ISO 8295 | ASTM D1894: kiểm tra hệ số ma sát của màng mỏng

Hệ số ma sát tĩnh và động của màng nhựa, Hệ số ma sát (COF) cung cấp thông tin về kết cấu bề mặt và khả năng in của màng nhựa. Hệ số ma sát tĩnh và động học đặc biệt quan tâm đối với các màng được xử lý tiếp trên máy đóng gói và in. Việc xác định hệ số ma sát của màng nhựa được mô tả theo tiêu chuẩn ISO 8295, ASTM D1894.

Sự khác biệt chính giữa ISO 8295 và ASTM D1894, bên cạnh việc sử dụng các kích thước mẫu khác nhau, là ASTM D1894 chỉ cho phép đo màng trên màng, trong khi ISO 8295 cũng cho phép đo màng trên các vật liệu khác như kim loại hoặc thủy tinh.

Mục tiêu & ứng dụng của tiêu chuẩn ISO 8295 và ASTM D1894

ASTM D1894 là một phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn hóa được sử dụng để xác định hệ số ma sát tĩnh (μ_s) và động học (μ_k) của màng và tấm nhựa. Màng nhựa là vật liệu được sử dụng rộng rãi trong ngành đóng gói và bao gồm nhiều loại bao bì thực phẩm (túi sản phẩm, lớp lót thùng carton, màng bọc thịt) và bao bì phi thực phẩm (lớp lót phong bì, bao đựng đất bầu). Màng nhựa cũng là thành phần chính của các sản phẩm phức tạp hơn, chẳng hạn như pin xe điện. Để đảm bảo chúng hoạt động như mong đợi đối với người dùng cuối, đặc tính ma sát của các màng này phải được mô tả và kiểm soát.

Việc xác định hệ số ma sát theo tiêu chuẩn ISO 8295 hoặc ASTM D1894 đặc biệt quan trọng đối với các loại vật liệu màng phim được xử lý thêm trên các máy đóng gói và in ấn. Hệ số ma sát của các màng nhựa, đặc biệt là ma sát tĩnh và động, cung cấp thông tin về khả năng xử lý của kết cấu bề mặt, điều này rất quan trọng cho mục đích in ấn.

Việc xác định hệ số ma sát của màng linh hoạt có thể dễ dàng thực hiện như một bài kiểm tra tiêu chuẩn trên máy thử tĩnh bằng cách sử dụng một thiết bị kiểm tra bổ sung. Đo lường phổ biến nhất là màng với màng. Để làm điều này, màng được gắn vào thanh đo được di chuyển đối với màng gắn vào bàn đo bằng một chuyển động trượt. Trong tiêu chuẩn ISO 8295, ngoài cặp màng với màng điển hình, các kết hợp khác như màng với kim loại, màng với kính, hoặc hai loại vật liệu màng khác nhau có thể được đánh giá bằng cùng phương pháp thử. Tuy nhiên, theo quy định, các màng được sử dụng cho bài kiểm tra này là giống hệt nhau để quá trình trượt của một chồng màng hoặc một cuộn màng có thể được đánh giá. Ngược lại, ASTM D1894 chỉ hỗ trợ đo lường màng với màng.

Giá trị đặc trưng/kết quả thử nghiệm theo tiêu chuẩn ASTM D1894 và ISO 8295

Hệ số ma sát (μ) là kết quả chính của các thử nghiệm theo tiêu chuẩn ISO 8295 và ASTM D1894. Nó chỉ ra mức độ hai vật liệu di chuyển trên nhau như thế nào hoặc dễ dàng bám vào nhau ra sao. Hệ số ma sát được mô tả dưới dạng hệ số ma sát trượt (ma sát động) và ma sát bắt đầu (ma sát tĩnh). Hệ số ma sát càng cao thì bề mặt vật liệu càng thô ráp.

Hệ số ma sát μ = Fs/FD

Mẫu & kích thước theo tiêu chuẩn ASTM D1894 và ISO 8295

Đối với mỗi thử nghiệm màng với màng theo ISO 8295, bạn cần hai mẫu thử có kích thước khoảng 80 mm x 200 mm. Phải thử nghiệm ít nhất ba cặp mẫu này.

Theo tiêu chuẩn ASTM D1894, mẫu thử được gắn vào mặt phẳng được xác định với kích thước 250 mm x 130 mm (10 inch x 5 inch). Mẫu phim được gắn trên xe trượt phải được cắt thành hình vuông có cạnh khoảng 120 mm (4,5 in.) và không được vượt quá độ dày mẫu thử là 0,254 mm (theo thuật ngữ tiêu chuẩn cho phim được xác định trong ASTM D883)

Chạy thử nghiệm và thiết bị kiểm tra

Máy đo hệ số ma sát và bộ cố định thử nghiệm:

Việc thử nghiệm để xác định hệ số ma sát, theo cả tiêu chuẩn ASTM D1894 và ISO 8295, có thể được thực hiện trên máy thử nghiệm trên máy kéo nén vạn năng dạng 1 cột 5kN của Tinius Olsen và một bộ phụ kiện thử ma sát của Tinius Olsen.

Bộ cố định thử nghiệm bao gồm một bàn thử nghiệm ngang và một xe trượt có khối lượng đã biết. Bộ cố định thử nghiệm có thể được sử dụng để xác định hành vi ma sát giữa màng và màng (theo ASTM và ISO), cũng như giữa màng và vật liệu tấm làm bằng thép không gỉ hoặc kính (theo ISO 8295).

Chạy thử nghiệm:

Một màng được kẹp vào xe trượt. Một màng thứ hai có thể được kẹp vào bàn thử nghiệm bằng thép không gỉ hoặc vào tấm kính đi kèm, được đặt trên bàn thép không gỉ. Cặp màng này được lắp giữa bàn và xe trượt sao cho có sự hỗ trợ toàn diện với áp lực phân bố đều trên toàn bộ diện tích bề mặt đã biết. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng một lớp nỉ.

Đối với thử nghiệm, không quan trọng liệu xe trượt được di chuyển qua bàn, hay sự di chuyển bắt nguồn từ bàn.

Để xác định ma sát tĩnh, xe trượt được kết nối với cảm biến lực qua một lò xo kéo tiêu chuẩn với tỷ lệ lò xo cố định và một sợi chỉ. Bằng cách này, lực kéo trên xe trượt có thể được đo chính xác trong quá trình di chuyển. Hiệu ứng dính-trượt không nên xảy ra trong việc đo ma sát động, vì vậy lò xo kéo không được sử dụng.

Tính toán hệ số ma sát:

Hệ số ma sát được trình bày như là tỷ số giữa lực kéo đo trên xe trượt và lực tiếp xúc của xe trượt, lực này xuất phát từ trọng lượng của chính nó: Hệ số ma sát μ = Fs/FD.

Hệ số ma sát tĩnh (ma sát tĩnh) được tính từ giá trị đỉnh ban đầu của lực kéo trên xe trượt, trong khi hệ số ma sát động (ma sát trượt) được tính từ giá trị trung bình của lực kéo trên xe trượt trong suốt khoảng cách trượt được chỉ định.