ISO 1926 Starre Zellkunststoffe – Bestimmung der Zugeigenschaften

Die Norm „ISO 1926 – Hartschaumstoffe – Bestimmung der Zugfestigkeit“ der Internationalen Organisation für Normung (ISO) beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung des Verhaltens von Hartschaumstoffen unter Zugspannung. Dieses Verfahren eignet sich vor allem für Schaumstoffe mit ausreichender Druckfestigkeit, um ein geeignetes Einspannen der Prüfkörper zu ermöglichen. Ist ein Einspannen der Prüfkörper nicht möglich, wird das Verfahren modifiziert, indem die Enden der Prüfkörper mit Metallplatten verstärkt werden. Das Verhältnis zwischen Zellgröße und Prüfkörpergröße sollte so gewählt werden, dass der Test realistisch ist.

Im Prinzip wird ein Prüfkörper bestimmter Form einer Zugspannung ausgesetzt, die mittels einer geeigneten Vorrichtung auf den Prüfkörper übertragen wird und die entsprechende Spannungs-Dehnungs-Kurve wird aufgezeichnet.

Die Prüfmaschine muss über folgende Eigenschaften verfügen:

• Es müssen geeignete Klemmen zum Halten der Prüfprobe vorhanden sein. Diese Klemmen müssen die folgenden Anforderungen erfüllen:
  • Es muss eng genug an den Oberflächen des Prüflings anliegen, um ein Verrutschen zu verhindern.
  • Es darf kein lokaler Druck auf Teile der Enden der Testprobe ausgeübt werden, der zu Rissen, Verformungen oder Brüchen führen könnte.
• Bei Schwierigkeiten sollte die im Punkt „Variante: Einsatz von Metallplatten“ beschriebene Möglichkeit genutzt werden.
• Die bewegliche Klemme kann mit dem Prüfling an Ort und Stelle von der festen Klemme mit einer konstanten Geschwindigkeit von 5 plus/minus 1 mm/min in eine Richtung parallel zur Längsachse des Prüflings bewegt werden.
• Die auf den Prüfling ausgeübte Kraft kann mit einem maximalen Fehler von 1 Prozent ermittelt und aufgezeichnet werden.
• Wird ein Extensometer verwendet, muss dieses eine Mindestkraft auf die Probe ausüben und die Messlängenzunahme der Probe mit einer Genauigkeit von 0,1 mm ablesen können. Der Abstand zwischen den beiden parallelen Flächen, die die Messlänge des Extensometers definieren, darf nicht mehr als 1 Prozent variieren (Parallelitätstoleranz).

Prüfkörper müssen die in der Norm angegebenen Formen und Abmessungen aufweisen. Während des Vorbereitungs- und Konditionierungsprozesses werden die geformten Oberflächen der Prüfkörper entfernt, die Oberflächen mit einer mechanischen Säge geschnitten und bei Bedarf strukturstabil bearbeitet. Bei Bedarf werden die Prüfkörper markiert, um ihre Ausrichtung relativ zur Isotropierichtung anzuzeigen. Die Konditionierung der Prüfkörper muss gemäß den Anforderungen der Norm ISO 291 erfolgen. Für genaue Messungen müssen die Prüfkörper mindestens 6 Stunden unter folgenden Bedingungen konditioniert werden:

• Temperatur von 23 Grad plus/minus 2 Grad und relative Luftfeuchtigkeit von 50 Prozent plus/minus 10 Prozent
• Temperatur von 23 Grad plus/minus 5 Grad und relative Luftfeuchtigkeit von 50 Prozent plus 20 Prozent, minus 10 Prozent
• Temperatur von 27 Grad plus/minus 5 Grad und relative Luftfeuchtigkeit von 65 Prozent plus 20 Prozent, minus 10 Prozent

Die Prüfung wird an mindestens fünf Prüflingen durchgeführt. Alle Prüflinge, deren Messwerte außerhalb des Extensometer-Messbereichs liegen, werden verworfen. Gegebenenfalls wird die Anzahl der Prüflinge erhöht, um mindestens fünf aussagekräftige Ergebnisse zu gewährleisten. Sind mehr als sieben Prüflinge erforderlich, um fünf gültige Messwerte zu erhalten, ist das im Abschnitt „Variante: Verwendung von Metallplatten“ beschriebene Verfahren anzuwenden.

Die Prüfung erfolgt in einer Prüfkammer unter den oben beschriebenen atmosphärischen Bedingungen. Der Prüfling wird zwischen Klemmen eingespannt. Bei Bedarf ist wie im Abschnitt „Variante: Verwendung von Metallplatten“ beschrieben vorzugehen. Die ursprüngliche Messlänge wird auf dem Prüfling markiert. Die auf den Prüfling aufzubringende Kraft wird gleichmäßig durch den beweglichen Spanner aufgebracht. Die Verfahrgeschwindigkeit sollte 5 ± 2 mm/min betragen. Wird kein Extensometer verwendet, wird die einer gegebenen Kraft entsprechende Dehnung in geeigneten Abständen aufgezeichnet. Es entsteht ein Spannungs-Dehnungs-Diagramm.

Anschließend werden Dehnungsbetrag, maximale Zugspannung und Bruchspannung (Zugspannung) berechnet.

In der Werkstofftechnik, insbesondere in der Kunststoffindustrie, sind standardisierte Prüfverfahren entscheidend, um Konsistenz, Zuverlässigkeit und Sicherheit bei der Produktentwicklung und Qualitätskontrolle zu gewährleisten. Eine dieser wichtigen Normen ist die ISO 1926, die sich auf die Bestimmung der Zugfestigkeit von Hartschaumstoffen konzentriert. Diese Materialien, oft als Hartschäume bezeichnet, finden aufgrund ihrer leichten Struktur und hervorragenden mechanischen Eigenschaften breite Anwendung in einer Vielzahl von Anwendungen, von Dämmplatten und Strukturbauteilen bis hin zu Verpackungen und Automobilteilen.

Diese Norm bietet eine strenge Methodik zur Bewertung des Verhaltens dieser Materialien unter Zugspannung. Der Anwendungsbereich dieser Norm konzentriert sich eng auf starre Zellkunststoffe, die der für einen sicheren Probengriff erforderlichen Kompression standhalten können. Diese Norm gilt nicht für flexible Schäume oder Materialien, die bei minimalem Druck zerbröseln. Der Hauptfokus dieser Norm liegt auf der Reaktion auf Zugspannung, einschließlich Zugfestigkeit und Dehnung. Der Test wird mit einer kontrollierten und konstanten Dehnungsrate durchgeführt, bis die Probe versagt. Diese Norm wird häufig in Verbindung mit ASTM D1623 und EN 1607 verwendet, die ähnliche Ziele verfolgen, sich jedoch in Verfahrensdetails unterscheiden können. Diese Norm ist für Hersteller unverzichtbar, die die Einhaltung gesetzlicher Anforderungen wie Bauvorschriften oder Sicherheitsstandards für Kraftfahrzeuge gewährleisten möchten.

Die Norm ISO 1926 ist auf Präzision und Einfachheit ausgelegt und erfordert grundlegende Zugprüfgeräte, wie z. B. Universalprüfmaschinen. Die Schritte des Verfahrens sind im Allgemeinen wie folgt:

• Probenvorbereitung: Aus Plattenmaterial oder Formteilen werden Hantelproben (Hundeknochen) mit den in dieser Norm festgelegten Abmessungen (typischerweise 100 mm x 10 mm Messlänge) zugeschnitten. Die Proben müssen fehlerfrei sein und mindestens 16 Stunden bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit konditioniert werden.
• Geräteaufbau: Zum Einsatz kommt eine Zugprüfmaschine mit konstanter Traversengeschwindigkeit. Keil- oder selbstausrichtende Greifer greifen die Proben fest, um ein Verrutschen zu verhindern und die Druckfestigkeit des Materials auszunutzen.
• Prüfung: Die Probe wird in Halterungen eingespannt und mit einer Zugkraft von 5 mm/min (oder angepasst an die Materialstärke) belastet. Belastungs- und Dehnungsdaten werden bis zum Bruch der Probe aufgezeichnet. Um die statistische Zuverlässigkeit zu gewährleisten, werden mindestens fünf Wiederholungsprüfungen durchgeführt.
• Berechnungen: Die Zugfestigkeit wird berechnet, indem die maximale Belastung durch die ursprüngliche Querschnittsfläche geteilt wird. Die Bruchdehnung ist die prozentuale Zunahme der Messlänge beim Bruch.

Die Norm ISO 1926 quantifiziert zwei grundlegende Zugeigenschaften:

• Zugfestigkeit: Die maximale Spannung, der ein Material standhalten kann, bevor es bricht.
• Bruchdehnung: Dies ist der Prozentsatz der Verformung am Bruchpunkt der Probe.

Diese Messwerte geben Aufschluss über die Duktilität und Sprödigkeit des Materials. So können beispielsweise hochfeste Schäume, die in der Strukturdämmung verwendet werden, eine Zugfestigkeit von über 1 MPa aufweisen, ihre Steifigkeit kann jedoch zu einer geringen Dehnung führen.

Die Einhaltung der ISO-Norm 1926 ist für die Qualitätssicherung in Branchen, die auf Hartschäume angewiesen sind, von entscheidender Bedeutung. Im Bauwesen überprüft sie die Haltbarkeit von Wärmedämmplatten unter mechanischer Belastung. Im Automobilbau hilft sie bei der Auswahl von Leichtbauteilen, die bei Unfällen ihre Integrität bewahren. In ökologischer Hinsicht unterstützen standardisierte Tests die Entwicklung nachhaltiger Schäume mit Recyclinganteil und stellen sicher, dass diese die Leistungskriterien erfüllen.

Nichtkonformität kann zu Produktfehlern, Rückrufen oder rechtlicher Haftung führen, was die Rolle des Standards bei der Risikominderung unterstreicht.

Die ISO-Norm 1926 ist ein Eckpfeiler der Charakterisierung von Hartschaumstoffen und vereint Laborpräzision mit Zuverlässigkeit in der Praxis. Durch die Standardisierung der Zugfestigkeitsbestimmung ermöglicht sie Ingenieuren, Innovationen mit Zuversicht voranzutreiben – von energieeffizienten Gebäuden bis hin zu Fahrzeugen der nächsten Generation. Für alle, die in der Materialprüfung tätig sind, geht es bei der Einführung dieser Norm nicht nur um Konformität, sondern um den Aufbau einer robusteren und langlebigeren Zukunft. Für alle, die in der Schaumstoffproduktion oder in Forschung und Entwicklung tätig sind, ist diese Norm ein entscheidender Schritt zur Meisterung.

Unser Unternehmen ist seit vielen Jahren tätig und verfolgt die globalen Entwicklungen in Wissenschaft und Technologie aufmerksam. Es verfügt über ein Team erfahrener Fachkräfte und eine breite Infrastruktur, um für Unternehmen aller Branchen Tests, Messungen und Analysen in einer Vielzahl von Bereichen durchzuführen. In diesem Zusammenhang bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm ISO 1926 „Hartschaumkunststoffe – Bestimmung der Zugfestigkeit“ an.