許多行業利用和依靠國際公認的測試標準來提供可重復的方法進行比較以及作為質量保證的目的。膜制造行業的快速發展放大了認識這些測試方式可能存在細微的差別的需要,如果沒有給予關注,這就導致了不同的結果。通過討論一些會出現一些普通測試過程中常見的問題,如拉伸測試、撕裂強度測試、抗刺穿性測試和摩擦系數測試等等,最小化并消除這些因素,從而盡最大可能為膜制造商保證帶來最好的測試結果。
拉伸測試是在膜上進行測試的主要物理規程之一。ASTM (美國材料實驗協會)的D882塑料薄膜拉伸性能的標準實驗法,是最常見的一種薄片和薄膜行業標準,其中定義了薄片是小于1毫米的厚度。這個測試標準包含了測定一些機械性能的標準化方法,例如拉伸強度、拉伸率、產出強度、以及用于工程設計中的彈性系數。
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ASTM D882測試參數是基于材料特性來確定的。通過使用斷裂延伸率,該標準指定了適當的初始應變速率和用于測試的樣本尺寸。這是一個探索性的步驟,通常還需要額外的材料完成。通過執行這一步驟,使用者就可以確定使用的應變速率,并依從允許可重復結果的標準。
提供充足的材料是相當重要的,除了是探索設置的額外需要外,這也是為了適應所需的樣本長度。同樣重要的是要正確標注樣品材料的機器和橫向方向,這是由于材料的許多屬性在不同的方向上是不同的。
在樣品準備期間,必須確保無瑕疵的干凈樣本邊緣。邊緣缺陷會導致其過早失效、較低的伸長率和較低的強度。提早確定相關的的材料特性,如拉伸強度、拉伸率、彈性系數和抗屈強度,防止在測試完成之前需要重新分析數據。同樣重要的是要掌握合適的握柄方式和控制柄面的方式能將握柄的破損和滑動最小化。
撕裂強度測試是另一種常用的特殊膜測試類型。常見的方法有ASTM D1004,ASTM D1922 以及ASTM D1938。撕裂試驗的一個重要的考慮因素是選擇最適用于測試材料的方法。如果材料易于撕裂偏離中心,考慮使用像ASTM D1004這樣的方法,樣本幾何支持在特定的區域和方向進行撕裂。
在選擇最相關的測試方法時的另一個因素是一些需要確定的性能,如啟動力、傳播力、平均撕裂力或總能量,ASTM D1922只會產生平均的撕裂力、ASTM D1004用于產生率的撕裂氣動力,ASTM D1938可以用來確定所有上述的性能。在樣品準備期,注意基于材料調整撕裂方向。撕裂方向是依附樣品幾何,因此標記薄膜的方向是極其重要的。
抗刺穿測試也是廣泛用于膜測試中,普遍使用的方法有ASTM D1709,ASTM D3240 以及ASTM F1306。選擇測試方式往往是相對較難的步驟之一。由于不同測試方法得到的抗沖擊性的測試值的是不能互相相關,因此重要的還要考慮膜的最終用途來確定適當的測試方法。
例如,ASTM D1709僅提供一組樣本的平均失敗分解能量,其中ASTM F1306提供峰值負載、分解能量以及每個樣品刺穿距離。對于刺穿測試,像ASTM D1709 和ASTM D3420,重要的是要提供足夠的材料用于測試和設置。這些測試傾向于采取更多的探索性工作,在測試前將測試設備撥號到合適的范圍。
另一個確定的變量是材料的哪一面是沖擊面。一些片狀結構的膜在材料的每一個沖擊面有不同的結果。在測試期,同樣重要的還要監管并防止在夾緊機制內的滑移,因為這會導致較低的力以及更高的延伸率的結果。
使用ASTM D1894的摩擦系數測試對于膜制造商來說是另一種重要的測試方式。ASTM提供了量化這個數據的常數平均值。這個測試的一個更常見的問題是確保在測試過程中接觸的兩個表面是被指定的。這些表面可以是相同的也可以是不同的,這要取決于膜的最終用途。同樣重要的是要考慮相關系數,靜態不移動的表面之間的摩擦與移動表面之間的動摩擦。這可以幫助確定包裝材料是否保持在同一個托盤或確保膜通過機器時供給正常。
在準備測試樣本時,為了避免樣本重復使用的情況,必須有充足的材料。重復使用的樣本會導致不同的結果,這是由于相互移動時樣本磨損。從皮膚油、粘合劑或灰塵導致的表面污染也會導致不一致的結果。對比清潔材料,表面污染會得出不同的結果。
通過將拉力、抗刺穿以及摩擦系數測試得出的數據結合起來,膜制造商或者終端用戶在膜的選擇問題上就可以做出明智的選擇。這個數據能幫助確保膜遇到多個失效模式是強韌到足以承受潛在的壓力,以及能夠執行預定任務。
利用標準化的測試方法還允許隨著時間進行比較和處理。通過一個標準的方法,任何實驗應能復制測試結果。
由于在許多行業中,不斷的創新以及新的更有成本效益的環境友好型材料的發展。一個好的測試實驗將幫助它的客戶預測任何與材料有關的影響,包括以上討論的。這導致測試是用一個可靠的和可重復的方式進行,最終確保得到最準確的結果,在有關材料測試下得到好的決策。