DIN 53423 剛性多孔材料試驗－彎曲試驗

德國標準化協會 (DIN) 發布的標準「DIN 53423 剛性泡棉材料試驗－彎曲試驗」描述如何對剛性泡棉材料（例如硬質泡棉）進行彎曲試驗。該標準被廣泛引用在材料數據表中，尤其適用於聚氨酯 (PU) 泡沫、聚甲基丙烯酰胺 (PMI) 泡沫、三聚氰胺泡沫以及用於保溫、建築、航空航天、模型板和複合材料芯材等領域的類似剛性泡沫產品。

早期的硬質泡棉材料測試通常基於DIN標準系列，例如，DIN 53421用於壓縮測試，DIN 53423用於彎曲/撓曲測試。如今，大多數國際測驗已轉向採用相容的國際標準，例如：

• EN ISO 1209 剛性泡沫塑膠 - 彎曲性能的測定
• ISO 178 塑膠 - 彎曲性能的測定（在某些情況下，該標準已適用於泡沫材料）
• ASTM D790 非增強及增強塑膠及電絕緣材料彎曲性能的標準試驗方法。

許多材料製造商仍然在較舊的技術資料表中列出 DIN 53423 標準值，以便進行歷史比較，或者因為較舊的證書/產品引用了這些值。

根據 DIN 53423 標準，彎曲試驗用於測定硬質泡沫試樣在三點或四點彎曲載重作用下的性能，直到斷裂或達到規定的變形量。通常報告的基本特性包括：

• 彎曲強度：通常以 N/mm2 或 MPa 表示（斷裂應力或特定撓度下的應力）。
• 彎曲模量：彎曲剛度，單位為 N/mm²。

典型的測試設定如下：

• 矩形棒狀試樣（尺寸通常為 20 x 20 x 120 毫米或類似尺寸）
• 三點彎曲，具有特定的支撐跨度和加載速率。
• 測量直至斷裂或達到規定的應變。

硬質泡沫材料的性能會因其密度和類型而異：

• 低密度聚氨酯安裝/膨脹泡沫：彎曲強度約 0,7-7 N/cm2。
• 高密度硬質PU泡棉：彎曲強度約20-34 N/mm2。
• PMI 結構泡棉：數值明顯高於 DIN 53423、ISO 1209 和 ASTM D790 標準。
• 泡棉板：典型的展示/模型級泡棉板的彎曲強度約為 2-4 N/mm2。

這些數值經常出現在絕緣泡棉、夾芯板芯材、門框泡棉和複合材料的技術資料表中。

直到最近，DIN 5342x系列標準一直是許多歐洲泡棉材料特性分析方法的基礎。即使該標準已被撤銷，在比較歷史材料性能或解讀舊證書或專利時，它仍然是一個重要的參考依據。

目前，如果需要對硬質泡沫塑膠進行測試，則採用以下標準：

• 硬質泡沫材料的直接彎曲性能符合 ISO 1209 或 EN ISO 1209 標準。
• 樣品製備、測試速度和計算方法非常相似。

簡而言之，DIN 53423 標準提供了一種測定剛性多孔材料（例如剛性泡沫材料）彎曲性能的方法。然而，由於 DIN 53423 標準現已過時，因此提出了 ISO 1209-1 和 ISO 1209-2 等國際標準作為現代替代方案。

DIN 53423 標準的主要目的是評估剛性多孔材料抵抗彎曲負荷的能力。此測試透過對試樣施加可控力，確定材料在發生變形或斷裂之前能夠承受的最大載荷。

這些資訊有助於製造商和研究人員在以下領域開展工作：

• 評估硬質泡沫的結構完整性。
• 比較不同泡沫配方或密度
• 評估生產過程中的品質一致性。
• 確定其是否適用於承重或絕緣應用。

測試的典型材料包括：

• 硬質聚氨酯（PUR/PIR）泡沫
• 聚苯乙烯泡沫（EPS、XPS）
• 酚醛泡沫
• 其他用於絕緣或夾層結構的硬質蜂窩塑膠。

DIN 53423 標準採用三點彎曲配置。其基本原理如下：

• 矩形試樣由兩點（支座）支撐。
• 在樣品中心施加電荷。
• 該力使樣品發生彎曲。

記錄施加的載重和由此產生的變形，直到發生預設的撓度或斷裂。該方法能夠測量材料在彎曲應力下的彎曲行為，這對於在實際應用中經常承受彎曲載荷的剛性多孔材料至關重要。

此測試通常需要以下條件：

• 可控加載萬能試驗機（UTM）
• 三點彎曲夾具，有兩個支撐點和一個中央加載頭。
• 用於記錄位移的偏差測量系統。
• 用於採集載荷-撓度曲線的數據採集系統。

在監測樣品反應的同時，以恆定速率逐漸施加負荷。

測試中使用的樣本通常具有以下特徵：

• 長方形
• 長度、寬度和厚度均已確定。
• 切割過程中細胞結構光滑無損。

測試前對樣品進行適當的調節（溫度和濕度）通常是確保結果可重複性的必要條件。

簡化的測試程序包括以下步驟：

• 樣品製備：將樣品切割成指定尺寸，並在受控的實驗室條件下進行處理。
• 樣品組裝：將樣品放置在彎曲夾具的兩個支撐件之間。
• 加載：以恆定的橫樑速度對樣品中心施加力。
• 測量：測試過程中記錄載重和撓度。
• 斷裂或目標偏差：測試持續進行，直到樣品斷裂或達到規定的變形。

彎曲試驗可以確定以下參數：

• 斷裂瞬間的彎曲負荷
• 以指定偏差加載
• 載重-撓度曲線
• 相對彎曲剛度

這些數值有助於表徵剛性多孔塑膠的機械性能，尤其是在彎曲應力發生的應用。

DIN 53423 標準已不再有效，並已被以下國際標準基本取代：

• ISO 1209-1 剛性多孔塑膠基本彎曲測試。
• ISO 1209-2 彎曲強度和彈性模量的測定。

這些標準提供了更全面的方法，包括使用三點彎曲系統計算彎曲強度和彈性模量。

多年來，憑藉我們經驗豐富的專業團隊，我們始終專注於客戶需求，提供先進的測試服務，並協助客戶建立、實施和改進管理系統。在此框架下，我們也提供符合DIN 53423標準的測試服務。