ASTM D882 Ensaio de tração em filmes
A ASTM D882 é um método de ensaio padrão para determinação das características de tração em filmes finos feitos em plástico com menos de 1,0 mm (0.04 in) em espessura e é de grande importância na indústria de filmes para embalagem, tanto no Controle da Qualidade quanto na Pesquisa & Desenvolvimento.
A seguir informações gerais sobre a ASTM D882 quanto à utilização e importância da norma, amostras, execução do ensaio e equipamentos de ensaios necessários, resultados e fatores. Para obter informações pormenorizadas sobre a norma ASTM D882, é essencial adquirir a norma.
A norma ISO correspondente, a ISO 527-3, assemelha-se à norma ASTM D882, porém não pode ser considerada como tecnicamente equivalente uma vez que a ISO permite geometrias de amostras adicionais e requer diferentes velocidades de ensaio e a utilização de um extensômetro ou de marcações de medição sobre a amostra. Já na norma ASTM o extensômetro é opcional.
Ensaios de tração em plásticos com amostras de mais de 1,0 mm (0.04 in) em espessura devem ser realizados conforme o método de ensaio ASTM D638.
Objetivo & Valores característicos Ensaio de tração em folhas separadoras Amostras Execução do ensaio & Equipamentos de ensaio Ensaio automatizado em filmes plásticos
Objetivo da ASTM D882 e valores característicos determinados
Filmes plásticos finos possuem papel importante especialmente na indústria de embalagens para a proteção de produtos alimentícios e de produtos de consumo da vida quotidiana. Fabricantes de plásticos e fornecedores de embalagens aproveitam as características mecânicas determinadas para a avaliação do desempenho de seus filmes plásticos, para o controle da qualidade dos lotes de filmes produzidos e para a melhoria contínua no desenvolvimento de materiais.
A ASTM D882 abrange a determinação dos seguintes valores característicos:
- Resistência à tração: é calculada dividindo a força máxima pela seção transversal original da amostra. O resultado é expresso em força por unidade de área (megapascal). Resistência à tração na ruptura: é calculada como a resistência à tração utilizando a força na ruptura ao invés da força máxima
- Ponto de ruptura: Tensão e deformação no momento da ruptura da amostra
- Ponto de estiragem : Tensão e deformação no ponto da curva em que o gradiente é zero
- Módulo de elasticidade: é um índice para a rigidez de filmes plásticos finos
- Energia de tração até a ruptura
- Fator de ruptura: é calculado dividindo a força máxima pela largura original da amostra (kN/m)
Ensaios de tração em folhas separadoras no ensaio de baterias
As folhas separadoras em uma bateria de íons de lítio separam o ânodo e o cátodo um do outro para evitar curtos-circuitos elétricos. Simultaneamente, o separador permite o fluxo de portadores de carga ionizados necessários para o fechamento do circuito em uma célula eletroquímica.
Além de separadores de cerâmica e de materiais não tecidos de fibra são utilizados principalmente membranas de polímero. A determinação confiável da resistência à tração e da deformação na ruptura fornece informações sobre a integridade da folha separadora sob estresse mecânico operacional.
Enquanto folhas separadoras de espessura maior impedem o contato entre o ânodo e o cátodo de forma eficiente e segura, folhas de espessura menor permitem a redução do peso da bateria e a melhoria da densidade energética.
Os principais requisitos de tecnologia de ensaio quanto aos separadores são atendidos por meio de ensaios de tração conforme ISO 527-3 e ASTM D882 assim como por meio de ensaios de puncionamento conforme EN ISO 14477, ASTM D5748 e ASTM F1306 . Estes ensaios também são realizados em estado umedecido por eletrólito para determinar os valores característicos mecânicos o mais próximo possível à realidade.
Por meio da cooperação ativa no desenvolvimento contínuo de normas, especialmente para materiais de bateria, é assegurado que os métodos de ensaio da ZwickRoell atendam também futuramente a todos os requisitos.
ASTM D882 Amostras
Filmes e placas com até 1 mm em espessura (espessura da amostra) são testados conforme ASTM D882 por meio de amostras em forma de tira, cujo comprimento total deve exceder o comprimento livre de fixação em no mínimo 50 mm (2 polegadas). Nisso, a largura da amostra b deve medir entre 5 mm e 25,4 mm.
- Para aplicações de Garantia de Qualidade, a amostra padrão conforme ASTM D882 possui o comprimento livre de fixação L = 100 mm (4 polegadas) com o comprimento total de ≥150 mm
- Para a determinação do módulo, a ASTM D882 recomenda o comprimento livre de fixação L = 250 mm (10 polegadas), com o comprimento total de ≥300 mm, para minimizar efeitos sobre os resultados de ensaio provocados por escorregamento da amostra para fora da garra.
Também a ISO 527-3 recomenda a utilização de amostras em forma de tira, mas, para tal, ela define outras geometrias de amostras e, além disso, permite outros tipos de amostras em forma de amostras tipo gravata.
As amostras em forma de tira conforme ASTM D882 e ISO 527-3 podem ser facilmente produzidas com o auxílio de um cortador de tiras de filme plástico . O preparo das amostras requer cuidado especial. Entalhes e fissuras devem ser evitados, sem falta, visto que eles poderão causar a ruptura precoce da amostra.
Execução do ensaio e equipamentos de ensaio
- Na execução do ensaio de tração em filmes conforme ASTM D882 deve ser obrigatoriamente observado, já na fixação da amostra, que a centralização vertical da amostra seja assegurada. As garras utilizadas devem garantir a fixação uniforme e segura da amostra de filme plástico fino durante o ensaio de tração, sem causar o escorregamento ou o esmagamento / a ruptura da amostra na garra.
- As características de determinados filmes poderão sofrer alterações em decorrência do direcionamento no plano (anisotropia) e, por esse motivo, amostras das duas orientações deverão ser testadas.
- A velocidade de ensaio pode ser configurada no software de ensaios testXpert, em dependência da deformação na ruptura da amostra a ser esperada.
- Durante a centralização de uma amostra de filme menos rígido ou em decorrência da pressão de aperto uma pré-tensão da amostra poderá ser causada já antes do início do ensaio. Ela é necessária para evitar um pé de curva no diagrama tensão-deformação. Contudo, ela não deverá exceder na medição do módulo de tração e dos valores de tensão um valor de tensão definido. Uma pré-tensão em conformidade com a norma pode ser definida por meio do software de ensaios testXpert, o que garantirá resultados de ensaio exatos e repetíveis.
ASTM D882 - Máquina de ensaios
O ensaio de tração em filmes plásticos finos conforme ASTM D882 é normalmente executado, por motivo das baixas forças de ruptura, em uma máquina universal de ensaio de coluna únicazwickiLine 500 N. Para amostras com comprimento livre de fixação L = 250 mm, as amostras preferidas para a determinação do módulo, poderá ser necessária, por motivo da alta deformação na ruptura, a utilização de uma estrutura mecânica de coluna única, especialmente alta, da série zwickiLine, para executar o ensaio até a ruptura.
Medição de deformação / Extensômetro
- Para a determinação da medição de deformação, a medição do deslocamento da travessa na ASTM D882 é recomendada, ou seja, o registro e cálculo da deformação por intermédio da variação da distância da garra durante o ensaio. Um extensômetro como na ISO 527-3 não é necessário.
- Opcionalmente pode ser utilizado um extensômetro que faz a medição da deformação entre 2 pontos sobre a amostra. Por motivo da sensibilidade dos filmes plásticos de amostra deve ser observado que a carga causada pelo extensômetro nos pontos de contato da amostra seja a menor possível. Por esse motivo, é recomendada a utilização de um extensômetro de vídeo sem contato (videoXtens 2-150 HP ou videoXtens 1-270 P, dependendo da deformação esperada da amostra)
ASTM D882 - Garras e insertos de mordente
- O desafio no ensaio de filmes plásticos e, portanto, decisivas para a determinação exata das características de tração conforme ASTM D882 são a centralização vertical da amostra e a tecnologia de aperto segura, sem causar danificações. A utilização de garras pneumáticas com Fmax 1kN e de insertos de mordente feitos em alumínio/Vulkollan poderá ser vantajosa, especialmente para filmes com tendência à estricção, uma vez que a pressão de aperto é mantida durante o ensaio.
- Com o auxílio do dispositivo de inserção para a inserção segura e rápida de filmes de plástico finos nas garras pode ser assegurada a centralização vertical da amostra em virtude da redução de falhas do usuário e de influências do operador no posicionamento da amostra. Isso fornece resultados de ensaio confiáveis e aumenta a performance de amostras. O dispositivo de inserção está disponível para amostras em forma de tira com diferentes larguras e comprimentos conforme ASTM D882.
Ensaio de tração em filmes conforme ASTM D882 com software de ensaios testXpert
Nosso software de ensaios testXpert torna a execução do ensaio de tração em filmes conforme ASTM D882 simples e segura:
- Garantem-se conformidade com as normas e independência do operador: O programa de ensaio é parametrizado por nós de forma centralizada em conformidade com as normas e validado. Todos os parâmetros de configuração do sistema são carregados automaticamente. O atendimento aos amplos requisitos das normas não depende de pessoas individuais.
- Adaptação rigorosa à norma : No programa de ensaios as distâncias entre as ferramentas foram configuradas de forma absoluta e protegidas contra manipulações. Dessa forma, o comprimento de fixação correto da amostra, por ex. 100 mm, pode ser visualizado imediatamente e ser rastreado.
- Economia de tempo visto que cada um dos ensaios conta: Os resultados podem ser recalculados mesmo após o ensaio quando por ex. a geometria da amostra é corrigida.
Ensaio automatizado de tração em filmes conforme ASTM D882 com roboTest F
Na fabricação de filmes de plástico, a Garantia de Qualidade é indispensável; e, além disso, um mercado em crescimento como a indústria de veículos elétricos requer soluções automatizadas por motivo da demanda crescente por ensaios para aumentar a performance e a eficiência no ensaio em filmes. Para tal a ZwickRoell desenvolveu o sistema robotizado de ensaios ‘roboTest F’ .
- O sistema de teste compreende uma máquina de teste AllroundLine com área de ensaio estendida.
- As amostras para o ensaio de tração são fornecidos por um depósito de amostras com uma capacidade de até 200 itens.
- O depósito é composto por uma base e uma corrente giratória com detentores do tipo grampo que prendem as amostras.
- Os grampos variam de acordo com o tipo e forma da amostra. Desta forma também é possível testar filmes de diferentes dimensões utilizando o mesmo sistema.
Além de uma redução de custos com ensaios a médio prazo, outra vantagem deste sistema está na realização de ensaios sem erros: Ao se eliminar influências do operador obtém-se elevada reprodutibilidade dos resultados dos ensaios.
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Downloads para o ensaio de tração em filmes conforme ASTM D882
- Brochura do setor: Plásticos & Borracha PDF 9 MB
- Informações sobre o produto: Máquina de ensaios zwickiLine de até Fmax 5 kN PDF 820 KB
- Informações sobre o produto: Garras pneumáticas Fmax 1kN PDF 3 MB
- Informações sobre o produto: Dispositivo de inserção para filmes de pouca resistência à flexão PDF 714 KB
- Informação de produto: videoXtens 2-150 HP PDF 1 MB
- Informação de produto: videoXtens 1-270 P PDF 1 MB
- Informações sobre o produto: Automatização roboTestF de amostras dimensionalmente não estáveis PDF 98 KB