. Điều quan trọng là các nhà sản xuất nhựa và công ty đóng gói phải có được hồ sơ cơ học chính xác của màng nhựa mà họ đang sản xuất để đảm bảo rằng chúng đáp ứng được những mong đợi cần thiết. ASTM D882 là tiêu chuẩn thử nghiệm phổ biến được sử dụng để xác định đặc tính kéo của màng nhựa mỏng và thường được sử dụng cho mục đích kiểm soát chất lượng. 

ASTM D882 được thiết kế đặc biệt để kiểm tra nhựa có độ dày dưới 1 mm và có thể được sử dụng để kiểm tra bất kỳ loại mẫu nhựa nào trong phạm vi độ dày xác định này. Nhựa dày hơn 1 mm phải được thử nghiệm theo tiêu chuẩn ASTM D638. Thử nghiệm ASTM D882 được tiến hành trên máy kéo nén vạn năng với tốc độ đầu trượt không đổi.

Sau đây là các đặc tính kéo được đo phổ biến nhất:

• Tensile strength: Độ bền kéo
• Yield strength: Giới hạn chảy
• Yield strain: Biến dạng chảy
• Strain at break: Biến dạng khi gãy
• Modulus of elasticity: Mô đun đàn hồi

Phương pháp thử và mẫu

Trong quá trình thử nghiệm ASTM D882, mẫu thử được kéo căng cho đến khi hỏng. Tốc độ của đầu chữ thập phụ thuộc vào chiều dài của mẫu và có thể được tính bằng cách nhân khoảng cách kẹp ban đầu (chiều dài của mẫu) với tốc độ biến dạng ban đầu tính bằng mm/mm x phút. Tốc độ biến dạng ban đầu phụ thuộc vào độ giãn dài tối đa của mẫu khi đứt. Bởi vì màng và tấm nhựa có xu hướng đàn hồi cao nên thường yêu cầu tốc độ đầu trượt cao hơn. Một yếu tố quan trọng trong việc thử nghiệm theo tiêu chuẩn ASTM D882 là sử dụng tải trước thích hợp. Các mẫu màng mỏng thường bị giãn và không căng khi được đặt vào các kẹp để thử nghiệm.

Thử nghiệm này dành cho các mẫu có độ dày đồng đều trong phạm vi 10% độ dày trên chiều dài của mẫu giữa các kẹp. Các mẫu dày hơn đạt đến giới hạn độ dày 1 mm phải đồng nhất trong khoảng 5%. Mẫu vật phải rộng từ 5,0 đến 25,4 mm và dài hơn ít nhất 50 mm so với khoảng cách kẹp được sử dụng trong quá trình thử nghiệm. Chiều dài thước mẫu tiêu chuẩn để thử nghiệm là 250 mm. Tuy nhiên, nếu không thể thực hiện được điều này thì có thể chấp nhận chiều dài mẫu thử tối thiểu là 100 mm (chiều dài cữ 50 mm) miễn là điều này được chứng minh là không ảnh hưởng đến kết quả. Nếu mẫu là vật liệu đẳng hướng thì tiêu chuẩn yêu cầu ít nhất năm mẫu thử từ mỗi mẫu. Tuy nhiên, nếu mẫu bị nghi ngờ là dị hướng thì phải thử ít nhất mười mẫu, năm mẫu dọc theo trục dài của chúng và năm mẫu dọc theo trục dị hướng. Hơn nữa, các mẫu thử được sử dụng để xác định mô đun không thể được sử dụng để xác định độ bền kéo hoặc bất kỳ đặc tính kéo nào khác, điều đó có nghĩa là bất kỳ ai thử nghiệm theo tiêu chuẩn ASTM D882 tốt hơn là nên tạo ra một số lượng lớn mẫu thử để đo lường thích hợp tất cả các đặc tính liên quan.

Video: Kiểm tra mẫu theo tiêu chuẩn ASTM D828

Hệ thống thử nghiệm

Do lực đứt của các mẫu này thấp nên thử nghiệm ASTM D882 thường được thực hiện trên máy nén vạn năng loại một cột như hệ thống dòng 1ST hoặc 5ST của Tinius Olsen. Tuy nhiên, các lỗi có thể phát sinh do thực tế là nhiều mẫu màng mỏng có độ giãn dài cao khi đứt. Khi ghép các mẫu này với chiều dài khổ tiêu chuẩn 250 mm, đôi khi có thể yêu cầu kéo dài chiều cao khung cột đơn hoặc có thể phải sử dụng khung cột kép để kiểm tra.

Ngàm kẹp

Do tính chất linh hoạt, mỏng của những mẫu nhựa này nên việc sử dụng ngàm kẹp có thể là một thách thức. Ngàm kẹp HT51 của Tinius Olsen được thiết kế riêng cho những thử nghiệm này.

Hình: Ngàm kẹp HT51 được thiệt kế để kiểm tra vật liệu màng mỏng

Sau khi thử nghiệm các kết quả sau có thể thu được:

• Hệ số đứt gãy
• Độ bền kéo (danh nghĩa)
• Độ bền kéo ở phần trăm đứt
• Độ giãn dài
• Phần trăm độ giãn dài khi đứt
• Mô đun đàn hồi
• Năng lượng kéo để đứt