มาตรฐาน EN ISO 6721 พลาสติก - การกำหนดคุณสมบัติทางไดนามิกและเชิงกล

มาตรฐาน “EN ISO 6721 พลาสติก - การกำหนดคุณสมบัติเชิงกลแบบไดนามิก” ซึ่งพัฒนาโดยองค์การมาตรฐานสากล (ISO) และต่อมาเผยแพร่เป็นมาตรฐานยุโรปภายใต้ขอบเขตของความพยายามในการประสานงาน ประกอบด้วยหัวข้อย่อยต่อไปนี้ที่เผยแพร่ภายใต้ชื่อเดียวกัน:

• มาตรฐาน “EN ISO 6721-1 ส่วนที่ 1: หลักการทั่วไป” อธิบายวิธีการกำหนดคุณสมบัติทางกลเชิงพลวัตของพลาสติกแข็งในบริเวณพฤติกรรมความยืดหยุ่นหนืดเชิงเส้น มาตรฐานนี้ระบุคำจำกัดความและสรุปหลักการทั่วไปที่ครอบคลุมทุกแง่มุมที่เหมือนกันในวิธีการทดสอบแต่ละวิธีที่อธิบายไว้ในส่วนถัดไป

รูปแบบการเปลี่ยนรูปที่แตกต่างกันอาจให้ผลลัพธ์ที่ไม่สามารถเปรียบเทียบกันได้โดยตรง ตัวอย่างเช่น การสั่นสะเทือนแบบดึงทำให้เกิดความเค้นที่สม่ำเสมอทั่วทั้งความหนาของชิ้นงาน ในขณะที่การวัดการดัดงอได้รับอิทธิพลหลักจากคุณสมบัติของบริเวณพื้นผิวของชิ้นงาน

ค่าที่ได้จากข้อมูลการทดสอบการดัดงอสามารถเปรียบเทียบได้กับค่าที่ได้จากข้อมูลการทดสอบแรงดึงเฉพาะในระดับความเครียดที่ความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นและความเครียดเป็นแบบเชิงเส้น และสำหรับตัวอย่างที่มีโครงสร้างที่เป็นเนื้อเดียวกันเท่านั้น

• มาตรฐาน “EN ISO 6721-2 ส่วนที่ 2: วิธีลูกตุ้มบิด” อธิบายถึงสองวิธี (A และ B) สำหรับการกำหนดคุณสมบัติทางกลเชิงไดนามิกเชิงเส้นของพลาสติก ได้แก่ ส่วนประกอบการเก็บสะสมและการสูญเสียของโมดูลัสการบิด ซึ่งเป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิสำหรับการเสียรูปเล็กน้อยในช่วงความถี่ 0,1 เฮิรตซ์ ถึง 10 เฮิรตซ์

การพึ่งพาอุณหภูมิของสมบัติเหล่านี้ เมื่อวัดในช่วงอุณหภูมิที่กว้างเพียงพอ (เช่น ระหว่าง -50 องศาถึง +150 องศาสำหรับพลาสติกส่วนใหญ่ที่วางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์) จะให้ข้อมูลเกี่ยวกับบริเวณการเปลี่ยนสถานะของพอลิเมอร์ (เช่น การเปลี่ยนสถานะจากแก้วเป็นของเหลวและการเปลี่ยนสถานะจากหลอมเหลวเป็นของเหลว) นอกจากนี้ยังให้ข้อมูลเกี่ยวกับการเริ่มต้นของการไหลของพลาสติกด้วย

วิธีการทั้งสองที่อธิบายไว้ข้างต้นไม่สามารถใช้ได้กับลามิเนตแบบไม่สมมาตร (มาตรฐาน EN ISO 6721-3 ใช้ได้ในส่วนนี้) นอกจากนี้ วิธีการเหล่านี้ยังไม่เหมาะสำหรับการทดสอบยาง (มาตรฐาน ISO 4664-2 ใช้ได้ในส่วนนี้)

• มาตรฐาน “EN ISO 6721-3 ส่วนที่ 3: การสั่นสะเทือนขณะดัด - วิธีเส้นโค้งเรโซแนนซ์” อธิบายวิธีการสั่นสะเทือนขณะดัดโดยใช้เส้นโค้งเรโซแนนซ์เพื่อกำหนดค่าโมดูลัสเชิงซ้อนของการดัดของพลาสติกเนื้อเดียวกันและคุณสมบัติการหน่วงของพลาสติกเคลือบที่ออกแบบมาเพื่อเป็นฉนวนกันเสียง (เช่น ระบบที่ประกอบด้วยแผ่นโลหะที่หุ้มด้วยชั้นพลาสติกหน่วง หรือระบบแซนด์วิชที่ประกอบด้วยแผ่นโลหะสองชั้นโดยมีชั้นพลาสติกอยู่ตรงกลาง) การกำหนดคุณสมบัติเหล่านี้เป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิและความถี่นั้นมีประโยชน์ในหลายๆ กรณี
• มาตรฐาน “EN ISO 6721-4 ส่วนที่ 4: การสั่นสะเทือนจากการดึง - วิธีการไม่ใช้เรโซแนนซ์” อธิบายถึงวิธีการบังคับที่ไม่ใช้เรโซแนนซ์สำหรับการกำหนดส่วนประกอบของโมดูลัสเชิงซ้อนของการดึงของพอลิเมอร์ โดยทั่วไปที่ความถี่ตั้งแต่ 0,01 เฮิรตซ์ ถึง 100 เฮิรตซ์ การวัดที่ความถี่สูงกว่านี้เป็นไปได้ แต่มีแนวโน้มที่จะเกิดข้อผิดพลาดอย่างมากในคุณสมบัติไดนามิกที่วัดได้ วิธีนี้เหมาะสำหรับการวัดโมดูลัสการเก็บรักษาแบบไดนามิกในช่วง 0,01 กิกะปาสคาล ถึง 5 กิกะปาสคาล

แม้ว่าจะสามารถตรวจสอบวัสดุที่มีค่าโมดูลัสอยู่นอกช่วงนี้ได้ แต่เป้าหมายคือการใช้โหมดการเปลี่ยนรูปทางเลือกเพื่อให้ได้ความแม่นยำที่สูงขึ้น

วิธีนี้เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการวัดค่าตัวประกอบการสูญเสีย และจึงสามารถนำไปใช้ศึกษาการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติทางไดนามิกตามอุณหภูมิและความถี่ในช่วงกว้างของบริเวณการผ่อนคลายของยางแก้วได้อย่างง่ายดาย การมีข้อมูลที่ได้จากการวัดในช่วงความถี่และอุณหภูมิที่กว้างช่วยให้สามารถสร้างกราฟหลักที่แสดงคุณสมบัติทางไดนามิกในช่วงความถี่ที่กว้างขึ้นที่อุณหภูมิต่างๆ โดยใช้กระบวนการปรับเปลี่ยนความถี่และอุณหภูมิ

• มาตรฐาน “EN ISO 6721-5 ส่วนที่ 5: การสั่นสะเทือนจากการดัดงอ - วิธีที่ไม่ใช้เรโซแนนซ์” อธิบายถึงวิธีการดัดงอที่ไม่ใช้เรโซแนนซ์สำหรับการหาค่าโมดูลัสเชิงซ้อนของการดัดงอของพอลิเมอร์ โดยทั่วไปที่ความถี่ตั้งแต่ 0,01 เฮิรตซ์ ถึง 100 เฮิรตซ์ การวัดที่ความถี่สูงกว่านี้เป็นไปได้ แต่มีโอกาสเกิดข้อผิดพลาดอย่างมากในคุณสมบัติทางไดนามิกที่วัดได้ วิธีนี้เหมาะสำหรับการวัดโมดูลัสการเก็บรักษาแบบไดนามิกในช่วง 10 MPa ถึง 200 GPa

แม้ว่าจะสามารถศึกษาวัสดุที่มีค่าโมดูลัสต่ำกว่า 10 MPa ได้ แต่การวัดคุณสมบัติทางกลเชิงไดนามิกที่แม่นยำยิ่งขึ้นสามารถทำได้โดยใช้โหมดการเสียรูปเฉือน

วิธีนี้เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการวัดค่าตัวประกอบการสูญเสียที่มากกว่า 0,02 และจึงสามารถนำไปใช้ศึกษาการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติทางไดนามิกตามอุณหภูมิและความถี่ได้อย่างสะดวกในบริเวณส่วนใหญ่ของช่วงการผ่อนคลายของยางแก้ว การมีข้อมูลที่ได้จากการวัดในช่วงความถี่และอุณหภูมิที่กว้างทำให้สามารถสร้างกราฟหลักที่แสดงคุณสมบัติทางไดนามิกในช่วงความถี่ที่กว้างขึ้นที่อุณหภูมิต่างๆ โดยใช้กระบวนการปรับเปลี่ยนความถี่/อุณหภูมิได้

• มาตรฐาน “EN ISO 6721-6 ส่วนที่ 6: การสั่นสะเทือนแบบเฉือน - วิธีที่ไม่ใช้การสั่นพ้อง” อธิบายถึงวิธีการบังคับที่ไม่ใช้การสั่นพ้องสำหรับการกำหนดส่วนประกอบของโมดูลัสเชิงซ้อนแบบเฉือนของพอลิเมอร์ โดยทั่วไปที่ความถี่ตั้งแต่ 0,01 เฮิรตซ์ ถึง 100 เฮิรตซ์ การวัดที่ความถี่สูงกว่านี้เป็นไปได้ แต่มีแนวโน้มที่จะเกิดข้อผิดพลาดอย่างมากในคุณสมบัติไดนามิกที่วัดได้ วิธีนี้เหมาะสำหรับการวัดโมดูลัสการเก็บรักษาแบบไดนามิกในช่วง 0,1 MPa ถึง 50 MPa

แม้ว่าจะสามารถศึกษาวัสดุที่มีค่าโมดูลัสมากกว่า 50 MPa ได้ แต่การวัดคุณสมบัติการเฉือนแบบไดนามิกที่แม่นยำยิ่งขึ้นสามารถทำได้โดยใช้โหมดการเสียรูปแบบบิด

วิธีนี้เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการวัดค่าตัวประกอบการสูญเสียที่มากกว่า 0,02 และจึงสามารถนำไปใช้ศึกษาการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติทางไดนามิกตามอุณหภูมิและความถี่ในช่วงกว้างของบริเวณการผ่อนคลายของยางแก้วได้อย่างสะดวก การมีข้อมูลที่ได้จากการวัดในช่วงความถี่และอุณหภูมิที่กว้างช่วยให้สามารถสร้างกราฟหลักที่แสดงคุณสมบัติทางไดนามิกในช่วงความถี่ที่กว้างขึ้นที่อุณหภูมิต่างๆ โดยใช้กระบวนการปรับเปลี่ยนความถี่/อุณหภูมิ

• มาตรฐาน “EN ISO 6721-7 ส่วนที่ 7: การสั่นสะเทือนแบบบิด - วิธีที่ไม่ใช้การสั่นพ้อง” อธิบายถึงวิธีการแบบไม่ใช้การสั่นพ้องโดยอาศัยการบิดในการหาค่าโมดูลัสเชิงซ้อนเฉือนของพอลิเมอร์แข็งในรูปทรงแท่งหรือบาร์ โดยทั่วไปที่ความถี่ตั้งแต่ 0,001 เฮิรตซ์ ถึง 100 เฮิรตซ์ การวัดที่ความถี่สูงกว่านี้สามารถทำได้ แต่มีแนวโน้มที่จะเกิดข้อผิดพลาดอย่างมากในคุณสมบัติทางไดนามิกที่วัดได้ วิธีนี้เหมาะสำหรับการวัดโมดูลัสการเก็บรักษาแบบไดนามิกในช่วงประมาณ 10 MPa ซึ่งเป็นค่าทั่วไปสำหรับยางแข็ง ไปจนถึงประมาณ 10 GPa ซึ่งแสดงถึงพลาสติกเสริมใย แม้ว่าวัสดุที่มีโมดูลัสต่ำกว่า 10 MPa จะสามารถศึกษาได้ แต่การวัดคุณสมบัติทางไดนามิกที่แม่นยำยิ่งขึ้นสามารถทำได้โดยใช้การเสียรูปเฉือนหรือการบิดอย่างง่ายของชั้นบาง ๆ ระหว่างแผ่นขนาน

วิธีนี้เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการวัดค่าตัวประกอบการสูญเสียที่มากกว่า 0,02 และจึงสามารถนำไปใช้ศึกษาการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติทางไดนามิกตามอุณหภูมิและความถี่ได้อย่างสะดวกในบริเวณส่วนใหญ่ของช่วงการผ่อนคลายของยางแก้ว การมีข้อมูลที่ได้จากการวัดในช่วงความถี่และอุณหภูมิที่กว้างช่วยให้สามารถสร้างกราฟหลักที่แสดงคุณสมบัติทางไดนามิกในช่วงความถี่ที่กว้างขึ้นที่อุณหภูมิต่างๆ โดยใช้กระบวนการปรับเปลี่ยนความถี่และอุณหภูมิ

แม้ว่าการใช้ลูกตุ้มบิดจะสามารถกำหนดค่าสัมประสิทธิ์การสูญเสียที่ต่ำกว่า 0,1 ได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น แต่วิธีการที่อธิบายไว้ในมาตรฐานนี้ช่วยให้ครอบคลุมช่วงความถี่ที่กว้างกว่าและต่อเนื่องกว่ามาก

• มาตรฐาน “EN ISO 6721-8 ส่วนที่ 8: การสั่นสะเทือนตามยาวและตามขวาง - วิธีการแพร่กระจายคลื่น” อธิบายวิธีการแพร่กระจายคลื่นอัลตราโซนิกสำหรับการกำหนดส่วนประกอบการเก็บสะสมของโมดูลัสเชิงซ้อนตามยาวและโมดูลัสเชิงซ้อนเฉือนของพอลิเมอร์ที่ความถี่เฉพาะ โดยทั่วไปอยู่ในช่วง 0,5 MHz ถึง 5 MHz วิธีนี้เหมาะสำหรับการวัดวัสดุที่มีโมดูลัสการเก็บสะสมในช่วง 0,01 GPa ถึง 200 GPa และปัจจัยการสูญเสียต่ำกว่า 0,1 ที่ประมาณ 1 MHz ในวัสดุที่มีการสูญเสียสูงกว่านั้น ข้อผิดพลาดที่สำคัญในการวัดความเร็วจะเกิดขึ้นเนื่องจากการบิดเบือนของรูปคลื่น และข้อผิดพลาดเหล่านี้สามารถลดลงได้โดยใช้ขั้นตอนที่อยู่นอกขอบเขตของมาตรฐานนี้

วิธีการนี้ช่วยให้สามารถวัดค่าบนตัวอย่างขนาดเล็ก ซึ่งโดยทั่วไปจะมีขนาด 50 มม. x 20 มม. x 5 มม. หรือบนพื้นที่เล็กๆ ของตัวอย่างหรือแผ่นขนาดใหญ่ได้ ดังนั้นจึงสามารถได้ข้อมูลเกี่ยวกับความสม่ำเสมอหรือความไม่สมมาตรของค่าโมดูลัสในตัวอย่างได้

• มาตรฐาน “EN ISO 6721-9 ส่วนที่ 9: การสั่นสะเทือนแรงดึง - วิธีการแพร่กระจายพัลส์” อธิบายวิธีการแพร่กระจายพัลส์สำหรับการกำหนดส่วนประกอบการเก็บสะสมของโมดูลัสแรงดึงเชิงซ้อนของพอลิเมอร์ที่ความถี่เฉพาะ ซึ่งโดยทั่วไปอยู่ในช่วง 3 kHz ถึง 10 kHz วิธีนี้เหมาะสำหรับการวัดวัสดุที่มีโมดูลัสการเก็บสะสมในช่วง 0,01 GPa ถึง 200 GPa และปัจจัยการสูญเสียต่ำกว่า 0,1 ที่ประมาณ 10 kHz ในวัสดุที่มีการสูญเสียสูงกว่านั้น ข้อผิดพลาดที่สำคัญในการวัดความเร็วจะเกิดขึ้นเนื่องจากการลดลงของแอมพลิจูด

วิธีนี้ช่วยให้สามารถวัดค่าบนฟิล์มบางหรือเส้นใยบาง และตัวอย่างยาวได้ โดยทั่วไปจะเป็นแถบขนาด 300 มม. x 5 มม. x 0,1 มม. หรือเส้นใยขนาด 300 มม. x 0,1 มม. (เส้นผ่านศูนย์กลาง) วิธีนี้อาจไม่เหมาะสมสำหรับพลาสติกเซลลูลาร์ พลาสติกคอมโพสิต และผลิตภัณฑ์หลายชั้น

• มาตรฐาน “EN ISO 6721-10 ส่วนที่ 10: ความหนืดเฉือนเชิงซ้อนโดยใช้เครื่องวัดความหนืดแบบแผ่นขนานแบบสั่น” อธิบายหลักการทั่วไปของวิธีการกำหนดคุณสมบัติทางรีโอโลยีแบบไดนามิกของพอลิเมอร์หลอมเหลวที่ความถี่เชิงมุมโดยทั่วไปอยู่ในช่วง 0,01 rad·s⁻¹ ถึง 100 rad·s⁻¹ โดยใช้เครื่องวัดความหนืดแบบสั่นที่มีรูปทรงเรขาคณิตแบบแผ่นขนาน ความถี่เชิงมุมนอกช่วงนี้ก็สามารถใช้ได้เช่นกัน วิธีนี้ใช้เพื่อกำหนดค่าของคุณสมบัติทางรีโอโลยีแบบไดนามิกต่อไปนี้: ความหนืดเฉือนเชิงซ้อน ความหนืดเฉือนแบบไดนามิก ส่วนประกอบนอกเฟสของความหนืดเฉือนเชิงซ้อน โมดูลัสเฉือนเชิงซ้อน โมดูลัสการสูญเสียเฉือน และโมดูลัสการเก็บรักษาเฉือน โดยทั่วไปแล้วเหมาะสำหรับการวัดค่าความหนืดเฉือนเชิงซ้อนได้ถึงประมาณ 10 MPa·s

อย่างไรก็ตาม มาตรฐานนี้ยังไม่มีผลบังคับใช้ในขณะนี้

• มาตรฐาน “EN ISO 6721-11 ส่วนที่ 11: อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะแก้ว” ครอบคลุมการใช้กระบวนการวิเคราะห์เชิงกลแบบไดนามิกในโหมดการสแกนอุณหภูมิเพื่อกำหนดอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะแก้วของพลาสติก โดยนำเสนอวิธีการทางเลือกแทนการใช้แคลอรีเมตรีแบบสแกนเชิงอนุพันธ์สำหรับการวัดนี้

การวิเคราะห์เชิงกลแบบไดนามิกใช้เพื่อกำหนดการเปลี่ยนแปลงของโมดูลัสการเก็บรักษา โมดูลัสการสูญเสีย และปัจจัยการสูญเสียตามฟังก์ชันของอุณหภูมิและความถี่ จากข้อมูลนี้ จะสามารถกำหนดค่าอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะเป็นแก้วได้ อุปกรณ์เชิงพาณิชย์จำนวนมากใช้เทคนิคนี้ และโดยหลักการแล้ว สามารถนำไปใช้กับโหมดการรับแรงทั้งหมดที่อธิบายไว้ในมาตรฐาน ISO 6721-1 ได้

วิธีการนี้ช่วยลดข้อผิดพลาดที่เกิดจากความล่าช้าทางความร้อนของตัวอย่าง ซึ่งแตกต่างกันไปตามอัตราการให้ความร้อนที่ใช้ โดยการสมมติว่าอุณหภูมิของตัวอย่างนั้นได้มาจากอุณหภูมิของเตาที่วัดได้ วิธีนี้ช่วยขจัดความจำเป็นในการวัดอุณหภูมิของตัวอย่างโดยตรง เช่น การใช้เทอร์โมคัปเปิลที่ฝังอยู่ในตัวอย่าง

• มาตรฐาน “EN ISO 6721-12 ส่วนที่ 12: การสั่นสะเทือนแบบอัด - วิธีที่ไม่ใช่เรโซแนนซ์” อธิบายถึงวิธีการสั่นสะเทือนแบบอัดที่ไม่ใช่เรโซแนนซ์ ซึ่งโดยทั่วไปใช้ในการกำหนดส่วนประกอบของโมดูลัสเชิงซ้อนของการอัดของพอลิเมอร์ที่ความถี่ตั้งแต่ 0,01 เฮิรตซ์ ถึง 100 เฮิรตซ์ วิธีนี้ใช้ได้กับการวัดโมดูลัสการเก็บรักษาแบบไดนามิกของพอลิเมอร์กึ่งแข็งในช่วง 1 เมกะปาสคาล ถึง 1 กิกะปาสคาล

วิธีนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวัดโมดูลัสไดนามิกและปัจจัยการสูญเสียของพลาสติกกึ่งแข็งในรูปทรงปริซึมมุมฉาก ทรงกระบอก หรือท่อ และสามารถใช้ตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติไดนามิกตามอุณหภูมิและความถี่ได้อย่างง่ายดายในช่วงกว้างของบริเวณการผ่อนคลายของยางแก้ว

เป็นเวลานานหลายปีที่องค์กรของเรา ด้วยทีมงานที่มีความสามารถและประสบการณ์ ได้เข้าใจถึงความต้องการของลูกค้า ให้บริการทดสอบขั้นสูงที่พวกเขาต้องการ และช่วยเหลือพวกเขาในการจัดตั้ง การนำไปใช้ และการปรับปรุงระบบการจัดการ ภายใต้กรอบนี้ เรายังให้บริการทดสอบตามมาตรฐาน EN ISO 6721 อีกด้วย