شرکت AHP تجهیزات آزمون فیلمهای استرچپیچ را تولید میکند. فیلمهای استرچپیچ، فیلمهای پلاستیکی بسیار کشسانی هستند که به دور برخی اقلام پیچیده میشوند و اغلب در صنعت بستهبندی مورد استفاده قرار میگیرند. وظیفه اصلی این فیلم، بهبود پایداری بار برای حملونقل و انبارش و همچنین محافظت در برابر آلودگی است. فیلمهای استرچپیچ معمولاً از PE (LLDPE، VLDPE، PVC و غیره) ساخته میشوند. خواص بحرانی فیلم استرچپیچ شامل بازیابی کشسان و استحکام شکست است؛ بااینحال، چسبندگی، مقاومت در برابر سوراخشدن و خواص نوری نیز اهمیت زیادی دارند.
آزمونهای اصلی فیلم استرچپیچ به شرح زیر هستند:
- ASTM D-5459: بازیابی کشسان، تغییرشکل دائمی و حفظ تنش
- ASTM D-5458: چسبندگی کَندهای فیلم استرچپیچ
- ASTM D-5748: مقاومت سوراخشدن بر اثر برآمدگی فیلم استرچپیچ
- ASTM D-882: خواص کششی
- ASTM D-1003: کدری
- ASTM D-1894: COF- ضریب اصطکاک
- ASTM D-1922: مقاومت در برابر پیشروی پارگی
ASTM D-5459: بازیابی کشسان، تغییرشکل دائمی و حفظ تنش
دستگاه
6.1 دستگاه آزمون کشش، مجهز به نمودارخوان معکوسشونده، مطابق با الزامات ذکرشده برای روش A از روشهای آزمون D882 و دارای فکهای مناسب برای این منظور. به بخش مربوط به فکها در روشهای آزمون D882 مراجعه کنید.
6.2 کاتر نمونه آزمون، capable of producing nick-free 1 +- 0.001 in. (25.4 +- 0.03 mm) نوارهای آزمون، با دقت 1 +- 0.001 in. (25.4 +- 0.03 mm).4
6.3 میکرومتر، capable of measuring ضخامت نمونههای آزمون تا 0.001 in. (0.03 mm)، مطابق توضیحات بخش 8.9.1.1 از Specification D2103.
آمادهسازی نمونه آزمون
8.1 پنج نوار موازی با جهت دستگاه برش دهید که عرض آنها 1.0 in. (25.4 mm) و طولشان بهاندازهای باشد که فاصله اولیه فکها 5 in. (127 mm) فراهم شود.
8.2 ضخامت هر نمونه آزمون را در پنج نقطه با فاصله مساوی، در ناحیهای که بین فکها قرار میگیرد، با دقت نزدیکترین 0.001 in. (0.003 mm) اندازهگیری و مقادیر را ثبت کنید.
آمادهسازی دستگاه
9.1 محدوده بار را بهگونهای انتخاب کنید که منحنیها تقریباً دو سوم عرض نمودار را پوشش دهند.
9.2 کرنشسنج را طبق دستورالعمل سازنده دستگاه کالیبره کنید. سرعت جدایش فکها را روی 5 in./min (127 mm/min) و فاصله اولیه فکها را روی 5 in. (127 mm) تنظیم کنید.
شرایطدهی
10.1 شرایطدهی نمونه—نمونههای آزمون را پیش از آزمون، مطابق Practice E691، حداقل به مدت 24 h در شرایط استاندارد جوی قرار دهید.
10.2 شرایط آزمون—آزمون باید در شرایط تعیینشده برای شرایطدهی نمونه در بند 10.1 انجام شود.
روش اجرا
11.1 نخستین نمونه آزمون را در فکها بهگونهای ببندید که آزادانه بدون شلشدگی قرار گیرد، اما تحت کشش نباشد.
11.2 دستگاه آزمون و نمودارخوان را راهاندازی کنید و نمونه آزمون را با سرعت 5 in./min (127 mm/min) تا ازدیاد طول 15، 50، 100، 150 یا 200 % بکشید و سپس دستگاه آزمون و نمودارخوان را متوقف کنید. (در شکل 1، در ازدیاد طول AE، منحنی AB ایجاد میشود.) 11.3 به مدت 60 s یا 24 h صبر کنید؛ در این مدت نمونه آزمون آزاد میشود. به یادداشت 1 مراجعه کنید. (در شکل 1، ازدیاد طول BG ایجاد میشود.)
یادداشت 1—شلبودن نمونه آزمون و ناهمراستایی فکها، عوامل اصلی غیرخطیشدن بخش ابتدایی منحنیهای بار-ازدیاد طول هستند.
11.3.1 هنگام آزمون مواد با پاسخ نامشخص، مجموعهای از زمانهای بازیابی را بررسی کنید.
11.4 همزمان با معکوسکردن نمودارخوان، سرکراسهد را به فاصله اولیه فکها برگردانید. (در شکل 1، منحنی GCA ایجاد میشود.)
11.5 به مدت 180 s صبر کنید.
11.6 نمونه آزمون را مجدداً تا همان ازدیاد طول اولیه در بند 11.2 بکشید. (در شکل 1، منحنی ADX ایجاد میشود.) 11.7 روش شرحدادهشده در بندهای 11.1 تا 11.6 را برای چهار نمونه آزمون دیگر تکرار کنید.
محاسبات (به شکل 1 مراجعه کنید)
12.1 طولهای AD و AE را برحسب واحدهای نمودار تعیین کنید. تغییرشکل دائمی را برحسب درصد و با استفاده از معادله 1 محاسبه کنید:
12.2 طولهای DE و AE را برحسب واحدهای نمودار تعیین کنید. بازیابی کشسان را برحسب درصد و با استفاده از معادله 2 محاسبه کنید (به یادداشت 2 مراجعه کنید):
یادداشت 2—درصد تغییرشکل دائمی بهعلاوه درصد بازیابی کشسان برابر با 100 % است.
12.3 طولهای BE و GE را برحسب واحدهای نمودار تعیین کنید. حفظ تنش را برحسب درصد و با استفاده از معادله 3 محاسبه کنید:
12.4 نیرو در نقطه G را برحسب گرم-نیرو، lbs-نیرو یا نیوتن بخوانید و ثبت کنید.
12.5 میانگین، انحراف معیار و حدود اطمینان 95 % میانگین را برای هر عامل اندازهگیریشده، از جمله ضخامت، برای هر مجموعه پنجتایی از نمونههای آزمونشده محاسبه کنید.
روش آزمون استاندارد چسبندگی کَندهای فیلم استرچپیچ
6 تجهیزات و آمادهسازی
6.1 دستگاه—یک دستگاه آزمون یونیورسال مجهز به قابلیت جدایش فکها با سرعت ثابت، شامل موارد زیر:
6.1.1 یک فک سبک مجهز به فکهای تخت با روکش لاستیکی به ابعاد 1 by 1.5 in. (25 by 38 mm)،
6.1.2 متعلقات آزمون چسبندگی (به شکلهای 1 تا 5 مراجعه کنید)،
6.1.3 گیره چسبندگی (به شکل 6 مراجعه کنید)،
6.1.4 سلول بار با ظرفیت 500-g بار،
6.1.5 در صورت استفاده از فکهای پنوماتیکی، منبع هوای 60 to 70 psi با فیلتر مناسب،
6.1.6 الگوی نمونه به سبک قاب عکس با ابعاد داخلی 5 by 20 in. (125 by 500 mm)،
6.1.7 کاتر دقیق نمونه، با عرض 1 +- 0.001 in. (25.4 +- 0.03mm) و دقت 1 +- 0.001 in. (25.4 +- 0.03 mm)،4
6.1.8 تیغ ایمنی یکلبه،
6.1.9 قلمموی رنگ با موهای مصنوعی، به عرض 2 in. (50 mm)،
6.1.10 خطکش 12 in. (تقریباً 300 mm)،
6.1.11 کاغذ جداساز، از جنس تحریر، با ابعاد 8.5 by 12 in. (تقریباً 125 by 280 mm)،
6.1.12 نخ غیرکشسان 24 in. (تقریباً 610 mm)، مانند نخ دندان یا نخ ماهیگیری،
6.1.13 میله فولادی با قطر تقریبی 0.25 in. (6 mm) و طول 10 in. (255 mm).
6.1.14 سطح برش، شیشه صفحهای با ابعاد تقریبی 36 by 36 in. (تقریباً 900 by 900 mm) و ضخامت 0.25 in. (6 mm).
6.2 آمادهسازی دستگاه:
6.2.1 سلول بار را روی قاب مجموعه بالایی نصب کنید و اجازه دهید 15-min گرم شود.
6.2.2 فک سبک بالایی را نصب کنید.
6.2.3 فک پایینی را جدا کرده و متعلقات آزمون چسبندگی را با استفاده از پین قفلکننده برای محکمکردن آن نصب کنید.
6.2.4 انتهای نخ را که به گیره متصل نیست، از قرقره متعلقات چسبندگی عبور دهید و آن را در مرکز فک بالایی قرار دهید.
6.2.5 هنگامی که گیره روی پایه شیب قرار دارد (که روی صفحه پایه در موقعیت خود قرار گرفته است)، کراسهد یا مقدار نخ کشیدهشده از میان فکها، یا هر دو را بهصورت ترکیبی تنظیم کنید تا فاصلهای برابر با 5 by 7 in. (125 by 180 mm) بین بالای قرقره و پایین فکها ایجاد شود. فک بالایی را محکم کنید. در صورت نیاز، توقف بازگشت کراسهد را تنظیم کنید.
6.2.6 سرعت کراسهد دستگاه آزمون را روی 5 in. (125 mm) تنظیم کنید. (هر سرعت نمودارخوانی قابل قبول است.)
6.2.7 دستگاه آزمون را مطابق دفترچه راهنمای اپراتور صفر، بالانس و کالیبره کنید.
نمونههای آزمون
8.1 پیش از انتخاب نمونه، باید حداقل سه لایه بیرونی رول مورد آزمون باز و جدا شده باشد.
8.2 در حالی که فیلم از قسمت بالای رول باز میشود، حدود 30 in. (760 mm) فیلم نمونه را با سرعت تقریبی 8 in./s (تقریباً 200 mm/s) از رول بکشید. برخی فیلمها به سرعت بازشدن حساس هستند؛ بنابراین استفاده از سرعتی یکنواخت که باعث تغییرات ظاهری مانند نوارها یا خطوط نشود، اهمیت دارد.
8.3 فیلم نمونه را با دقت روی سطح شیشهای برش قرار دهید و مراقب باشید چروک ایجاد نشود. جهت دستگاه (MD) نمونه را علامتگذاری کنید. به سطح آزمون فیلم دست نزنید.
8.4 ورقهای کاغذ را در سه محل با فاصله مساوی در عرض فیلم، در زیر و روی فیلم تراز کنید. اطراف لبههای بیرونی کاغذها را ببرید تا ساندویچهای کاغذ/فیلم/کاغذ تشکیل شوند. محل عرضی و سمت فیلمی را که باید در قسمت بیرونی یک بار پیچیدهشده قرار گیرد، برچسبگذاری کنید؛ این سطح «بیرونی» و سمت دیگر سطح «داخلی» نامیده میشود.
8.5 با استفاده از کاتر دقیق نمونه، از هر ساندویچ کاغذ/فیلم/کاغذ، یک نمونه آزمون به عرض 1 in. (25.4mm) در جهت عرضی (TD) و طول تقریبی 7 in. (180 mm) در جهت دستگاه (MD) برش دهید. این نمونهها همراه با نمونههای 5 by 20 in. (125 by 500 mm) متناظر استفاده خواهند شد.
8.6 با استفاده از الگوی نمونه و تیغ، سه نمونه 5 by 7 in. (125 by 180 mm) در جهت TD by MD، متناظر با محلهای TD نمونههای 1 by 7 in. (25.4 by 180 mm) برشخورده در بند 8.5، برش دهید.
8.7 آزمونهای بعدی را از سطح «بیرونی» به سطح «داخلی» انجام دهید. آزمون را حداکثر تا 30 min پس از آمادهسازی نمونه انجام دهید. 8.8 در مورد فیلم با چسبندگی یکطرفه یا فیلم با چسبندگی متفاوت، ممکن است لازم باشد آزمون سطح بیرونی به بیرونی یا سطح داخلی به داخلی نیز انجام شود.
روش اجرا
10.1 پیچ تنظیم فیکسچر را شل کنید و سطح شیبدار را از سطح فیکسچر به سمت بالا فشار دهید. اجازه دهید پینها سطح شیبدار را در حالت بالا نگه دارند. برای مشاهده تصویر تجهیزات آزمون و چیدمان نمونه آزمون، به شکل 7 مراجعه کنید.
10.2 یک نمونه 5 by 20 in. (127 by 508 mm) را بهصورت کاملاً گونیا روی سطح شیبدار قرار دهید، بهگونهای که سطح بیرونی آن رو به بالا باشد.
10.3 فیلم را زیر لبه ابتدایی لبه پایینی شیبدار قرار دهید و پینهای موقعیتیابی را در سوراخهایشان بازتنظیم کنید تا فیلم مهار شود. هرگونه چروک آشکار را برطرف کرده و پیچ تنظیم قفل شیب را محکم کنید.
10.4 گوشههای مهارنشده نمونه فیلم را بگیرید و آن را روی سطح شیبدار به عقب بکشید تا سطحی صاف و کشیده از فیلم ایجاد شود. مقدار کمی کشش قابل قبول است. به ناحیه آزمون نمونه که با خطوط روی سطح شیبدار مشخص شده است، دست نزنید.
10.5 مطابق درصد کشش موردنظر، از بالای سطح شیبدار به سمت پایین اندازهگیری کرده و هر دو لبه نمونه فیلم را علامتگذاری کنید. فاصلههای مناسب به شرح زیر هستند:
10.6 انتهای آزاد فیلم را با استفاده از میله فولادی تا فاصله 1 in. (25 mm) از علامتهای روی فیلم، دور میله بپیچید.
10.7 با استفاده از میله فولادی بهعنوان ناحیه فک، نمونه را بکشید تا علامتها با لبه بالایی سطح شیبدار همراستا شوند.
10.8 در حالی که فیلم را بهاندازه کافی محکم نگه داشتهاید تا این ازدیاد طول حفظ شود، میله را به سمت پایین و از میان گیرهها حرکت دهید و فیلم را مهار کنید. ممکن است لازم باشد در این مرحله مقداری از فیلم از روی میله باز شود تا موقعیت علامتها بهدرستی حفظ شده و در عین حال مقدار کافی فیلم برای مهار وجود داشته باشد.
10.9 ساندویچ نمونه کاغذ/فیلم/کاغذ متناظر با عرض 1 in. (25.4 mm) را بردارید و کاغذ را کنار بزنید تا حدود 0.5 in. (12.5 mm) از فیلم نمایان شود.
10.10 در حالی که سطح «بیرونی» رو به بالا است، بخش نمایانشده فیلم را روی نمونه فیلم سطح شیبدار و در قسمت بالای آن قرار دهید. آن را طوری تراز کنید که بخش باقیمانده نمونه، که کاغذ هنوز در جای خود قرار دارد، بین خطوط راهنمای موازیای قرار گیرد که تمام طول سطح شیبدار را پوشش میدهند.
10.11 پس از قرارگیری صحیح نمونه، انتهای نمایانشده را با فشار متوسط به سمت پایین برس بکشید. انتهای مقابل کاغذ را بگیرید و بهآرامی از روی فیلم دور کنید تا سطح تماس صافی ایجاد شود، در حالی که نمونه همچنان بهدرستی تراز است.
10.12 با استفاده از قسمت پهن برس و فشار و سرعت متوسط، طول نمونه 1 in. (25 mm) را با سه حرکت برس بکشید. این کار هوا را خارج کرده و تماس مناسب بین سطوح نمونه را تضمین میکند.
10.13 انتهای پایینی نمونه 1 in. (25.4 mm) را رول کرده و در گیره فیلم قرار دهید.
10.14 نمودارخوان و قلم را روشن کرده و کراسهد را فعال کنید. 10.15 هنگامی که نمونه آزمون فیلم 25.4-mm (1.0-in.) در خط چسبندگی افقی از سطح شیبدار جدا میشود (به شکل 1 مراجعه کنید)، نمودار را علامتگذاری کنید. این مقدار، نیروی چسبندگی است. 10.16 نمودارخوان و قلم را خاموش کنید، کراسهد را به موقعیت اولیه برگردانید و نمونهها را خارج کنید.
10.17 مراحل 10.1 تا 10.16 را برای هر تکرار انجام دهید. حداقل سه تکرار باید انجام شده و نتایج آنها میانگینگیری شود.
روش آزمون استاندارد مقاومت سوراخشدن بر اثر برآمدگی فیلم استرچپیچ
دستگاه
5.1 دستگاه آزمون یونیورسال.
5.2 یکپارچهساز و ثبتکننده نمودار.
5.3 سلول بار مناسب—آزمون را میتوان با استفاده از سلول بار فشاری یا کششی انجام داد.
5.4 پروب—یک پروب گلابیشکل با قطر 0.75 in. (19 mm)، با پوشش TFEfluorocarbon4 (شکل 1)، برای کاربرد عمومی و مقایسه استاندارد فیلمهای پلاستیکی و نتایج بینآزمایشگاهی.
5.5 فیکسچر مهار نمونه آزمون (شکل 2).
5.6 میکرومتر، مطابق با Specification D2103.
5.7 الگو، به ابعاد 6 by 6 in. (150 by 150 mm).
5.8 کاتر نمونه آزمون.
نمونهبرداری
6.1 نمونهبرداری پذیرش—نمونهبرداری باید مطابق Practice D1898 انجام شود.
6.2 نمونهبرداری برای اهداف دیگر—نمونهبرداری و تعداد نمونههای آزمون به هدف آزمون بستگی دارد. استفاده از Practice E122 توصیه میشود. نمونههای آزمون از چند رول فیلم و در صورت امکان از چند نوبت تولید فیلم برداشته میشوند. نمیتوان نتیجهگیریهای قطعی درباره یک ویژگی خاص فیلم را بر اساس یک رول فیلم انجام داد.
تعداد نمونههای آزمون
7.1 برای هر نمونه، حداقل پنج نمونه آزمون را آزمایش کنید.
آمادهسازی دستگاه
8.1 برای دستورالعملهای اختصاصی نصب و کار با دستگاه، به دفترچه راهنمای کاربری مراجعه کنید.
8.2 دستگاه پروب را نصب کنید (شکل 2).
8.3 پروب (شکل 1) را در مرکز فیکسچر مهار نمونه آزمون قرار دهید (شکل 2).
شرایطدهی
9.1 نمونههای آزمون را پیش از آزمون، مطابق روش اجرایی A از Practice D618، حداقل به مدت 40 h در دمای 73.4 +- 3.6°F (23 +- 2°C) و رطوبت نسبی 50 6 5 % شرایطدهی کنید.
9.2 آزمونها را، مگر آنکه در روش آزمون خلاف آن مشخص شده باشد، در اتمسفر استاندارد آزمایشگاه با دمای 23 +- 2°C (73.4 +- 3.6°F) و رطوبت نسبی 50 +- 5 % انجام دهید.
روش اجرا
10.1 پس از نصب دستگاه پروب، تجهیزات آزمون را طبق دستورالعملهای سازنده کالیبره کنید.
10.2 محدوده بار تجهیزات را بهگونهای انتخاب کنید که سوراخشدن نمونه آزمون در محدوده 20 تا 80 % همان محدوده رخ دهد.
10.3 با استفاده از الگو و کاتر نمونه آزمون، حداقل پنج نمونه آزمون از هر نمونه آماده کنید.
10.4 ضخامت را در مرکز هر نمونه آزمون اندازهگیری کنید (میانگین سه قرائت) و میانگین را ثبت کنید. 10.5 سرعت کراسهد دستگاه آزمون یونیورسال را روی 10 in./min (250 mm/min) و سرعت ثبتکننده نمودار را نیز روی 10 in./min (250 mm/min) تنظیم کنید. در صورت استفاده از یکپارچهساز بهجای سیستم دریافت داده، شمارندهها را روی صفر تنظیم کنید.
10.6 نمونه آزمون را در نگهدارنده مهار کنید. پروب را تا حد امکان به نمونه آزمون نزدیک کنید، بدون آنکه با نمونه تماس پیدا کند.
10.7 توقفها و بازگشتهای مناسب را روی دستگاه آزمون یونیورسال تنظیم کنید. در صورت کاربرد، دستگاههای جمعآوری داده را بازنشانی کنید.
10.8 دستگاه آزمون یونیورسال را فعال کنید. هنگامی که پروب سوراخکننده کاملاً از فیلم عبور کرد، کراسهد را متوقف کنید. در صورت ایجاد سوراخ در نقاطی غیر از محل پروب، نتایج آزمون نمونه آزمون باید کنار گذاشته شوند. به شکل 3 مراجعه کنید.
10.9 شناسه نمونه آزمون، نیروی اوج هنگام شکست، حداکثر نیرو، انرژی (کار) تا شکست و فاصله نفوذ پروب هنگام شکست را از خروجی نرمافزار آزمون مکانیکی ثبت کنید.
در صورت استفاده از ابزارهای ثبت نمودار، شناسه نمونه آزمون و در صورت استفاده، قرائت یکپارچهساز را روی نمودار ثبت کنید. کراسهد را به موقعیت شروع برگردانید و نمونه آزمون را خارج کنید. برای مشاهده خروجی گرافیکی آزمون انجامشده به شکل 4 مراجعه کنید.
10.10 توالی آزمون (بندهای 10.1 تا 10.9) را برای نمونههای آزمون باقیمانده تکرار کنید.
محاسبات
11.1 مقادیر نیروی اوج هنگام شکست، حداکثر نیرو، انرژی (کار) تا شکست و فاصله نفوذ پروب را محاسبه کنید. در برخی موارد، نیروی اوج هنگام شکست و حداکثر نیرو مقدار یکسانی خواهند داشت (شکل 4).
11.1.1 مقادیر محاسبهشده توسط نرمافزار قابل قبول هستند.
11.2 برای محاسبه مقادیر موردنیاز در سیستم دریافت داده با نمودارخوان مبتنی بر زمان، از فرمولهای زیر استفاده کنید.
11.2.1 نیروی اوج تا شکست—نیروی اوج لازم برای دستیابی به شکست، lb (N):
که در آن:
N = نیروی اوج تا شکست، lb (N)،
R = قرائت نمودار، بیانشده بهصورت اعشاری، %،
L = بار تماممقیاس (FSL)، lb، N،
D = مقدار واقعی ثبتشده برحسب in. (mm) از محور عمودی نمودار، از شروع آزمون تا پایان، و
W = عرض تماممقیاس نمودار، برحسب in. (mm).
11.2.2 حداکثر نیرو—بیشترین نیروی بهدستآمده در طول آزمون، lb (N):
که در آن:
M = حداکثر نیروی بهدستآمده، lb (N)،
R = قرائت نمودار، بیانشده بهصورت اعشاری، %،
L = بار تماممقیاس (FSL)، lb، N،
D = مقدار واقعی ثبتشده برحسب in. (mm) از محور عمودی نمودار، از شروع آزمون تا نقطه حداکثر نیرو، و W = عرض تماممقیاس نمودار، برحسب in. (mm).
11.2.3 فاصله نفوذ پروب—عمقی که پروب برای نفوذ در نمونه آزمون طی میکند، برحسب in. (mm)، از تماس اولیه پروب با نمونه آزمون تا نفوذ هنگام شکست.
که در آن:
P = مسیر حرکت پروب تا نفوذ هنگام شکست، برحسب in. (mm)،
D = مقدار واقعی ثبتشده برحسب in. (mm) از محور عمودی نمودار، از شروع آزمون تا پایان،
S = سرعت کراسهد، برحسب in./min (mm/min)، و
C = سرعت نمودارخوان، برحسب in./min (mm/min).
11.2.4 انرژی را برای شکست محاسبه کنید؛ in./lb (J):
که در آن:
J = انرژی، برحسب in./lb (J)،
L = بار تماممقیاس (FSL)، lb (N)،
S = سرعت کراسهد، برحسب in./min (mm/min)،
I = قرائت یکپارچهساز (counts)، و
Z = یکپارچهساز (counts/min).
