EN ISO 6721 Plastik - Penentuan Sifat Dinamis dan Mekanis

Standar “EN ISO 6721 Plastik - Penentuan sifat mekanik dinamis”, yang dikembangkan oleh Organisasi Internasional untuk Standardisasi (ISO) dan kemudian diterbitkan sebagai standar Eropa dalam lingkup upaya harmonisasi, terdiri dari sub-bagian berikut yang diterbitkan dengan judul yang sama:

• Standar “EN ISO 6721-1 Bagian 1: Prinsip umum” menjelaskan metode untuk menentukan sifat mekanik dinamis plastik kaku di wilayah perilaku viskoelastik linier. Standar ini menetapkan definisi dan menguraikan prinsip umum yang mencakup semua aspek yang umum untuk masing-masing metode pengujian yang dijelaskan di bagian selanjutnya.

Mode deformasi yang berbeda dapat menghasilkan hasil yang tidak dapat dibandingkan secara langsung. Misalnya, getaran tarik menyebabkan tegangan homogen di seluruh ketebalan sampel, sedangkan pengukuran lentur terutama dipengaruhi oleh sifat-sifat daerah permukaan sampel.

Nilai yang diperoleh dari data uji lentur hanya dapat dibandingkan dengan nilai yang diperoleh dari data uji tarik pada tingkat regangan di mana hubungan tegangan-regangan bersifat linier dan untuk sampel dengan struktur homogen.

• Standar “EN ISO 6721-2 Bagian 2: Metode pendulum torsi” menjelaskan dua metode (A dan B) untuk menentukan sifat mekanik dinamis linier plastik, yaitu komponen penyimpanan dan kehilangan modulus torsi, sebagai fungsi suhu untuk deformasi kecil dalam rentang frekuensi 0,1 Hz hingga 10 Hz.

Ketergantungan suhu dari sifat-sifat ini, bila diukur pada rentang suhu yang cukup luas (misalnya, antara -50 derajat dan +150 derajat untuk sebagian besar plastik yang tersedia secara komersial), memberikan informasi tentang daerah transisi polimer (misalnya, transisi kaca dan transisi leleh). Hal ini juga memberikan informasi tentang permulaan aliran plastik.

Kedua metode yang dijelaskan tidak berlaku untuk laminasi asimetris (standar EN ISO 6721-3 berlaku dalam hal ini). Metode-metode tersebut tidak cocok untuk pengujian karet. Standar ISO 4664-2 berlaku dalam hal ini.

• Standar “EN ISO 6721-3 Bagian 3: Getaran lentur - Metode kurva resonansi” menjelaskan metode getaran lentur berdasarkan kurva resonansi untuk menentukan modulus kompleks lentur plastik homogen dan sifat redaman plastik laminasi yang dirancang untuk isolasi akustik (misalnya, sistem yang terdiri dari pelat logam yang dilapisi dengan lapisan plastik peredam atau sistem sandwich yang terdiri dari dua lapisan pelat logam dengan lapisan plastik di tengahnya). Untuk banyak keperluan, akan bermanfaat untuk menentukan sifat-sifat ini sebagai fungsi suhu dan frekuensi.
• Standar “EN ISO 6721-4 Bagian 4: Getaran Tarik - Metode Non-resonansi” menjelaskan metode paksa non-resonansi untuk menentukan komponen modulus kompleks tarik polimer, biasanya pada frekuensi mulai dari 0,01 Hz hingga 100 Hz. Pengukuran frekuensi yang lebih tinggi dimungkinkan, tetapi kesalahan signifikan dalam sifat dinamis yang diukur kemungkinan akan terjadi. Metode ini cocok untuk mengukur modulus penyimpanan dinamis dalam kisaran 0,01 GPa hingga 5 GPa.

Meskipun material dengan modulus di luar rentang ini dapat diteliti, tujuannya adalah untuk menggunakan mode deformasi alternatif demi akurasi yang lebih tinggi.

Metode ini sangat cocok untuk mengukur faktor kerugian dan oleh karena itu dapat dengan mudah digunakan untuk mempelajari variasi sifat dinamis terhadap suhu dan frekuensi pada sebagian besar wilayah relaksasi karet-kaca. Ketersediaan data yang ditentukan pada rentang frekuensi dan suhu yang luas memungkinkan untuk mendapatkan grafik utama yang menunjukkan sifat dinamis pada rentang frekuensi yang luas pada suhu yang berbeda, menggunakan prosedur pergeseran frekuensi-suhu.

• Standar “EN ISO 6721-5 Bagian 5: Getaran lentur - Metode non-resonansi” menjelaskan metode non-resonansi berbasis lentur untuk menentukan komponen modulus kompleks lentur polimer, biasanya pada frekuensi mulai dari 0,01 Hz hingga 100 Hz. Pengukuran frekuensi yang lebih tinggi dimungkinkan, tetapi kemungkinan terjadi kesalahan signifikan dalam sifat dinamis yang diukur. Metode ini cocok untuk mengukur modulus penyimpanan dinamis dalam kisaran 10 MPa hingga 200 GPa.

Meskipun material dengan modulus kurang dari 10 MPa dapat diteliti, pengukuran yang lebih akurat terhadap sifat mekanik dinamisnya dapat dilakukan menggunakan mode deformasi geser.

Metode ini sangat cocok untuk mengukur faktor kerugian lebih besar dari 0,02 dan oleh karena itu dapat digunakan dengan mudah untuk mempelajari variasi sifat dinamis terhadap suhu dan frekuensi pada sebagian besar wilayah relaksasi karet-kaca. Ketersediaan data yang ditentukan pada rentang frekuensi dan suhu yang luas memungkinkan untuk memperoleh grafik utama yang menunjukkan sifat dinamis pada rentang frekuensi yang diperluas pada suhu yang berbeda menggunakan prosedur pergeseran frekuensi/suhu.

• Standar “EN ISO 6721-6 Bagian 6: Getaran geser - Metode non-resonansi” menjelaskan metode paksa non-resonansi untuk menentukan komponen modulus kompleks geser polimer, biasanya pada frekuensi mulai dari 0,01 Hz hingga 100 Hz. Pengukuran frekuensi yang lebih tinggi dimungkinkan, tetapi kesalahan signifikan dalam sifat dinamis yang diukur kemungkinan akan terjadi. Metode ini cocok untuk mengukur modulus penyimpanan dinamis dalam kisaran 0,1 MPa hingga 50 MPa.

Meskipun material dengan modulus lebih besar dari 50 MPa dapat dipelajari, pengukuran sifat geser dinamis yang lebih akurat dapat diperoleh dengan menggunakan mode deformasi torsi.

Metode ini sangat cocok untuk mengukur faktor kerugian lebih besar dari 0,02 dan oleh karena itu dapat digunakan dengan mudah untuk mempelajari variasi sifat dinamis terhadap suhu dan frekuensi pada sebagian besar wilayah relaksasi karet-kaca. Ketersediaan data yang ditentukan pada rentang frekuensi dan suhu yang luas memungkinkan diperolehnya grafik utama yang menunjukkan sifat dinamis pada rentang frekuensi yang diperluas pada suhu yang berbeda, menggunakan prosedur pergeseran frekuensi/suhu.

• Standar “EN ISO 6721-7 Bagian 7: Getaran Torsional - Metode Non-resonansi” menjelaskan metode non-resonansi berbasis torsi untuk menentukan komponen modulus kompleks geser polimer padat dalam bentuk batang atau balok, biasanya pada frekuensi mulai dari 0,001 Hz hingga 100 Hz. Pengukuran frekuensi yang lebih tinggi dapat dilakukan, tetapi kemungkinan akan terjadi kesalahan yang signifikan dalam sifat dinamis yang diukur. Metode ini cocok untuk mengukur modulus penyimpanan dinamis mulai dari sekitar 10 MPa, yang umum untuk karet keras, hingga sekitar 10 GPa, yang mewakili plastik yang diperkuat serat. Meskipun material dengan modulus lebih rendah dari 10 MPa dapat dipelajari, pengukuran sifat dinamisnya yang lebih akurat dapat dicapai menggunakan deformasi geser atau torsi sederhana dari lapisan tipis di antara pelat paralel.

Metode ini sangat cocok untuk mengukur faktor kerugian lebih besar dari 0,02 dan oleh karena itu dapat digunakan dengan mudah untuk mempelajari variasi sifat dinamis terhadap suhu dan frekuensi pada sebagian besar wilayah relaksasi karet-kaca. Ketersediaan data yang ditentukan pada rentang frekuensi dan suhu yang luas memungkinkan untuk mendapatkan grafik utama yang menunjukkan sifat dinamis pada rentang frekuensi yang luas pada suhu yang berbeda, menggunakan prosedur pergeseran frekuensi-suhu.

Meskipun faktor kerugian di bawah 0,1 dapat ditentukan dengan lebih akurat menggunakan pendulum torsi, metode yang dijelaskan dalam standar ini memungkinkan cakupan rentang frekuensi yang jauh lebih luas dan lebih kontinu.

• Standar “EN ISO 6721-8 Bagian 8: Getaran longitudinal dan transversal - Metode perambatan gelombang” menjelaskan metode perambatan gelombang ultrasonik untuk menentukan komponen penyimpanan modulus kompleks longitudinal dan modulus kompleks geser polimer pada frekuensi diskrit, biasanya dalam rentang 0,5 MHz hingga 5 MHz. Metode ini cocok untuk mengukur material dengan modulus penyimpanan dalam rentang 0,01 GPa hingga 200 GPa dan faktor kerugian di bawah 0,1 pada sekitar 1 MHz. Pada material dengan kerugian yang lebih tinggi, kesalahan signifikan dalam pengukuran kecepatan terjadi melalui distorsi bentuk gelombang, dan kesalahan ini hanya dapat dikurangi menggunakan prosedur yang berada di luar cakupan standar ini.

Metode ini memungkinkan pengukuran dilakukan pada sampel kecil, biasanya berukuran 50 mm x 20 mm x 5 mm, atau pada area kecil dari sampel atau pelat yang lebih besar. Oleh karena itu, dimungkinkan untuk memperoleh informasi tentang homogenitas atau anisotropi modulus dalam suatu sampel.

• Standar “EN ISO 6721-9 Bagian 9: Getaran Tarik - Metode Perambatan Pulsa” menjelaskan metode perambatan pulsa untuk menentukan komponen penyimpanan modulus tarik kompleks polimer pada frekuensi diskrit, biasanya dalam rentang 3 kHz hingga 10 kHz. Metode ini cocok untuk mengukur material dengan modulus penyimpanan dalam rentang 0,01 GPa hingga 200 GPa dan faktor kerugian di bawah 0,1 pada sekitar 10 kHz. Pada material dengan kerugian yang lebih tinggi, kesalahan signifikan dalam pengukuran kecepatan terjadi melalui pengurangan amplitudo.

Metode ini memungkinkan pengukuran pada film tipis atau serat tipis dan sampel panjang, biasanya berupa pita berukuran 300 mm x 5 mm x 0,1 mm atau serat berukuran 300 mm x 0,1 mm (diameter). Metode ini mungkin tidak cocok untuk plastik seluler, plastik komposit, dan produk berlapis-lapis.

• Standar “EN ISO 6721-10 Bagian 10: Viskositas geser kompleks menggunakan rheometer osilasi pelat paralel” menjelaskan prinsip umum metode untuk menentukan sifat reologi dinamis lelehan polimer pada frekuensi sudut yang biasanya berkisar dari 0,01 rad·s⁻¹ hingga 100 rad·s⁻¹ menggunakan rheometer osilasi dengan geometri pelat paralel. Frekuensi sudut di luar rentang ini juga dapat digunakan. Metode ini digunakan untuk menentukan nilai-nilai sifat reologi dinamis berikut: viskositas geser kompleks, viskositas geser dinamis, komponen fase-luar viskositas geser kompleks, modulus geser kompleks, modulus kehilangan geser, dan modulus penyimpanan geser. Metode ini biasanya cocok untuk mengukur nilai viskositas geser kompleks hingga sekitar 10 MPa·s.

Namun, standar ini saat ini belum berlaku.

• Standar “EN ISO 6721-11 Bagian 11: Suhu Transisi Kaca” mencakup penggunaan prosedur analisis mekanik dinamis dalam mode pemindaian suhu untuk menentukan suhu transisi kaca plastik. Standar ini menawarkan prosedur alternatif untuk penggunaan kalorimetri pemindaian diferensial untuk pengukuran ini.

Analisis mekanik dinamis digunakan untuk menentukan variasi modulus penyimpanan, modulus kerugian, dan faktor kerugian sebagai fungsi suhu dan frekuensi. Dari data ini, nilai suhu transisi kaca ditentukan. Banyak peralatan yang tersedia secara komersial menggunakan teknik ini dan, pada prinsipnya, dapat diterapkan pada semua mode pembebanan yang dijelaskan dalam standar ISO 6721-1.

Prosedur ini meminimalkan kesalahan yang disebabkan oleh keterlambatan termal sampel, yang bervariasi tergantung pada laju pemanasan yang digunakan, dengan mengasumsikan bahwa suhu sampel diberikan oleh suhu tungku yang diukur. Hal ini menghilangkan kebutuhan untuk pengukuran langsung suhu sampel, misalnya, dengan termokopel yang tertanam di dalam sampel.

• Standar “EN ISO 6721-12 Bagian 12: Getaran kompresi - Metode non-resonansi” menjelaskan metode getaran kompresi non-resonansi yang biasanya digunakan untuk menentukan komponen modulus kompleks kompresi polimer pada frekuensi mulai dari 0,01 Hz hingga 100 Hz. Metode ini berlaku untuk mengukur modulus penyimpanan dinamis polimer semi-kaku dalam kisaran 1 MPa hingga 1 GPa.

Metode ini sangat cocok untuk mengukur modulus dinamis dan faktor kerugian plastik semi-kaku berbentuk prisma siku-siku, silinder, atau tabung, dan dapat dengan mudah digunakan untuk menyelidiki variasi sifat dinamis terhadap suhu dan frekuensi pada sebagian besar wilayah relaksasi kaca-karet.

Selama bertahun-tahun, organisasi kami, dengan staf yang kompeten dan berpengalaman, telah memahami kebutuhan klien, menyediakan layanan pengujian canggih yang mereka butuhkan, dan membantu mereka dalam pembentukan, implementasi, dan peningkatan sistem manajemen. Dalam kerangka kerja ini, kami juga menyediakan layanan pengujian sesuai dengan standar EN ISO 6721.