Buih poliuretana fleksibel digunakan dalam tempat duduk automotif, tilam, perabot, dan kusyen industri. Bahan-bahan ini direka untuk berubah bentuk, tetapi ia juga mesti menahan daya tegangan semasa pembuatan, pemasangan, dan servis.
Mengukur sifat tegangan mereka tidak selalu mudah. Spesimen yang dipotong dengan buruk, tekanan cengkaman yang berlebihan, atau pengukuran pemanjangan yang salah boleh menjejaskan hasil sebelum tingkah laku tegangan sebenar bahan ditetapkan.
ISO 1798:2008 menetapkan kaedah untuk menentukan kekuatan tegangan dan pemanjangan semasa pecah bahan polimer selular fleksibel. Kaedah ini menggunakan spesimen yang telah disediakan dan dilanjutkan pada kadar terkawal sehingga pecah.
Panduan ini merangkumi keperluan ujian utama, penyediaan spesimen, prosedur ujian, kesilapan biasa, dan cara memilih mesin ujian tegangan buih yang sesuai.
Keperluan Ujian ISO 1798 Secara Sekilas Pandang
ISO 1798:2008 bertujuan untuk bahan polimer selular yang fleksibel, termasuk buih poliuretana fleksibel yang sesuai.
Ujian ini menentukan dua sifat bahan: kekuatan tegangan dan pemanjangan semasa pecah.
Edisi standard yang berkenaan dan sebarang keperluan ujian khusus pelanggan harus disahkan sebelum ujian.
Sumber: ISO 1798:2008, klausa 4–7. Lihat Piawaian dan Rujukan Teknikal di bawah.
kelas
Apa yang diukur oleh ISO 1798?
kekuatan tegangan
Kekuatan tegangan menerangkan daya tegangan maksimum yang disokong oleh spesimen buih berbanding dengan luas keratan rentas asalnya.
Keputusan dikira menggunakan daya maksimum yang direkodkan dan luas keratan rentas awal spesimen.
Kekuatan tegangan (kPa) = Daya maksimum (N) × 1,000 / Luas keratan rentas asal (mm²)
Sebagai contoh, jika spesimen mempunyai luas keratan rentas awal 130 mm² dan mencapai daya maksimum 20 N:
Kekuatan tegangan = 20 × 1,000 / 130 = 153.8 kPa
Ini adalah pengiraan ilustratif, bukan keputusan ujian sebenar.
Kekuatan tegangan berguna untuk membandingkan formulasi buih, memantau konsistensi pengeluaran, dan menyiasat kegagalan bahan.
pemanjangan semasa pecah
Pemanjangan semasa pecah mengukur peningkatan panjang gauge yang ditakrifkan sejurus sebelum spesimen pecah.
Pemanjangan pada pecahan (%) = [(Panjang gauge pada break − Panjang gauge asal) / Panjang gauge asal] × 100
Jika spesimen mempunyai panjang gauge awal 40 mm dan mencapai 120 mm sejurus sebelum pecah, pemanjangan yang dikira semasa putus adalah 200%.
Buih mungkin mempunyai kekuatan tegangan yang agak rendah tetapi masih boleh memanjang dengan ketara sebelum pecah.
Oleh itu, kekuatan tegangan dan pemanjangan semasa putus harus dinilai bersama.
Bahan buih apa yang boleh diuji?
Aplikasi tipikal termasuk buih poliuretana fleksibel yang digunakan dalam:
-
Tempat duduk automotif dan kusyen dalaman
-
Tilam dan perabot berlapik
-
Pembungkusan fleksibel dan kusyen pelindung
-
Komponen buih industri
-
Produk polimerik selular fleksibel lain
ISO 1798 tidak sepatutnya digunakan secara automatik untuk plastik sel keras atau getah pepejal. Bahan-bahan ini mungkin memerlukan kaedah ujian lain, seperti ISO 1926 untuk plastik selular keras atau ISO 37 untuk getah vulkanisasi dan termoplastik.
Spesimen ISO 1798: Bentuk, Penyediaan dan Pengkondisian
Penyediaan spesimen merupakan sumber utama variasi dalam ujian tegangan buih fleksibel.
Berbeza dengan spesimen plastik pepejal, buih fleksibel boleh dimampatkan atau rosak semasa pemotongan, pengendalian, dan genggaman. Kecacatan kecil di sepanjang tepi spesimen boleh menjadi lokasi patah pramatang.
Spesimen Jenis 1 dan Jenis 1A
ISO 1798:2008 menetapkan dua konfigurasi spesimen berbentuk dumbbell.
Dimensi merujuk kepada geometri pemotongan yang ditetapkan dan keperluan penyediaan spesimen. Makmal harus merujuk lukisan piawai rasmi untuk profil pemotong lengkap, jejari, dan toleransi.
Kualiti Pemotongan dan Arah Pensampelan
Tepi spesimen harus licin dan bebas daripada kerosakan yang kelihatan.
Alat pemotong tumpul boleh memampatkan buih atau menghasilkan koyakan kecil di sepanjang bahagian yang sempit. Kecacatan ini boleh menyebabkan kepekatan tekanan setempat dan menyebabkan spesimen pecah lebih awal.
Orientasi sel juga boleh mempengaruhi tingkah laku tegangan.
Di mana terdapat orientasi selular dominan, ISO 1798 menentukan arah pensampelan berbanding orientasi tersebut. Jika orientasi yang diperlukan tidak dapat dicapai, arah sebenar mesti dilaporkan.
Untuk ujian perbandingan, spesimen harus disediakan secara konsisten dari satu kelompok bahan ke kelompok bahan lain.
Pengkondisian Sebelum Ujian
Di bawah prosedur piawai, bahan biasanya tidak diuji sehingga sekurang-kurangnya 72 jam selepas pembuatan, tertakluk kepada pengecualian yang dinyatakan dalam ISO 1798.
Sebelum ujian, spesimen atau bahan yang dipotong biasanya dikondisikan sekurang-kurangnya 16 jam dalam salah satu atmosfera berikut:
-
23 ± 2°C dan 50 ± 5% kelembapan relatif
-
27 ± 2°C dan 65 ± kelembapan relatif 5%
ISO 1798 juga menyediakan peruntukan khusus untuk aplikasi ujian dan kawalan kualiti terdahulu. Pengecualian ini tidak harus dianggap sebagai prosedur lalai.
Ujian itu sendiri harus dijalankan di bawah keadaan suhu dan kelembapan yang sama seperti yang digunakan untuk pengkondisian.
Sumber: ISO 1798:2008, klausa 5.1–5.4 dan 6.4.
kelas
Cara Melakukan Ujian Tegangan Buih ISO 1798
Ujian yang boleh dipercayai bermula dengan spesimen dan kaedah pengukuran yang diperlukan, bukan sekadar menekan butang mula.
Langkah 1 — Sediakan dan Periksa Spesimen
Sediakan spesimen Jenis 1 atau Jenis 1A menggunakan alat pemotong yang sesuai.
Periksa kecacatan yang kelihatan, tepi tidak teratur, dan kerosakan yang berlaku semasa penyingkiran spesimen.
Sediakan cukup spesimen untuk mendapatkan bilangan keputusan sah yang diperlukan. Di bawah prosedur ISO 1798 biasa, ujian diteruskan sehingga lima perhentian yang memuaskan dalam panjang landasan telah diperoleh, kecuali dipersetujui sebaliknya.
Langkah 2 — Ukur ketebalan dan tandakan panjang tolok
Selepas pengkondisian, tentukan ketebalan spesimen mengikut piawaian dan kaedah pengukuran dimensi yang dirujuk.
ISO 1798 memerlukan pengukuran ketebalan di lima lokasi yang diedarkan secara sama rata dalam kawasan bahan yang berkaitan, dengan had variasi yang ditetapkan.
Tandakan panjang tolok asal menggunakan dua garis rujukan.
Jarak antara garis-garis ini mesti ditentukan dengan tepat kerana ia digunakan untuk mengira pemanjangan semasa pemutusan.
Langkah 3 — Pasang Spesimen dalam Genggam
Letakkan spesimen secara simetri supaya daya tegangan diagihkan seseragam mungkin di seluruh keratan rentasnya.
Pemegang mesti mengelakkan gelincir tanpa merosakkan buih.
Elakkan memutar spesimen atau mencipta ketegangan tidak sekata antara kedua-dua sisi.
Piawaian membenarkan pra-beban terhad, tetapi ini harus digunakan mengikut prosedur yang ditetapkan dan diambil kira semasa menetapkan rujukan pengukuran pemanjangan.
Langkah 4 — Tetapkan Kelajuan Ujian
Tetapkan mesin pada kadar pemisahan rahang yang diperlukan:
500 ± 50 mm/min
Mengesahkan bahawa konfigurasi peralatan yang dipilih boleh mengekalkan kelajuan yang diperlukan di bawah keadaan ujian yang dimaksudkan.
Langkah 5 — Lanjutkan spesimen sehingga pecah
Mulakan ujian dan rekodkan daya tegangan maksimum.
Tentukan panjang tolok sejurus sebelum pecah menggunakan kaedah pengukuran yang memenuhi keperluan yang berkenaan.
Perhatikan spesimen semasa ujian, terutamanya untuk gelinciran yang kelihatan, ubah bentuk tidak normal, atau kegagalan berhampiran genggaman.
Langkah 6 — Semak Kesahihan Keputusan
Spesimen yang pecah di luar panjang tolok yang ditetapkan mesti ditolak di bawah prosedur ISO 1798.
Teruskan ujian sehingga jumlah keputusan yang memuaskan diperoleh.
Jangan secara automatik menerima setiap lengkung daya hanya kerana mesin merekodkan daya maksimum.
Langkah 7 — Kira dan Laporkan Keputusan
Kira kekuatan tegangan dan pemanjangan semasa pecah untuk setiap spesimen yang sah.
Untuk laporan ujian standard, ISO 1798 menetapkan keperluan pelaporan yang merangkumi kekuatan tegangan median dan keputusan pemanjangan median semasa pecah, bersama dengan maklumat berkaitan bahan, spesimen, dan keadaan ujian.
Jika pelanggan juga memerlukan purata, sisihan piawai, atau lengkung peluasan daya individu, ini boleh dimasukkan sebagai maklumat tambahan.
Sumber: ISO 1798:2008, klausa 6–8.
kelas
Ralat Biasa Ujian Ketegangan Buih dan Cara Mengenal Pasti
Ujian tegangan buih fleksibel boleh menghasilkan keputusan yang tidak konsisten walaupun mesin ujian beroperasi secara normal.
Masalah berikut perlu disiasat sebelum mengaitkan hasil yang tidak dijangka kepada bahan itu sendiri.
gelinciran spesimen
Jika pemegang tidak memegang buih dengan kukuh, spesimen mungkin bergerak semasa memuatkan.
Ini boleh mengganggu hubungan yang diukur antara daya dan ekstensi, terutamanya apabila pergerakan mesin digunakan sebagai sebahagian daripada pengukuran pemanjangan.
Apa yang perlu diperiksa: Permukaan genggaman, tekanan pengapit, kedudukan spesimen, dan sebarang pergerakan yang kelihatan di sempadan genggaman.
Meningkatkan daya pengapit tidak selalu merupakan penyelesaian yang betul kerana tekanan berlebihan boleh merosakkan bahan.
Patah Pramatang Berhampiran Genggaman
Kegagalan berhampiran kawasan genggaman mungkin menunjukkan tumpuan tekanan setempat, beban tidak sekata, atau kerosakan dari permukaan genggaman.
Apa yang perlu diperiksa: Penjajaran genggaman, kawasan sentuhan, tepi rahang, keadaan spesimen, dan susunan pengapit.
Di bawah ISO 1798, spesimen yang pecah di luar panjang gauge yang ditandakan tidak diterima sebagai hasil yang memuaskan.
Pengukuran Pemanjangan Tidak Betul
Pergerakan kepala silang mesin tidak semestinya sama dengan perubahan panjang tolok yang ditandakan pada spesimen.
Pergerakan genggaman, gelinciran spesimen, dan pematuhan mesin mungkin mempengaruhi hubungan antara ukuran ini.
ISO 1798 menghendaki panjang tolok yang berkaitan diukur dalam had ketepatan yang ditetapkan. Ekstensometer mekanikal atau optik boleh digunakan jika sesuai, dengan syarat ia memenuhi keperluan yang berkenaan.
Kaedah pengukuran harus dipilih mengikut piawaian, jangkaan pemanjangan buih, dan ciri fizikal spesimen.
Variasi berlebihan antara spesimen
Perbezaan besar antara hasil mungkin timbul daripada ketebalan spesimen, kualiti pemotongan, orientasi sel, penyediaan, atau susunan kelengkapan.
Satu urutan penyelesaian masalah yang praktikal adalah:
-
Periksa tepi spesimen dan lokasi retakan.
-
Periksa dimensi spesimen dan arah pensampelan.
-
Mengesahkan penjajaran genggaman dan cari gelincir.
-
Sahkan pengkondisian dan uji kelajuan.
-
Semak ukuran daya dan pemanjangan.
Hanya selepas faktor-faktor ini dinilai, variasi tersebut boleh ditafsirkan terutamanya sebagai sifat material.
Cara Memilih Mesin Ujian Ketegangan Buih
Penguji tegangan buih yang sesuai mesti menyediakan kelajuan ujian yang diperlukan dan pengukuran daya yang boleh dipercayai, sambil memenuhi keperluan cengkaman dan sambungan spesimen.
Pilih sel beban sekitar daya yang dijangka
Spesimen buih fleksibel sering menghasilkan daya tegangan yang agak rendah.
Memilih mesin hanya berdasarkan kapasiti beban maksimumnya boleh meninggalkan daya ujian sebenar di luar julat pengukuran yang paling sesuai.
Sel beban yang dipilih harus memberikan ketepatan yang sesuai ke atas daya yang dijangka semasa ujian.
Untuk ISO 1798:2008, sistem pengukuran daya mesti memenuhi kelas ketepatan ISO 7500-1 yang ditetapkan dalam julat beban yang digunakan.
Mengesahkan kelajuan yang diperlukan
ISO 1798 menggunakan kadar pemisahan rahang nominal sebanyak 500 mm/min.
Kelajuan maksimum mesin yang dinilai perlu diperiksa bersama dengan konfigurasi sebenar dan keadaan operasi yang diperlukan.
Pilih Pemegang untuk Spesimen Lembut dan Mampat
Pemegang mesti mengunci spesimen tanpa menyebabkan kerosakan atau tekanan berlebihan.
Genggaman mekanikal atau pneumatik boleh dipertimbangkan bergantung pada geometri spesimen dan ciri-ciri bahan.
Reka bentuk cengkaman yang sesuai harus disahkan menggunakan spesimen buih sebenar apabila boleh.
Semak Pengukuran Perjalanan dan Pemanjangan yang Tersedia
Buih fleksibel boleh memanjang dengan ketara sebelum pecah.
Mesin mesti menyediakan perjalanan yang mencukupi selepas pemegang dipasang.
Sistem pengukuran pemanjangan juga mesti menampung perubahan bentuk yang dijangka sambil memenuhi keperluan ketepatan yang berkenaan.
Pertimbangan ini harus dinilai bersama, bukannya menganggap panjang strok dan julat pengukuran sebagai spesifikasi yang tidak berkaitan.
ITM-LAB RS-8010A untuk Ujian Tegangan Buih Fleksibel
ITM-LAB RS-8010A ialah mesin ujian universal dikawal servo untuk aplikasi ujian mekanikal daya rendah.
Konfigurasi beban yang tersedia dan julat kelajuan ujian menjadikannya calon untuk ujian tegangan buih fleksibel, tertakluk kepada pengesahan sel beban yang dipilih, genggaman, kaedah pengukuran pemanjangan, dan pemasangan ujian lengkap.
Spesifikasi Peralatan Berkaitan
Kelajuan ujian nominal ISO 1798 berada dalam julat kelajuan RS-8010A yang dinyatakan.
Walau bagaimanapun, spesifikasi mesin sahaja tidak menetapkan pematuhan penuh dengan ISO 1798. Sistem pengukuran daya, susunan kelengkapan, prestasi kelajuan ujian, dan kaedah pengukuran pemanjangan mesti disahkan untuk konfigurasi yang dicadangkan.
Contoh: Mengkonfigurasi Sistem untuk Buih PU Fleksibel
Pertimbangkan makmal yang perlu menguji buih poliuretana fleksibel menggunakan ISO 1798:2008.
Sebelum mengesyorkan konfigurasi mesin, soalan-soalan berikut perlu dijawab:
Spesimen apa yang akan diuji?
Mengesahkan Jenis 1 atau Jenis 1A, ketebalan, arah pensampelan, dan tingkah laku bahan yang dijangka.
Apakah daya tegangan yang dijangka?
Gunakan data bahan yang tersedia atau maklumat ujian awal untuk memilih sel beban yang sesuai.
Bagaimana spesimen akan digenggam?
Semak ketebalan spesimen, kebolehmampatan, dan keperluan sentuhan cengkaman untuk mengurangkan gelinciran dan kerosakan.
Berapa lama tempoh lanjutan yang dijangka?
Periksa perjalanan mesin yang boleh digunakan dan tentukan bagaimana panjang tolok akan diukur sebelum pecah.
Apakah dokumentasi yang diperlukan?
Mengesahkan edisi standard, keperluan kalibrasi, format laporan ujian, dan sebarang kriteria penerimaan khusus pelanggan.
Ini adalah contoh proses pemilihan peralatan, bukan laporan ujian pelanggan yang telah selesai.
Objektifnya adalah untuk menentukan keperluan ujian terlebih dahulu dan kemudian mengkonfigurasi mesin mengikut keperluan.
Soalan Lazim
Untuk apa ISO 1798 digunakan?
ISO 1798 menetapkan kaedah ujian tegangan untuk menentukan kekuatan tegangan dan pemanjangan semasa pecah bahan polimer selular fleksibel, termasuk buih poliuretana fleksibel yang sesuai.
Apakah kelajuan ujian tegangan untuk ISO 1798?
ISO 1798:2008 menetapkan kadar pemisahan rahang 500 ± 50 mm/min.
Berapa banyak spesimen yang diperlukan untuk ISO 1798?
Kecuali dipersetujui sebaliknya, spesimen yang mencukupi mesti diuji untuk mendapatkan lima keputusan memuaskan di mana keretakan berlaku dalam panjang tolok yang ditandakan.
Bolehkah mesin ujian universal melakukan ujian ISO 1798?
Ya, dengan syarat konfigurasi mesin lengkap memenuhi keperluan yang berkenaan untuk pengukuran daya, kelajuan ujian, cengkaman, peluasan spesimen, dan pengukuran pemanjangan.
Adakah ISO 1798 sama dengan ASTM D3574 Test E?
tidak. Kedua-duanya menangani sifat tegangan buih fleksibel, tetapi keperluan teknikal mereka berbeza. Keputusan yang diperoleh menggunakan kedua-dua kaedah ini tidak harus dianggap boleh ditukar ganti secara langsung.
Konfigurasikan Sistem Ujian Tegangan Buih Anda dengan ITM-LAB
Ujian tegangan buih yang boleh dipercayai bergantung pada interaksi antara spesimen, genggaman, sel beban, pergerakan mesin, dan kaedah pengukuran pemanjangan.
Untuk aplikasi ISO 1798, pemilihan peralatan yang sesuai bermula dengan keperluan ujian dan bukannya kapasiti maksimum mesin.
ITM-LAB boleh menyemak bahan buih fleksibel anda, dimensi spesimen, daya tegangan yang dijangka, dan prosedur ujian yang diperlukan untuk membantu mengenal pasti konfigurasi RS-8010A yang sesuai.
Merancang projek ujian tegangan buih fleksibel?
Hantarkan foto atau lukisan spesimen anda, piawaian yang berkenaan, julat daya yang dijangka, dan keperluan pengukuran pemanjangan.
Pasukan kami boleh menyemak konfigurasi mesin dan kelengkapan yang dicadangkan sebelum sebut harga.
