Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4501-2:2014 Xác định tính chất kéo Điều kiện thử đối với chất dẻo đúc và đùn

Plastics - Determination of tensile properties - Part 2: Test conditions for moulding and extrusion plastics

1. Phạm vi áp dụng

1.1. Tiêu chuẩn này quy định các điều kiện thử đối với việc xác định các tính chất kéo của chất dẻo đúc và đùn, dựa trên các nguyên tắc chung nêu trong TCVN 4501-1 (ISO 527-1).

1.2. Các phương pháp lựa chọn thích hợp đối với việc sử dụng với các loại vật liệu sau:

- Các vật liệu nhiệt dẻo cứng và bán cứng dùng để đúc, đùn và cán, bao gồm cả các tổ hợp được độn và gia cường, ví dụ bằng sợi ngắn, thanh nhỏ, tấm hoặc hạt nhưng không bao gồm các sợi dệt [xem TCVN 4501-4 (ISO 527-4) và TCVN 4501-5 (ISO 527-5)]. Xem TCVN 4501-1:2014 (ISO 527-1:2012), Điều 3 đối với định nghĩa về “cứng” và “bán cứng”;

- Các vật liệu nhiệt dẻo cứng và bán cứng dùng để đúc và cán, bao gồm cả các tổ hợp được độn hay gia cường nhưng không bao gồm các sợi dệt làm chất gia cường [xem TCVN 4501-4 (ISO 527-4) và TCVN 4501-5 (ISO 527-5)];

- Polyme tinh thể lỏng hướng nhiệt.

Thông thường các phương pháp không thích hợp với việc sử dụng cùng với các vật liệu xốp cứng hay vật liệu xốp có các cấu trúc có kẹp lớp. Đối với vật liệu xốp cứng, xem ISO 1926.

Các phương pháp không thích hợp đối với màng và tấm dễ uốn, có chiều dày nhỏ hơn 1 mm, xem TCVN 4501-3 (ISO 527-3).

...

...

...

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 4501-1:2014 (ISO 527-1:2012), Chất dẻo – Xác định các tính chất kéo – Phần 1: Nguyên tắc chung.

TCVN 9853 (ISO 20753), Chất dẻo – Mẫu thử.

ISO 293:1986, Plastic – Compression moulding test specimens of thermoplastic materials (Chất dẻo – Mẫu thử của vật liệu nhiệt dẻo tạo hình bằng ép bình thường).

ISO 294-1, Plastics – Injection moulding of test specimens of thermoplastic materials – Part 1: General principles, and moulding of multipurpose and bar test specimens (Chất dẻo – Mẫu thử của vật liệu nhiệt dẻo tạo hình bằng ép phun – Phần 1: Nguyên tắc chung và tạo hình bằng mẫu thử đa mục đích và dạng thanh).

ISO 295:1991, Plastics – Compression moulding of test specimens of thermosetting materials (Chất dẻo – Mẫu thử vật liệu nhiệt rắn tạo hình bằng ép bình thường).

ISO 2818, Plastics – Preparation of test specimens by machining (Chất dẻo – Chuẩn bị mẫu thử bằng máy).

ISO 10724-1, Plastics – Injection moulding of test specimens of thermosetting powder moulding compounds (PMCs) – Part 1: General principles and moulding of multipurpose test specimens (Chất dẻo – Mẫu thử của các hợp chất đúc bột nhiệt rắn (PMCs) tạo hình bằng ép phun – Phần 1: Nguyên tắc chung và tạo hình bằng mẫu thử đa mục đích)

...

...

...

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Xem Điều 3 của TCVN 4501-1:2014 (ISO 527-1:2012).

4. Nguyên tắc và phương pháp

Xem Điều 4 của TCVN 4501-1:2014 (ISO 527-1:2012).

5. Thiết bị, dụng cụ

5.1. Yêu cầu chung

Xem 5.1.1 đến 5.1.4, Điều 5 của TCVN 4501-1:2014 (ISO 527-1:2012).

5.2. Dụng dụ đo độ giãn

Trong tiêu chuẩn này, khi sử dụng mẫu thử đa mục đích thì chiều dài đo tốt nhất là 75 mm.

...

...

...

Nếu biến dạng được ghi lại chỉ trên một cạnh của mẫu thử, đảm bảo rằng các biến dạng thấp không bị sai lệch do uốn, mà có thể gây ra do bị lệch trục và trạng thái vênh ban đầu của mẫu thử và điều này tạo ra chênh lệch biến dạng giữa các bề mặt đối diện của mẫu thử.

CHÚ THÍCH: Việc gia tăng chiều dài đo dẫn đến độ chính xác cao hơn, đặc biệt đối với phép xác định modul. Độ chính xác tuyệt đối của phép đo độ giãn dài cần thiết cho ± 1 % độ chính xác của phép xác định modul bằng ± 1,5 mm. Giá trị này cần nhỏ hơn ± 1 mm nếu sử dụng chiều dài đo bằng 50 mm. Hơn nữa, thắt cổ ở phía ngoài của chiều dài đo sẽ ít xảy ra hơn.

5.3. Ghi lại thông số

Xem 5.1.6 của TCVN 4501-1:2014 (ISO 527-1:2012).

CHÚ THÍCH: Đối với xác định modul kéo dưới các điều kiện v = 1 mm/min, L0 = 75 mm, L = 115 mm và r = 0,000 5 mm, tần số ghi đối với tín hiệu biến dạng lớn hơn hoặc bằng 22 s 1 sẽ phù hợp với TCVN 4501-1:2014 (ISO 527-1:2012), Công thức (1). Tần số này gia tăng khi chiều dài đo tăng. Với chiều dài đo lớn hơn, độ giãn dài tuyệt đối được đo bằng dụng cụ đo độ giãn thì lớn hơn đối với khoảng cách má kẹp tương tự, nghĩa là dụng cụ ghi sẽ thấy nhiều điểm thông số hơn trong cùng một thời gian.

6. Mẫu thử

6.1. Hình dạng và kích thước

Bất cứ trường hợp nào, mẫu thử phải là loại có hình quả tạ 1A và 1B như được chỉ trong Hình 1 và Bảng 1. Kiểu 1A thông dụng hơn đối với mẫu thử đa mục đích tạo hình bằng ép phun trực tiếp, kiểu 1B dành cho mẫu thử gia công bằng máy. Kiểu 1A cũng có thể được sử dụng đối với mẫu thử đúc ép. Để sử dụng các mẫu thu nhỏ theo tỷ lệ, xem Phụ lục A và/hoặc TCVN 9853 (ISO 20753).

CHÚ THÍCH 1: Mẫu thử kiểu 1A và 1B phải có độ dày 4 mm như nhau đối với mẫu thử đa mục đích, tương ứng với kiểu A và B theo ISO 3167 và tương ứng với kiểu A1 và A2 theo TCVN 9853 (ISO 20753).

...

...

...

CHÚ THÍCH 2: Các mẫu thử thu nhỏ khác có các hệ số tỷ lệ khác nhau được định nghĩa trong TCVN 9853 (ISO 20753).

6.2. Chuẩn bị mẫu thử

Mẫu thử hoặc được ép trực tiếp hoặc ép phun vật liệu phù hợp với ISO 293, ISO 294-1, ISO 295 hoặc ISO 10724-1 sao cho phù hợp, hoặc gia công bằng máy phù hợp với ISO 2818 từ các tấm đã được ép bình thường hay ép phun từ tổ hợp vật liệu, hoặc nhận được từ các tấm cán hoặc đùn. Các điều kiện đúc khuôn phải phù hợp với các tiêu chuẩn liên quan đối với vật liệu hoặc nếu không có các tiêu chuẩn thì theo sự thỏa thuận giữa các bên liên quan.

Kiểm tra nghiêm ngặt tất cả các điều kiện chuẩn bị mẫu thử là cần thiết để đảm bảo tất cả các mẫu thử đều thực sự trong trạng thái như nhau.

Tất cả bề mặt của mẫu thử không được nứt, rạn, xước hay có những lỗi khác. Tất cả ba via từ mẫu được đúc, nếu có, phải bị loại bỏ, chú ý không làm tổn hại bề mặt đúc.

Mẫu thử từ thành phẩm cần được lấy từ vùng bằng phẳng hoặc vùng có độ cong tối thiểu. Đối với chất dẻo gia cường, mẫu thử không nên sử dụng máy để giảm độ dày trừ khi thực sự cần thiết. Mẫu thử có bề mặt được gia công bằng máy sẽ không đưa lại kết quả có thể so sánh với mẫu thử có bề mặt không gia công bằng máy.

6.3. Đánh dấu vạch đo

Xem 6.3 của TCVN 4501-1:2014 (ISO 527-1:2012).

6.4. Kiểm tra mẫu thử

...

...

...

6.5. Tính bất đẳng hướng

Các tấm tạo hình bằng ép phun và đùn, cũng như các sản phẩm hoàn thiện, thể hiện một vài mức độ bất đẳng hướng là kết quả của định hướng dòng chảy gây ra. Sự phụ thuộc hướng của các tính chất kéo có thể được đánh giá bằng các mẫu thử gia công bằng máy song song và vuông góc với hướng dòng chảy biểu thị đặc tính của quá trình đúc khuôn. Trong trường hợp không có các thông tin về hướng như vậy, các mẫu thử phải được gia công bằng máy theo các hướng như thỏa thuận giữa các bên quan tâm.

6.6. Số lượng mẫu thử

Xem Điều 7 của TCVN 4501-1:2014 (ISO 527-1:2012).

7. Ổn định

Xem Điều 8 của TCVN 4501-1:2014 (ISO 527-1:2012).

8. Cách tiến hành

Xem Điều 9 của TCVN 4501-1:2014 (ISO 527-1:2012).

Đối với phép đo modul kéo (xem 3.9 của TCVN 4501-1:2014 (ISO 527-1:2012), tốc độ thử phải là 1 mm/min đối với mẫu thử kiểu 1A và 1B (xem Hình 1). Điều này tương ứng với tốc độ biến dạng xấp xỉ bằng 1 % min^-1. Đối với mẫu thử nhỏ, xem Phụ lục A.

...

...

...

Xem Điều 10 của TCVN 4501-1:2014 (ISO 527-1:2012).

10. Độ chụm

Xem Phụ lục B (tham khảo).

11. Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm các thông tin sau:

a) viện dẫn tiêu chuẩn này, gồm cả kiểu mẫu thử và tốc độ thử;

VÍ DỤ: TCVN 4501-2 (ISO 527-2)/1A/50, trong đó: 1A là kiểu mẫu thử (xem Hình 1 và Bảng 1); 50 là tốc độ thử tính bằng milimét trên phút;

b) đến q) xem Điều 12 của TCVN 4501-1:2014 (ISO 527-1:2012).

...

...

...

Bảng 1 – Kích thước mẫu thử kiểu 1A và 1B

Kích thước tính bằng milimét

Kiểu mẫu thử

1A

1B

l₃

Tổng chiều dài ^a

170

...

...

...

l₁

Chiều dài phần cạnh song song hẹp

80 ± 2

60,0 ± 0,5

r

Bán kính

24 ± 1

60 ± 0,5

l₂

...

...

...

109,3 ± 3,2

108 ± 1,6

b₂

Chiều rộng hai đầu

20,0 ± 0,2

b₁

Chiều rộng phần hẹp

10,0 ± 0,2

h

...

...

...

4,0 ± 0,2

L_o

Chiều dài đo (ưu tiên)

Chiều dài đo (có thể chấp nhận nếu yêu cầu kiểm soát chất lượng hoặc nếu quy định)

75,0 ± 0,5

50,0 ± 0,5

50,0 ± 0,5

L

Khoảng cách kẹp ban đầu

...

...

...

115 ± 1

^a Khuyến cáo tổng chiều dài bằng 170 mm của mẫu thử kiểu 1A phù hợp với ISO 294-1 và ISO 10724-1. Đối với một số vật liệu, độ dài của dải có thể cần phải kéo dài (ví dụ l₃ = 200 mm) để tránh bị gãy hoặc trượt trong các kẹp của máy thử.

^b l₂ = l₁+ [4r(b₂ – b₁ ) – (b₂ – b₁ )²]^1/2, tính từ l₁ , r, b₁ và b₂ nhưng trong khoảng dung sai cho phép

PHỤ LỤC A

(tham khảo)

Mẫu thử nhỏ

Nếu vì lý do nào đó mà không thể sử dụng mẫu thử tiêu chuẩn kiểu 1, thì có thể sử dụng mẫu thử kiểu 1BA, 1BB (xem Hình A.1 và Bảng A.1), 5A hoặc 5B (xem Hình A.2 và Bảng A.2) hoặc có thể sử dụng các mẫu thử theo qui định trong TCVN 9853 (ISO 20753) miễn là tốc độ thử được điều chỉnh theo giá trị được nêu trong 5.1.2, Bảng 1 của TCVN 4501-1:2014 (ISO 527-1:2012), những giá trị đưa ra tỷ lệ biến dạng danh nghĩa đối với mẫu thử nhỏ gần với giá trị được sử dụng đối với mẫu thử kích thước tiêu chuẩn. Tỷ lệ biến dạng danh nghĩa là tỷ số của tốc độ thử [xem 3.5 trong TCVN 4501-1:2014 (ISO 527-1:2012)] với khoảng cách kẹp ban đầu. Khi phép đo modul được yêu cầu, tốc độ thử được khuyến cáo tương ứng với tốc độ biến dạng là 1 % min^-1. Có thể có khó khăn về mặt kỹ thuật khi đo modul trên mẫu thử nhỏ do chiều dài đo nhỏ và thời gian thử ngắn. Kết quả đạt được từ mẫu thử nhỏ không thể so sánh được với kết quả đạt được từ mẫu thử kiểu 1.

...

...

...

Bảng A.1. – Kích thước mẫu thử kiểu 1BA và 1BB

Kích thước tính bằng milimét

Kiểu mẫu thử

1BA

1BB

l₃

Tổng chiều dài

≥ 75

...

...

...

l₁

Chiều dài phần cạnh song song hẹp

30,0 ± 0,5

12,0 ± 0,5

r

Bán kính

≥ 30

≥ 12

l₂

...

...

...

58 ± 2

12 ± 2

b₂

Chiều rộng hai đầu

10,0 ± 0,5

4 ± 0,2

b₁

Chiều rộng phần hẹp

5,0 ± 0,5

...

...

...

h

Độ dày

≥ 2

≥ 2

L_o

Chiều dài đo

25,0 ± 0,5

10,0 ± 0,2

L

...

...

...

Chú thích: Kiểu mẫu thử 1BA và 1BB có tỷ lệ tương ứng với kiểu 1B với hệ số thu nhỏ 1:2 và 1:5 lần lượt cho từng kiểu mẫu thử không tính đến độ dày.

Hình A.2. – Mẫu thử kiểu 5A và 5B

Bảng A.2. – Kích thước mẫu thử kiểu 5A và 5B

Kích thước tính bằng milimét

...

...

...

5A

5B

l₃

Tổng chiều dài

≥ 75

≥ 35

b₂

Chiều rộng hai đầu

12,5 ± 1

...

...

...

l₁

Chiều dài phần cạnh song song hẹp

25 ± 1

12 ± 0,5

b₁

Chiều rộng phần hẹp

4 ± 0,1

2 ± 0,1

r₁

...

...

...

8 ± 0,5

3 ± 0,1

r₂

Bán kính lớn

12,5 ± 1

3 ± 0,1

L

Khoảng cách kẹp ban đầu

50 ± 2

...

...

...

L_o

Chiều dài đo

20 ± 0,5

10 ± 0,2

h

Độ dày

2 ± 0,2

1 ± 0,1

CHÚ THÍCH: Mẫu thử kiểu 5A và 5B gần tương tự với kiểu 5 của TCVN 4501 -3 (ISO 527-3) và đại diện tương ứng cho kiểu 2 và 4 của TCVN 4509 (ISO 37).

...

...

...

PHỤ LỤC B

(tham khảo)

Công bố độ chụm

B.1. Định nghĩa và thông tin

B.1.1. Bảng B.1 đến B.4 dựa trên thử nghiệm liên phòng gồm ba đến bảy phòng thử nghiệm và bốn đến bảy vật liệu. Các kết quả đưa ra trong các bảng tạo thà nh một nhóm thử nghiệm liên phòng được thực hiện bởi một nhóm bảy phòng thử nghiệm Đức, Áo và Thụy Sỹ, sử dụng tổng số 25 vật liệu. Các mẫu thử luôn được chuẩn bị và phân phối bởi một nguồn. Mỗi phòng thử nghiệm nhận được và báo cáo năm (5) kết quả thử k hác riêng biệt cho mỗi loại vật liệu. Các kết quả báo cáo được đánh giá theo TCVN 6910-2 (ISO 5725-2).

CHÚ Ý: Do hạn chế về số lượng phòng thử nghiệm và vật liệu, các giải thích sau đây về r và R (xem B.1.2.1 đến B.1.2.3) chỉ dự định giới thiệu một cách đ ầy đủ ý nghĩa về xem xét độ chụm gần đúng của phương pháp này. Thông số trong Bảng B.1 và B.4 không nên áp dụng một cách chặt chẽ để chấp nhận hoặc từ chối vật liệu, vì các thông số đó thì cụ thể cho robin vòng tròn và có thể không đại diện cho các lô, điều kiện, vật liệu hoặc các phòng thử nghiệm khác.

B.1.2. Khái niệm về “r” và “R” có thể xem trong Bảng B.1 đến B.4.

B.1.2.1. Độ lặp lại – Hai kết quả thử nhận được trong phạm vi một phòng thử nghiệm phải được đánh giá không tương đương nếu chúng khác nhau l ớn hơn giá trị r đối với vật liệu đó. r là khoảng đại diện cho sự chênh lệch tới hạn giữa hai kết quả thử đối với cùng vật liệu, nhận được bởi cùng một người thao tác bằng cách sử dụng cùng thiết bị trong cùng một phòng thử nghiệm.

B.1.2.2. Độ tái lập – Hai kết quả thử nhận được bởi các phòng thử nghiệm khác nhau phải được đánh giá không tương đương nếu chúng khác nhau lớn hơn giá trị R đối với vật liệu đó. R là khoảng đại diện cho sự chênh lệch tới hạn giữa hai kết quả thử đối với cùng vật liệu, nhận được bởi những người thao tác khác nhau bằng cách sử dụng thiết bị khác nhau trong các phòng thử nghiệm khác nhau.

...

...

...

B.2. Thông số độ chụm

Trong các Bảng dưới đây, các tính chất thống kê được sử dụng là:

s_r = độ lệch chuẩn trong phòng thử nghiệm,

s_R = độ lệch chuẩn liên phòng thử nghiệm,

r = 95 % giới hạn độ lặp lại = 2,8 sr,

R = 95 % giới hạn độ tái lập = 2,8 sR,

n_Lab = số phòng thử nghiệm báo cáo kết quả.

Bảng B.1 – Độ chụm, modul kéo (MPa)

...

...

...

L₀ = 50 mm

Vật liệu

n_Lab

Giá trị trung bình

s_r

s_R

r

R

...

...

...

7

435

17

30

47

83

ABS

6

1 799

...

...

...

92

42

258

PC

6

2 448

34

98

94

...

...

...

PMMA

7

3 375

33

136

92

381

POM GF30

7

...

...

...

229

425

641

1 190

PBT GF30

6

9 882

168

680

...

...

...

1 904

LCP

7

30 414

966

2 547

2 705

7 131

...

...

...

L₀ = 75 mm

Vật liệu

n_Lab

Giá trị trung bình

s_r

s_R

r

R

RAHECO

...

...

...

491

8

29

21

80

ABS

6

1 799

14

...

...

...

40

175

PC

6

2 456

23

78

64

217

...

...

...

7

3 411

36

79

102

220

POM GF30

7

8 711

...

...

...

291

242

816

PBT GF30

6

9 954

119

370

332

...

...

...

LCP

7

30 580

1 014

1 699

2 840

4 757

Bảng B.2 – Độ chụm, ứng suất tại điểm chảy dẻo (MPa)

...

...

...

L₀ = 50 mm

Vật liệu

n_Lab

Giá trị trung bình

s_r

s_R

r

R

RAHECO

...

...

...

13,7

0,14

0,61

0,4

1,7

PEBA

7

22,2

0,36

...

...

...

1

3,4

ABS

6

36,4

0,18

1,93

0,5

5,4

...

...

...

6

63,6

0,18

0,89

0,5

2,5

PA 63T

7

84

...

...

...

5,11

0,9

14,3

Bảng B.3 – Độ chụm, biến dạng tại điểm chảy (%)

L₀ = 50 mm

Vật liệu

n_Lab

...

...

...

s_r

s_R

r

R

ABS

6

2,6

0,07

0,21

...

...

...

0,6

PC+ABS

6

4,5

0,07

0,18

0,2

0,5

POM

...

...

...

7,3

0,18

0,54

0,5

1,5

PA 63T

7

7,5

0,11

...

...

...

0,3

2,2

RAHECO

7

13,1

0,46

2,00

1,3

5,6

...

...

...

L₀ = 75 mm

...

...

...

n_Lab

Giá trị trung bình

s_r

s_R

r

R

ABS

6

2,7

...

...

...

0,04

0,1

0,1

PC+ABS

6

4,4

0,07

0,21

0,2

...

...

...

POM

7

7,2

0,21

0,71

0,6

2,0

PA 63T

7

...

...

...

0,32

0,93

0,9

2,6

RAHECO

7

12,8

0,75

2,25

...

...

...

6,3

Bảng B.4 – Độ chụm, biến dạng tại điểm đứt (%)

L₀ = 50 mm

Vật liệu

n_Lab

Giá trị trung bình

...

...

...

s_R

r

R

LCP

7

0,6

0,1

0,1

0,2

...

...

...

ABS

4

2,8

0,4

0,4

1

1,1

PA66GF30

7

...

...

...

0,1

0,7

0,4

2,0

PA12

3

17,7

1,2

2,3

...

...

...

6,5

...

...

...

L₀ = 75 mm

Vật liệu

n_Lab

Giá trị trung bình

s_r

s_R

r

R

LCP

...

...

...

0,6

0,1

0,1

0,2

0,2

ABS

4

6,2

1,1

...

...

...

3,2

3,6

PA66GF30

7

3,4

0,1

0,2

0,4

0,6

...

...

...

3

16,3

1,2

2,8

3,4

7,9

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] TCVN 4509 (ISO 37), Cao su lưu hóa hoặc nhiệt dẻo – Xác định tính chất ứng suất-biến dạng khi kéo.

...

...

...

[3] ISO 249-3, Plastics – Injection moulding of test specimens of thermoplastic materials – Part 3: Small plates (Chất dẻo – Ép phun mẫu thử bằng vật liệu nhựa nhiệt dẻo – Phần 3: Tấm nhỏ).

[4] ISO 1926, Rigid cellular plastics – Determination of tensile properties (Chất dẻo xốp cứng – Xác định tính chất kéo).

[5] ISO 3167, Plastics – Multipurpose test specimens (Chất dẻo – Mẫu thử đa mục đích).

[6] TCVN 6910-2 (ISO 5725-2), Độ chính xác (độ đúng và độ chụm) của phương pháp đo và kết quả đo – Phần 2: Phương pháp cơ bản để xác định độ lặp lại và tái lập của phương pháp đo tiêu chuẩn.

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1. Phạm vi áp dụng

2.Tài liệu viện dẫn

...

...

...

4.Nguyên tắc và phương pháp

5. Thiết bị, dụng cụ

6. Mẫu thử

7. Ổn định

8. Cách tiến hành

9. Tính toán và biểu thị kết quả

10. Độ chụm

11. Báo cáo thử nghiệm

Phụ lục A (tham khảo) Mẫu thử nhỏ

...

...

...

Thư mục tài liệu tham khảo