EN ISO 6721 Plastik - Penentuan Sifat Dinamik dan Mekanikal

Piawaian “EN ISO 6721 Plastik - Penentuan sifat mekanikal dinamik”, yang dibangunkan oleh Organisasi Antarabangsa untuk Standardisasi (ISO) dan kemudiannya diterbitkan sebagai piawaian Eropah dalam skop usaha pengharmonian, terdiri daripada subseksyen berikut yang diterbitkan di bawah tajuk yang sama:

• Piawaian “EN ISO 6721-1 Bahagian 1: Prinsip umum” menerangkan kaedah untuk menentukan sifat mekanikal dinamik plastik tegar dalam kawasan kelakuan viskoelastik linear. Piawaian ini menentukan definisi dan menggariskan prinsip umum yang merangkumi semua aspek yang sama dengan kaedah ujian individu yang diterangkan dalam bahagian berikutnya.

Mod ubah bentuk yang berbeza boleh menghasilkan keputusan yang tidak dapat dibandingkan secara langsung. Contohnya, getaran tegangan menyebabkan tegasan homogen di seluruh ketebalan sampel, manakala ukuran lenturan dipengaruhi terutamanya oleh sifat-sifat kawasan permukaan sampel.

Nilai yang diperoleh daripada data ujian lenturan adalah setanding dengan nilai yang diperoleh daripada data ujian tegangan hanya pada tahap regangan di mana hubungan tegasan-regangan adalah linear dan untuk sampel dengan struktur homogen.

• Piawaian “EN ISO 6721-2 Bahagian 2: Kaedah pendulum kilasan” menerangkan dua kaedah (A dan B) untuk menentukan sifat mekanikal dinamik linear plastik, iaitu komponen penyimpanan dan kehilangan modulus kilasan, sebagai fungsi suhu untuk ubah bentuk kecil dalam julat frekuensi 0,1 Hz hingga 10 Hz.

Kebergantungan suhu bagi sifat-sifat ini, apabila diukur pada julat suhu yang cukup luas (contohnya, antara -50 darjah dan +150 darjah untuk kebanyakan plastik yang tersedia secara komersial), memberikan maklumat tentang kawasan peralihan polimer (contohnya, peralihan kaca dan peralihan leburan). Ia juga memberikan maklumat tentang permulaan aliran plastik.

Kedua-dua kaedah yang diterangkan tidak terpakai untuk laminat asimetri (piawaian EN ISO 6721-3 terpakai dalam hal ini). Kaedah ini tidak sesuai untuk menguji getah. Piawaian ISO 4664-2 terpakai dalam hal ini.

• Piawaian “EN ISO 6721-3 Bahagian 3: Getaran lenturan - Kaedah lengkung resonans” menerangkan kaedah getaran lenturan berdasarkan lengkung resonans untuk menentukan modulus kompleks lenturan plastik homogen dan sifat redaman plastik berlamina yang direka bentuk untuk penebat akustik (cth., sistem yang terdiri daripada plat logam yang ditutup dengan lapisan plastik redaman atau sistem sandwic yang terdiri daripada dua lapisan plat logam dengan lapisan plastik perantaraan). Untuk pelbagai tujuan, adalah berguna untuk menentukan sifat-sifat ini sebagai fungsi suhu dan frekuensi.
• Piawaian “EN ISO 6721-4 Bahagian 4: Getaran tegangan - Kaedah bukan resonan” menerangkan kaedah paksa dan bukan resonan untuk menentukan komponen modulus kompleks tegangan polimer, biasanya pada frekuensi antara 0,01 Hz hingga 100 Hz. Pengukuran frekuensi yang lebih tinggi adalah mungkin, tetapi ralat ketara dalam sifat dinamik yang diukur berkemungkinan berlaku. Kaedah ini sesuai untuk mengukur moduli storan dinamik dalam julat 0,01 GPa hingga 5 GPa.

Walaupun bahan dengan modul di luar julat ini boleh disiasat, tujuannya adalah untuk menggunakan mod ubah bentuk alternatif untuk ketepatan yang lebih tinggi.

Kaedah ini amat sesuai untuk mengukur faktor kehilangan dan oleh itu boleh digunakan dengan mudah untuk mengkaji variasi sifat dinamik dengan suhu dan frekuensi di sebahagian besar kawasan pengenduran getah kaca. Ketersediaan data yang ditentukan dalam julat frekuensi dan suhu yang luas membolehkan terbitan graf induk yang menunjukkan sifat dinamik pada julat frekuensi lanjutan pada suhu yang berbeza, menggunakan prosedur peralihan frekuensi-suhu.

• Piawaian “EN ISO 6721-5 Bahagian 5: Getaran lenturan - Kaedah bukan resonan” menerangkan kaedah berasaskan lenturan dan bukan resonan untuk menentukan komponen modulus kompleks lenturan polimer, biasanya pada frekuensi antara 0,01 Hz hingga 100 Hz. Pengukuran frekuensi yang lebih tinggi adalah mungkin, tetapi ralat ketara dalam sifat dinamik yang diukur adalah mungkin. Kaedah ini sesuai untuk mengukur moduli storan dinamik dalam julat 10 MPa hingga 200 GPa.

Walaupun bahan dengan modulus lebih rendah daripada 10 MPa boleh disiasat, pengukuran yang lebih tepat terhadap sifat dinamik-mekanikalnya boleh dibuat menggunakan mod ubah bentuk ricih.

Kaedah ini amat sesuai untuk mengukur faktor kehilangan yang lebih besar daripada 0,02 dan oleh itu boleh digunakan dengan mudah untuk mengkaji variasi sifat dinamik dengan suhu dan frekuensi di sebahagian besar kawasan pengenduran getah kaca. Ketersediaan data yang ditentukan pada julat frekuensi dan suhu yang luas membolehkan graf induk yang menunjukkan sifat dinamik pada julat frekuensi lanjutan pada suhu yang berbeza menggunakan prosedur peralihan frekuensi/suhu.

• Piawaian “EN ISO 6721-6 Bahagian 6: Getaran ricih - Kaedah bukan resonan” menerangkan kaedah paksa bukan resonan untuk menentukan komponen modulus kompleks ricih polimer, biasanya pada frekuensi antara 0,01 Hz hingga 100 Hz. Pengukuran frekuensi yang lebih tinggi adalah mungkin, tetapi ralat ketara dalam sifat dinamik yang diukur berkemungkinan berlaku. Kaedah ini sesuai untuk mengukur moduli storan dinamik dalam julat 0,1 MPa hingga 50 MPa.

Walaupun bahan dengan moduli lebih besar daripada 50 MPa boleh dikaji, pengukuran sifat ricih dinamik yang lebih tepat boleh diperoleh menggunakan mod ubah bentuk kilasan.

Kaedah ini amat sesuai untuk mengukur faktor kehilangan yang lebih besar daripada 0,02 dan oleh itu boleh digunakan dengan mudah untuk mengkaji variasi sifat dinamik dengan suhu dan frekuensi di sebahagian besar kawasan pengenduran getah kaca. Ketersediaan data yang ditentukan pada julat frekuensi dan suhu yang luas membolehkan pemerolehan graf induk yang menunjukkan sifat dinamik pada julat frekuensi lanjutan pada suhu yang berbeza, menggunakan prosedur peralihan frekuensi/suhu.

• Piawaian “EN ISO 6721-7 Bahagian 7: Getaran kilasan - Kaedah bukan resonan” menerangkan kaedah berasaskan kilasan dan bukan resonan untuk menentukan komponen modulus kompleks ricih polimer pepejal dalam bentuk rod atau bar, biasanya pada frekuensi antara 0,001 Hz hingga 100 Hz. Pengukuran frekuensi yang lebih tinggi boleh dilakukan, tetapi ralat ketara dalam sifat dinamik yang diukur mungkin berlaku. Kaedah ini sesuai untuk mengukur moduli penyimpanan dinamik antara kira-kira 10 MPa, tipikal untuk getah keras, hingga kira-kira 10 GPa, yang mewakili plastik bertetulang gentian. Walaupun bahan dengan moduli lebih rendah daripada 10 MPa boleh dikaji, pengukuran sifat dinamiknya yang lebih tepat boleh dicapai menggunakan ubah bentuk ricih atau kilasan mudah lapisan nipis antara plat selari.

Kaedah ini amat sesuai untuk mengukur faktor kehilangan yang lebih besar daripada 0,02 dan oleh itu boleh digunakan dengan mudah untuk mengkaji variasi sifat dinamik dengan suhu dan frekuensi di sebahagian besar kawasan pengenduran getah kaca. Ketersediaan data yang ditentukan dalam julat frekuensi dan suhu yang luas membolehkan terbitan graf induk yang menunjukkan sifat dinamik pada julat frekuensi lanjutan pada suhu yang berbeza, menggunakan prosedur peralihan frekuensi-suhu.

Walaupun faktor kehilangan di bawah 0,1 boleh ditentukan dengan lebih tepat menggunakan pendulum kilasan, kaedah yang diterangkan dalam piawaian ini membolehkan liputan julat frekuensi yang lebih luas dan berterusan.

• Piawaian “EN ISO 6721-8 Bahagian 8: Getaran membujur dan melintang - Kaedah perambatan gelombang” menerangkan kaedah perambatan gelombang ultrasonik untuk menentukan komponen penyimpanan modulus kompleks membujur dan modulus kompleks ricih polimer pada frekuensi diskret, biasanya dalam julat 0,5 MHz hingga 5 MHz. Kaedah ini sesuai untuk mengukur bahan dengan moduli penyimpanan dalam julat 0,01 GPa hingga 200 GPa dan faktor kehilangan di bawah 0,1 pada kira-kira 1 MHz. Dalam bahan dengan kehilangan yang lebih tinggi, ralat ketara dalam pengukuran halaju berlaku melalui herotan bentuk gelombang, dan ralat ini hanya boleh dikurangkan menggunakan prosedur yang berada di luar skop piawaian ini.

Kaedah ini membolehkan pengukuran diambil pada sampel kecil, biasanya 50 mm x 20 mm x 5 mm, atau pada kawasan kecil sampel atau plat yang lebih besar. Oleh itu, adalah mungkin untuk mendapatkan maklumat tentang homogeniti atau anisotropi modulus dalam sampel.

• Piawaian “EN ISO 6721-9 Bahagian 9: Getaran tegangan - Kaedah perambatan denyut” menerangkan kaedah perambatan denyut untuk menentukan komponen penyimpanan modulus tegangan kompleks polimer pada frekuensi diskret, biasanya dalam julat 3 kHz hingga 10 kHz. Kaedah ini sesuai untuk mengukur bahan dengan modulus penyimpanan dalam julat 0,01 GPa hingga 200 GPa dan faktor kehilangan di bawah 0,1 pada kira-kira 10 kHz. Dalam bahan dengan kehilangan yang lebih tinggi, ralat ketara dalam pengukuran halaju berlaku melalui pengurangan amplitud.

Kaedah ini membolehkan pengukuran pada filem nipis atau gentian nipis dan sampel panjang, biasanya jalur 300 mm x 5 mm x 0,1 mm atau gentian 300 mm x 0,1 mm (diameter). Kaedah ini mungkin tidak sesuai untuk plastik selular, plastik komposit dan produk berbilang lapisan.

• Piawaian “EN ISO 6721-10 Bahagian 10: Kelikatan ricih kompleks menggunakan reometer ayunan plat selari” menerangkan prinsip umum kaedah untuk menentukan sifat reologi dinamik leburan polimer pada frekuensi sudut yang biasanya berkisar antara 0,01 rad·s⁻¹ hingga 100 rad·s⁻¹ menggunakan reometer ayunan dengan geometri plat selari. Frekuensi sudut di luar julat ini juga boleh digunakan. Kaedah ini digunakan untuk menentukan nilai sifat reologi dinamik berikut: kelikatan ricih kompleks, kelikatan ricih dinamik, komponen luar fasa bagi kelikatan ricih kompleks, modulus ricih kompleks, modulus kehilangan ricih dan modulus penyimpanan ricih. Ia biasanya sesuai untuk mengukur nilai kelikatan ricih kompleks sehingga kira-kira 10 MPa·s.

Walau bagaimanapun, piawaian ini tidak berkuat kuasa pada masa ini.

• Piawaian “EN ISO 6721-11 Bahagian 11: Suhu Peralihan Kaca” merangkumi penggunaan prosedur analisis mekanikal dinamik dalam mod pengimbasan suhu untuk menentukan suhu peralihan kaca plastik. Ia menawarkan prosedur alternatif kepada penggunaan kalorimetri pengimbasan pembezaan untuk pengukuran ini.

Analisis mekanikal dinamik digunakan untuk menentukan variasi modulus penyimpanan, modulus kehilangan dan faktor kehilangan sebagai fungsi suhu dan frekuensi. Daripada data ini, nilai untuk suhu peralihan kaca ditentukan. Banyak peralatan yang tersedia secara komersial menggunakan teknik ini dan, pada prinsipnya, boleh digunakan untuk semua mod pemuatan yang diterangkan dalam piawaian ISO 6721-1.

Prosedur ini meminimumkan ralat yang disebabkan oleh lag haba sampel, yang berbeza-beza bergantung pada kadar pemanasan yang digunakan, dengan mengandaikan bahawa suhu sampel diberikan oleh suhu relau yang diukur. Ini menghapuskan keperluan untuk pengukuran langsung suhu sampel, contohnya, dengan termogandingan yang terbenam dalam sampel.

• Piawaian “EN ISO 6721-12 Bahagian 12: Getaran mampatan - Kaedah bukan resonan” menerangkan kaedah getaran mampatan bukan resonan yang biasanya digunakan untuk menentukan komponen modulus kompleks mampatan polimer pada frekuensi antara 0,01 Hz hingga 100 Hz. Kaedah ini boleh digunakan untuk mengukur moduli penyimpanan dinamik polimer separa tegar dalam julat 1 MPa hingga 1 GPa.

Kaedah ini amat sesuai untuk mengukur moduli dinamik dan faktor kehilangan plastik separa tegar dalam bentuk prisma sudut tepat, silinder atau tiub, dan boleh digunakan dengan mudah untuk mengkaji variasi sifat dinamik dengan suhu dan frekuensi di sebahagian besar kawasan pengenduran getah kaca.

Selama bertahun-tahun, organisasi kami, dengan kakitangannya yang cekap dan berpengalaman, telah memahami keperluan pelanggannya, menyediakan perkhidmatan ujian lanjutan yang mereka perlukan, dan membantu mereka dalam penubuhan, pelaksanaan dan penambahbaikan sistem pengurusan. Dalam rangka kerja ini, kami juga menyediakan perkhidmatan ujian mengikut piawaian EN ISO 6721.