CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT
3.4. Xác định độ bền kéo cho vật liệu nhựa theo tiêu chuẩn ASTM D638:
3.4.1. Các tiêu chuẩn thử kéo cho sản phẩm nhựa:
Thí nghiệm kiểm tra ảnh hưởng của HDPE đến độ bền kéo của PBT được thực hiện tại trung tâm Kiểm nghiệm Cao su và Chất dẻo theo tiêu chuẩn ASTM D638
ASTM là viết tắt của cụm từ “American Society for Testing and Materials”, Hiệp hội vật liệu và thử nghiệm Hoa Kỳ. ASTM International là tổ chức tiêu chuẩn quốc tế lớn nhất trên thế giới ra đời vào năm 1898. Tổ chức này đặt ra các tiêu chuẩn thống nhất, tự nguyện giữa các nhà sản xuất, khách hàng và người dùng khắp thế giới.
ASTM giống như một giấy thơng hành trong chiến dịch thương mại tồn cầu hóa của một doanh nghiệp. ASTM đều có thể góp phần làm nâng cao năng lực cạnh tranh của doanh nghiệp cho dù đó là doanh nghiệp lớn hay nhỏ. Các tiêu chuẩn do ASTM lập ra gồm 6 chủ đề chính, hàng năm tổ chức ASTM đều xuất bản sách tiêu chuẩn ASTM bao gồm 15 lĩnh vực.
Một số phương pháp thử kéo:
● ASTM-D638 - Phương pháp thử tiêu chuẩn đối với các đặc tính của nhựa.
● ASTM-D412 - Phương pháp tiêu chuẩn cho cao su lưu hóa và chất đàn hồi nhiệt dẻo. ● ASTMD882 - Phương pháp thử tiêu chuẩn cho tính chất kéo của tấm nhựa mỏng. ● ISO-1421-- Vải bọc cao su hoặc plastic - Xác định độ bền kéo và độ giãn dài khi nghỉ.
● ISO-37 - Cao su lưu hóa hoặc nhựa nhiệt dẻo - Xác định tính căng thẳng của ứng suất, …
3.4.2. Chuẩn bị mẫu:
Mẫu thử nghiệm đo độ bền kéo được chuẩn bị theo tiêu chuần ASTM D638 và được trộn, ép sử dụng máy phun ép nhựa 2 trục đứng TKC tại công ty TNHH Đồng Nhân Phát với thông số như sau:
Bảng 3. 5: Thông số kỹ thuật của máy phun ép nhựa 2 trục đứng
Trang | 40
Hệ thống phun
Đường kính trục vít mm 26 28 28 30
Áp lực đầu ra kg/cm3 1183 1019 1019 896 Dung lượng đầu ra cm3 55.7 64.6 64.6 74
Hành trình trục vít mm 105 105
Hệ thống khóa
Giới hạn kiểm sốt nhiệt độ 2 2
Lực khóa khn tons 15 30
Áp lực lớn nhất kg/cm3 140 140
Công suất động cơ kW/HP 2.2-3HP 3.75/5HP
Tổng lượng điện sử dụng kW 4.2 5.5
Thông số khác
Kích thước ngồi m 1.35*0.92*0.6 1.4*0.9*2.37
Khối lượng tons 0.85 1
Trang | 41
Hình 3. 21: Khn tạo mẫu thí nghiệm
Hình 3. 22: Mẫu thí nghiệm được tạo ra sau quá trình ép
Mẫu sau khi trộn được đổ vào máy để tiến hành ép, với nhiệt độ tại trục là 190- 1930C; nhiệt độ tại đầu khuôn là 203-2120C . Thời gian làm nguội 8 giây. Các mẫu sau khi ép có kích thước như hình 3.6.
Hình 3. 23: Kích thước mẫu của phương pháp đo độ bền kéo
Trang | 42
Theo tiêu chuẩn ASTM D638, để đạt được độ chính xác cao, ta cần kiểm tra ít nhất 5 mẫu cho mỗi nhóm mẫu. Nên tổng số lượng mẫu thử nghiệm là 25 mẫu cho cả 5 nhóm mẫu với ký hiệu và tỷ lệ như bảng 3.6
Bảng 3. 6: Thành phần và số lượng các mẫu đo độ bền kéo
Vật liệu Tên mẫu
M1 M2 TM M4 M5 Số lượng (cái) 5 5 5 5 5 Ký hiệu mẫu M1-1 M1-2 M1-3 M1-4 M1-5 M2-1 M2-2 M2-3 M2-4 M2-5 M3-1 M3-2 M3-3 M3-4 M3-5 M4-1 M4-2 M4-3 M4-4 M4-5 M5-1 M5-2 M5-3 M5-4 M5-5
Xử lý các cạnh, viền của tấm mẫu sao cho mịn đều, không thô. Mẫu kiểm nghiệm phải được làm sạch dầu, mỡ và các tạp chất khác. Sau đó để trong điều kiện mơi trường có nhiêt độ 23 ± 20C, độ ẩm 50 ± 5%, trong ít nhất 40 tiếng trước khi tiến hành kiểm nghiệm.
3.4.3. Dụng cụ thí nghiệm:
Các mẫu thử kéo tại Trung Tâm Kiểm nghiệm Cao su Chất dẻo TP.HCM. Thiết bị được sử dụng trong phương pháp này là máy thử kéo nén vạn năng Autograph AG-X Plus của hãng SHIMADZU.
Sử dụng loại bàn HS với với tốc độ chạy của đầu thử nghiệm là 3000 mm/ph và tốc độ trở lại là 3300 mm/ph nên giảm được thời gian chu kỳ cho mẫu thử nghiệm đặc biệt là các mẫu trải dài như là cao su. Loại khung ngắn (Model SC). Có thể lựa chọn khơng gian thử nghiệm là 700 mm và chiều cao của máy thử nghiệm 1300 mm cho phép lắp đặt trong các phòng với trần nhà thấp. AG- Xplus làm giảm điện năng tiêu thụ ở chế độ chờ, cắt giảm phát thải CO2 và giảm ô nhiễm môi trường. Tiết kiệm năng lượng khoảng 10 đến 25 % là có thể, tùy thuộc vào tải trọng khung máy. Tính năng tự dị các thơng số kiểm sốt trong thời gian thực dựa trên dữ liệu sức căng và độ giãn dài đo được trong quá trình thử nghiệm cũng như so sánh đáng tin cậy của dữ liệu mẫu chưa biết mà chưa có tiền thử nghiệm. Ngồi
Trang | 43
ra, chức năng tự dị dễ dàng cung cấp và kiểm sốt độ giãn dài theo tiêu chuẩn ISO 6892- 2009
Phạm vi ứng dụng:
- Nghành công nghiệp thép: Ngành công nghiệp thép đang nhận được yêu cầu nhiều hơn từ Ngành công nghiệp ô tô để kiểm tra kiểm độ giãn dài và kiểm soát ứng suất
- Nghành công nghiệp nhựa: Trong ngành công nghiệp nhựa, kiểm soát độ giãn dài là điều cần thiết cho việc tính tốn các mơ đun đàn hồi theo tiêu chuẩn JIS mới, bằng cách sử dụng đồ thị giữa ứng suất và độ giãn dài
- Nghành công nghiệp gốm sứ: Trong ngành công nghiệp gốm sứ, việc kiểm sốt chính xác được u cầu ngay từ đầu những mẫu vật không đạt yêu cầu sau khi tiến hành thử nghiệm độ giãn dài
Hình 3. 25: Thiết bị Autograph AG-X Plus
Bảng 3. 7: Bảng thông số kỹ thuật máy Autograph AG-X Plus
Tải trọng (lớn nhất) 100 kN
Tốc độ kéo 0,0005 tới 1000 mm/phút ± 0,1%
Khả năng kéo (lớn nhất) 600 mm
Quy trình thí nghiệm
Bước 1 – Đo độ rộng và độ dày của tấm mẫu vật.
Bước 2 – Đo độ dày của các mẫu không cứng tương ứng với các yêu cầu về mặt số
của thước vi kế.
Bước 3 – Đặt các mẫu vật vào hàm kẹp của máy thử nghiệm, cẩn thận căn thẳng hàng
các trục dọc theo mẫu vật và các hàm kẹp bằng một đường ảo nối các điểm trên hàm kẹp với máy.
Trang | 44
Hình 3. 26: Mẫu được gá đặt lên máy Bước 4 – Thực hiện các phép đo tải rồi thu kết quả. Bước 4 – Thực hiện các phép đo tải rồi thu kết quả.
Bước 5 – Đặt tốc độ thử nghiệm ở mức thích hợp 50mm/ phút và khởi động máy
Hình 3. 27: Mẫu đã kéo đứt Bước 6 – Ghi nhận kết quả Bước 6 – Ghi nhận kết quả