ASTM D1894 Coefficient de frottement films plastique
L’ASTM D1894 décrit une méthode d’essai standard pour déterminer les coefficients de frottement statique et cinétique (coefficients de frottement initial et de glissement) des films et feuilles plastique lorsqu’ils glissent sur eux-mêmes ou sur d’autres matières dans des conditions d’essai définies.
Les coefficients de frottement fournissent des informations sur les propriétés de glissement des films plastique et jouent un rôle important, notamment dans l’industrie de l’emballage. Ils sont intéressants aussi bien pour le contrôle qualité lors de la fabrication des films que pour le développement de matières de films pour la conception technique. Ils jouent également un rôle important pour les films séparateurs dans les essais de batteries EV.
L’ASTM D1894 n’est pas techniquement équivalente à son pendant ISO, l’ISO 8295, de sorte que les résultats des deux méthodes ne peuvent pas être directement comparés.
Objectif et domaine d’application Coefficient de frottement films séparateurs Éprouvettes et dimensions Réalisation de l’essai et moyens d’essai Téléchargements FAQ Demander conseil
ASTM D1894 Objectif et domaines d’application
La détermination du coefficient de frottement selon la norme ASTM D1894 est particulièrement pertinente pour les matières pour films qui seront ensuite transformées sur des machines d’emballage et d’impression. Les coefficients d’adhérence et de frottement de glissement des films plastique, en particulier, fournissent des informations importantes sur l’aptitude à la transformation et la structure de la surface, ce qui est à son tour important pour l’imprimabilité. Les films plastique sont largement utilisés dans l’industrie de l’emballage, notamment pour les produits alimentaires et non alimentaires. En outre, ils constituent également des composants importants de produits plus complexes tels que les batteries pour véhicules électriques.
Valeurs caractéristiques/résultats d’essai selon ASTM D1894
Lors de l’essai selon ASTM D1894, le coefficient de frottement (μ) est le résultat principal. Il indique la facilité avec laquelle deux matières se déplacent l’une par rapport à l’autre ou la qualité avec laquelle elles adhèrent l’une à l’autre. Le coefficient de frottement est à la fois décrit comme coefficient de frottement de glissement et comme coefficient d’adhérence. Plus le coefficient de frottement est élevé, plus la surface est rugueuse.
Coefficient de frottement μ = Fs/FD
| Abrév. | Unité | Nom | Description courte |
| μs | Coefficient d’adhérence Coefficient de frottement statique |
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| Fs | N | Force d’adhérence Force de frottement statique | Fs est la force de frottement statique, exprimée en Newton |
| µk | Coefficient de frottement de glissement Coefficient de frottement dynamique |
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| Fk | N | Force de frottement de glissement Force de frottement dynamique | FD est la force normale exercée par la masse du chariot en newtons |
ASTM D1894 Éprouvettes & Dimensions
Conformément à la norme ASTM D1894, l’éprouvette, fixée au plan, est définie par les dimensions 250 mm x 130 mm (10 inch x 5 inch). L’éprouvette de film, qui est fixée sur le chariot, doit être découpée à environ 120 mm (4,5 in.) au carré et ne doit pas dépasser l’épaisseur éprouvette de 0,254 mm (d’après la terminologie pour les films selon ASTM D883).
ASTM D1894 Réalisation de l’essai et moyens d’essai
Machine d’essai COF et dispositif d'essai:
- La détermination du coefficient de frottement selon la norme ASTM D1894 peut être réalisée facilement sur une machine d’essai statique zwickiLine en utilisant un dispositif d’essai ZwickRoell complémentaire.
- Le dispositif d’essai se compose d’une table d’appui plane et d’un chariot dont la masse est connue. Ce dispositif permet de déterminer le comportement de frottement entre film et film.
Réalisation de l’essai:
- Un film est fixé sur le chariot. Un second film peut être fixé au banc d'essai en acier inoxydable ou à la plaque de verre incluse, qui est placée sur le banc en acier inoxydable. La paire de films est placée entre la table et le chariot de manière à former un appui avec la même répartition de pression sur une surface connue. Ceci est obtenu par utilisation d'une couche de feutre souple.
- Le fait que le chariot se déplace au-dessus de la table ou que le mouvement soit exécuté par la table n’a pas d’importance pour l’essai.
Calcul du coefficient de frottement:
- Le coefficient de frottement correspond au quotient de la force de traction mesurée sur le chariot et de la force d’appui du chariot due à son propre poids : Coefficient de frottement μ = Fs/FD
- Le coefficient de frottement statique (friction) est calculé à partir du premier pic de la force de traction sur le chariot, tandis que le coefficient de frottement dynamique (glissement) est calculé à partir de la valeur moyenne de la force de traction sur le chariot pendant une course de glissement définie.
Propriétés de frottement de films séparateurs dans l’essai de batteries selon la norme ASTM D1894
Les films séparateurs dans une batterie lithium-ion séparent l’anode et la cathode afin d’éviter les courts-circuits électriques. En même temps, le séparateur permet le passage de porteurs de charge ionisés, nécessaires pour fermer le circuit électrique dans une cellule électrochimique.
Outre les séparateurs en céramique et les non-tissés en fibres de verre, on utilise en premier lieu des membranes en polymère. La détermination de la résistance à la traction et de l’allongement à la rupture permet de tirer des conclusions sur l’intégrité du film séparateur sous la contrainte mécanique liée au fonctionnement. Alors que les films séparateurs plus épais empêchent efficacement et sûrement le contact entre l’anode et la cathode, les films plus fins permettent de réduire le poids de la batterie et d’améliorer la densité énergétique.
Le comportement du séparateur en termes de coefficient de frottement entre le revêtement de l’électrode et le séparateur constitue un autre aspect important. Ces valeurs caractéristiques ont une influence sur la performance de la cellule et sont particulièrement importantes pour le réglage des paramètres de production dans les processus de bobinage. ZwickRoell permet non seulement de réaliser des essais à température ambiante, mais aussi des essais à des températures proches de celles de l’exploitation, dans une plage allant de -20 °C à +50 °C, à l’aide des enceintes thermiques ZwickRoell. Cela garantit une caractérisation complète des films séparateurs dans différentes conditions.
Comme il n’existe pas encore de normes d’essai spécifiques pour les batteries EV, l’ASTM D1894 est généralement utilisée comme norme de remplacement pour caractériser leurs propriétés de frottement. Ces essais sont également réalisés par électrolyse, à l’état humide, afin d’obtenir des valeurs caractéristiques mécaniques proches de la réalité. Notre participation active au développement de ces normes, pour les matériaux de batterie notamment, nous permet de vous garantir des méthodes d’essai qui répondront à toutes vos exigences.
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Questions fréquemment posées sur la détermination du coefficient de frottement selon la norme ASTM D1894
L’ISO 8295 et l’ASTM D1894 sont deux normes internationales pour la détermination du coefficient de frottement des films plastique. Les normes se distinguent notamment par la taille et le poids du chariot ainsi que par le matériau avec lequel le chariot doit être recouvert ou enrobé. La taille des éprouvettes est également différente. Contrairement à l’ASTM D1894, l’ISO 8295 prescrit l’utilisation d’un ressort lors de l’essai.
Le coefficient de frottement est calculé comme quotient de la force de traction mesurée sur le chariot et de la force d'appui du chariot due à son propre poids. La formule pour calculer le coefficient de frottement est t μ = Fs/FD.
Le coefficient de frottement (μ) est le principal résultat des essais selon la norme ASTM D1894. Il indique la facilité avec laquelle deux matières se déplacent l’une par rapport à l’autre (coefficient de frottement de glissement) ou la qualité avec laquelle elles adhèrent l’une à l’autre (coefficient d’adhérence). Le coefficient d’adhérence indique la force nécessaire pour mettre en mouvement 2 matières, tandis que le coefficient de frottement de glissement décrit la force nécessaire pour les maintenir en mouvement.
Le coefficient de frottement indique que plus une surface est rugueuse, plus son coefficient de frottement est élevé.