Plastiklerde çekme testi 

ISO 527-1, ISO 527-2, ASTM D 638

ISO 527 çekme testinin amacı

Çekme testinde bir kalıplama bileşiğinin temel mekanik özellikleri belirlenir. Bu özellikler genellikle karşılaştırma amacıyla kullanılır.

Karakteristik özellikler:

  • Çekme gerilmesi: Numunenin ilk kesitine ilişkin kuvvetler
  • Uzama: Çeneler arası mesafenin başlangıcına bağlı çeneler arası mesafenin değiştirilmesi
  • Çekme modül: Germe uzama eğrisinde eğrinin eğimi
  • Esne noktası: Eğimin sıfır olduğu eğri noktasındaki germe ve uzama
  • Kopma noktası: Numune kopma anındaki gerilme ve uzama
  • Poisson sayısı: enine uzamadan uzun uzamaya negatif oran

ISO 527-1/-2 ve ASTM D 638 , Çekme testi için test yöntemlerini belirtir. Her iki standart da teknik olarak eşdeğerdir, ancak örnek şekilleri, test hızları ve sonuçların belirlenme yöntemi bazı yönlerden farklı olduğu için tamamen karşılaştırılabilir sonuçlar vermez.

Standartlaştırılmış çekme testinde, test sonuçları, test örneği üzerinde tanımlanmış bir geri çekme hızıyla ilişkili olarak gösterilir. Bununla birlikte, bir bileşenin veya bir yapının pratik kullanımında ortaya çıkan deformasyon hızının çok geniş bir aralığında bulunabilir. Polimerlerin viskoelastik özelliklerinden dolayı, değişen mekanik uzama oranları, normalde, standartlaştırılmış bir test örneğinde ölçülenlerden farklı mekanik özelliklere neden olur. Bu nedenle, çekme testinde belirlenen karakteristik değerler, sadece bileşen tasarımı için sınırlı uygunlukta ancak maddi bir karşılaştırma için çok güvenilir bir temeli temsil etmektedir.

Yaşlanma testleri: Çekme testi, bir polimerin eskime, ısı depolama, ortam depolamadan sonra veya hava şartlarından sonra mekanik özelliklerinde meydana gelen değişikliği temsil etmek için iyi bir temel oluşturur. Bu amaçla, çekme testinin özellikleri, taze enjeksiyonlu halde olduğu gibi, belirlenen eskime veya hava şartlandırma sürelerinde de belirlenir.

ISO 527 Çekme testinde ortam ve test ekipmanı için gerekenler

ISO'ya göre şekil ve boyutlarda kullanılacak numunelerin tanımı

Kalıp kütle testi için numune kalıpları

Yüksek karşılaştırmalı hassasiyet kalıplama bileşiklerinin test edilmesinde göze çarpan bir hedeftir. Bu, örnek türlerinin sınırlandırılmasını gerektirir. Numunelerin enjeksiyon yoluyla hazırlanması alışageldir. Bu amaçla, ISO 527-2'de tanımlanan 1A tipi test örneği kullanılır; ayrıca, ISO 3167'de belirtilen A tipi kalınlık olarak 4 mm'lik bir kalınlık ile sınırlandırılmıştır. Bu numune ayrıca ISO 20753'te A1 numunesi olarak da uygulanmaktadır.

Enjeksiyon kalıplı numunenin, numunenin uzunluğu boyunca mekanik özelliklerin sürekli olmayan bir seyrine ve dolayısıyla çipin dışında kalan tarafında numune kopmasına neden olan, enjeksiyon noktası yöneliminden artan bir mesafe ile azalma vardır. Test numunenin çeneler arası mesafe uzunluğu tercihen 75 mm, alternatif olarak 50 mm'dir. Alternatif olarak, Tip B ISO 3167 ve A2 Tipi ISO 20753 olarak belirtilen Tip 1B numunesi kullanılır. Bu numune genellikle preslenmiş veya enjeksiyonlu kalıplanmış plakalar halinde öğütülür. Polimerin yönelimleri bu nedenle genellikle enjeksiyonla kalıplanan numunedeki oryantasyonlardan belirgin olarak farklılık gösterir. Farklı numune formlarıyla elde edilen sonuçların karşılaştırılabilirliği sağlanmamaktadır. Çeneler arası mesafe daha büyük yarıçap ve dolayısıyla daha kısa paralel alan nedeniyle 1B tipi numune için 50 mm'ye ayarlanır.

Test numunesinin yaşlanma testleri, depolama, hava şartlandırma testi

Numuneler yüzeyinden geçen yaşlanma süreçleri için küçük bir kesit avantajlıdır. Genellikle, bu davranışı değerlendirmek için sadece maksimum çekme gerilmesi kullanılır. Buna göre, ekstansometre kullanımı gerekli değildir ve ince, belli numuneler kullanılabilir. ISO 527, bu amaca yönelik olarak, ISO 8256 darbe standardından alınan CP ve CW türlerini sunmaktadır.

Tanımlı şartlandırma ve ortam koşulları

Sıcaklık ve nem açısından tanımlanmış şartlandırma ve ortam koşullarına uyumluluk, test sonuçlarının karşılaştırılabilirliği açısından büyük önem taşır. Şartlandırma süresinin koşulları genellikle test edilecek olan plastik malzemenin standartlarında bulunur. Buna ek olarak, test numuneleri, kalıplama bileşik testi sırasında standart ortamda en az 16 saat saklanmalıdır.  Testler standart iklimlerde yapılırsa, bu ISO 291 veya ASTM D 1349'da tanımlanan belirli bir standart iklim anlamına gelir.  Ilıman klima: 23 ± 2 °C, 50 ± 10 %r.F. Subtropikal klima: 27 ± 2 °C, 65 ± 10 %r.F. Tolerans verileri sınıf 2'ye karşılık gelir. Sınıf 1, bu toleranslar yarıya iner. Oda sıcaklığına genellikle 18 °C ile 28 °C arasında olabilen biraz daha geniş bir sıcaklık aralığı denir. Buna ek olarak, yüksek veya düşük sıcaklıklarda sapma gereklilikleri öngörülen testler de mümkündür.

Numune boyutlarının kesin olarak belirlenmesi

Numune boyutlarının belirlenmesi, belirlenecek germe değerlerine göre nispeten yüksek bir hata katkısı sağlayabilir. Çekme yükleri durumunda, ölçüm hatası voltaj sonucunda doğrusaldır. Tüm eğilme gerilmeleri için numune kalınlığının ölçüm hatası dahil kare etkisi taşır.  Yanı sıra, okuma kullanılır kontak elemanının boyutunu ve şeklini oynamak için kullanılan ölçüm ekipmanının doğruluğunun ve yüzey basıncı önemli bir rol ölçülürken uygulanır. Kesitin kesiti genellikle ideal bir dikdörtgen şekilden sapar. Bunlar, mekanik işlemeden veya düşme izlerinden ve enjeksiyonla kalıplanmış test numunelerinde hafif eğik açılardan gelen açısal hatalar olabilir. Boyutsal ölçümün gerekliliklerini ve metodolojisini belirlemek için birçok test standardı sırasıyla  ISO 16012 ve ASTM D 5947'ye bakın. Bireysel test standartlarından bazıları ek spesifikasyonlar içerir. Katı plastikler için 10 mm'den daha büyük boyutlar, yani toplam uzunluğun ölçülmesi gibi, genellikle daha kalın bir çap pergeli kullanılır. Ölçme işlemi sırasında kontrol edilemeyen yüzey basıncı nedeniyle, kalibre yüksek çözünürlükte bile ölçme doğruluğu oldukça düşüktür. Numunelerin kalınlığı ve genişliği genellikle bir mandallı mikrometre vidasıyla belirlenir. Temas yüzeyinin çapı 6.35 mm olan dairesel düzdür. Kilitleme, ölçme gücünü 5 N ile 15 N arasında sınırlar. Otomatik sistemler için kalınlık ve genişlik bir kesit ölçüm cihazı ile belirlenir. Bu cihazlar numuneyi ölçme sırasında yerinde tutar ve dört dijital ölçüm transdüseri, tanımlanmış bir ölçüm gücü ve uygun basınç ayağı ile boyutları belirler. Yumuşak plastiklerle ve folyolarla ölçme kuvveti için daha kesin bir uyuma ihtiyaç vardır. Bu amaçla, ölü ağırlığa sahip dijital kalınlık ölçerler kullanılır.

Test cihazları için şartlar

Bir test cihazının iki temel parametresi, kuvvet ve uzunluk değişiklikleri. Ulusal bir standarda göre izlenebilir bir ölçüm cihazına karşı periyodik bir kalibrasyonun parçası olarak, bu ölçülen miktarların belirtilen aralıklar üzerinde test standartlarında belirtilen bir hassaslığa ulaştığına dair kanıt sağlanmaktadır. 

Kuvvet ölçümü (ISO 7500-1, ASTM E4)

Çoğu test standardı, ilgili değeri temel alınarak %1'lik bir ölçüm doğruluğu gerektirir. Bu gereksinim, ISO ortamında "sınıf 1" olarak anılır. Günümüzde hemen hemen tüm modern test cihazları, toleransları yarı yarıya olan bu sınıfa 1, hatta sınıf 0.5'e ulaşmaktadır. Bu nedenle, belirleyici faktör, üzerinde bir test cihazının belirtilen sınıf doğruluğunu elde ettiği ölçüm aralığıdır. Çeşitli ZwickRoell test cihazları, sınıf 1'e 1/1000 kadar düşük ölçüm aralığına ulaşır. Böylece, birçok malzemenin modül değerleri ve çekme gerilmeleri, aynı test ayarı ile değişiklik yapılmaksızın ölçülebilir.

Ekstensometre çatalları (ISO 9513, ASTM E83)

Tanımlanmış bir göreceli (yüzde) hata ek olarak, uzunluk değişiminin ölçümü için sınıf verileri ek olarak küçük uzunluk değişikliklerini ölçerken kullanılan mutlak bir hata göstergesi içerir.

Burada, ISO ve ASTM önemli ölçüde farklılık göstermektedir. ISO'da toleranslar uzunluğun değişimine atıfta bulunurken, ASTM doğrudan uzamayı belirtir. Ayrıca, küçük suşlar alanında ISO'nun gereklilikleri, ASTM'nin ilgili sınıflarında olduğu gibi alınmaktadır. Kullanılan ölçüm uzunluğuna bağlı olarak, özellikle uzunlukta küçük değişiklikler ölçülürken tanıma göre çok net farklılıklar vardır.

Bir çekme modülünün ölçülmesinin özellikleri yukarıdaki tablodan görülebileceği gibi, ISO sınıf 1'deki çekme modülünün uzama alanının doğruluk gereksinimleri ± 3 μm'dir. Bu, modül aralığının başlangıcında ve sonunda ölçümler arasında 6 μm'ye kadar bir sapma olabileceği anlamına gelir. Bu şekilde büyük bir ölçüm hatasına neden olur. Bu sorunu çözmek için ISO 527-1 'de çekme modülünün ölçümü için ek bir gereklilik getirilmiştir. Bu ilave gereklilik, modül tespitinin başlangıcı ve bitişi arasındaki ölçme mesafesinin %1'lik bir hassasiyetle ölçülmesini belirtir.

Video çekme testi ISO 527

1:41

Tensile test on plastics to ISO 527 with makroXtens

makroXtens II is a universal and versatile, high-accuracy extensometer

MGG Polymers upgrades testing laboratory with pendulum impact tester from ZwickRoell

The company MGG Polymers Austria Kunststoffverarbeitung GmbH, a subsidiary of the Müller-Guttenbrunn Group, produces 50,000 tons of high quality plastic pellets and compounds primarily made of PP, HIPS, ABS and PC/ABS annually for numerous customer applications worldwide. To characterize the behavior of polymers subjected to impact loading the company selected a pendulum impact tester from ZwickRoell.
MGG Polimerler_Sarkaç darbe test cihazı_düzenlenmiş
YUKARI