ASTM D882 薄膜拉伸測試
ASTM D882 是測定厚度 1.0 mm (0.04 in) 內塑膠薄膜拉伸性能的標準測試方法，在薄膜包裝業中非常重要，既能用於品管又能用於研發。
以下是 ASTM D882 標準的概述，包括該標準的用途和意義、試樣、測試程序和所需的試驗機、結果和關鍵數據。 如需 ASTM D882 標準的完整資訊，必須購買該標準。
與 ISO 527-3 對應的 ASTM 等效標準是 ASTM D882，但兩者在技術上並不相同，因為 ISO 允許使用額外的試樣幾何形狀、要求不同的測試速度，並可使用延伸計或在試樣上做標點。 根據 ASTM 標準，可選擇使用延伸計。
試樣厚度超過 1.0 mm (0.04 in) 的塑膠，則根據測試方法 ASTM D638 進行拉伸測試。
電池測試中隔膜的拉伸測試
鋰離子電池中的隔膜可將陽極和陰極分開，以防止電氣短路。 同時，隔膜可讓電離電荷載體流動，因此隔膜是電化學電池中閉合電路所需要的。
除了陶瓷隔膜和玻璃纖維不織布外，主要還使用聚合物薄膜。 可靠地測定拉伸強度和斷裂應變為隔膜在正常機械應力下提供了完整的相關資訊。
較厚的隔膜能有效且安全地防止正負極之間的接觸，而較薄的薄膜能減輕電池的重量進而提高能量密度。
在測試方面，隔膜的主要要求包括根據 ISO 527-3 和 ASTM D882 的拉伸測試，以及根據 EN 14477、ASTM D5748 及 ASTM F1306 的穿刺測試。 這些測試也在電解質潤濕的狀態下進行，以獲得真實的機械特性。
積極參與這些標準的後續制定，特別是電池材料的標準，確保 ZwickRoell 測試方法能持續滿足未來的所有要求。
符合 ASTM D882 試樣
厚度（試樣厚度）在 1 mm 內的薄膜和片材，根據 ASTM D882 標準進行測試，使用的條狀試樣總長度至少要比夾具間距長 50 mm (2 in.)。 試樣寬度 b 應介於 5 mm 至 25.4 mm之間。
- 對於 QA 應用而言，符合 ASTM D882 之標準試樣的夾具間距為 L = 100 mm (4 in.)，試樣的總長度 ≥150 mm
- 對於模量測定而言，ASTM D882 標準建議試樣的夾具間距為 L = 250 mm (10 in.)，試樣的總長度 ≥300 mm，以盡量降低試樣滑出試樣治具對測試結果的影響。
ISO 527-3 也建議使用條狀試樣，但指定其他試樣幾何形狀，還允許使用肩形試樣的其他試樣類型。
符合 ASTM D882 和 ISO 527-3 標準的條狀試樣可以使用薄膜切條機輕鬆製作。 製備試樣時必須格外小心。 無論如何必須避免缺口和裂紋，因為這會導致試樣過早斷裂。
執行測試與測試設備
- 根據 ASTM D882 標準進行薄膜拉伸測試時，必須確保夾持試樣時試樣垂直對齊。 所使用的試樣夾具必須能夠在拉伸測試期間均勻且穩固地夾住塑膠薄膜試樣，而不會造成試樣在試樣夾具中滑落或壓碎/斷裂。
- 特定薄膜的性能會隨面內方向而改變（異向性），因此應測試兩種方向的試樣。
- 可根據試樣的預期斷裂伸長率，在testXpert 測試軟體中設定測試速度。
- 在剛性較低的薄膜試樣對齊中心的過程中，或由於夾持壓力的關係，試樣可能在測試開始之前就已經有先拉預力。 這是避免應力-應變圖中出現曲線支點的必要條件。 然而，在測量拉伸模量和電壓值時，不應超過規定的電壓值。 可使用 testXpert 測試軟體定義符合標準的預載，從而確保測試結果的準確和可重複性。
ASTM D882 試驗機
對塑膠薄膜進行符合 ASTM D882 標準的拉伸測試時，由於斷裂力較低，通常會在 zwickiLine 500 N 單柱萬能試驗機上進行。 對於夾具間距 L = 250 mm 的試樣（適用於模量測定），由於斷裂身長率較高，可能需要使用 zwickiLine 系列的超高單柱負載框來執行測試到斷裂為止。
應變量測 / 延伸計
- 要測定應變測量的話，ASTM D882 建議採用橫樑位移測量也就在測試過程中，透過試樣夾具距離的變化來記錄和計算應變。 不需要符合 ISO 527-3 標準之類的延伸計。
- 可以選擇使用能測量試樣上兩點間應變的延伸計。 由於薄膜試樣很敏感，必須小心確保盡量降低延伸計在試樣接觸點上的加載。 因此，我們建議使用非接觸式影像延伸計 （videoXtens 2-150 HP 或 videoXtens 1-270 P，視試樣的預期應變而定）。
ASTM D882 - 試樣夾具和夾面嵌件
- 試樣的垂直對齊和輕柔穩固的夾持技術是塑膠薄膜測試中面臨的難題，因此如何根據 ASTM D882 標準準確測定拉伸性能至關重要。 使用 Fmax 為 1kN的氣動夾具並搭配鋁製/ Vulkollan 夾面嵌件，特別有利於容易收縮的薄膜，因為夾持壓力在測試期間會維持不變。
- 插入輔助工具用於將塑膠薄膜穩固快速地插入試樣夾具中，通過減少試樣定位時的使用者錯誤和操作人員的影響，確保試樣的垂直對齊。 這可確保測試結果可靠，並增加試樣處理量。 插入輔助工具適用於 ASTM D882 標準下不同寬度和長度的試樣。
使用我們的 testXpert 測試軟體進行符合 ASTM D882 標準的薄膜拉伸測試
我們的 testXpert 測試軟體讓根據 ASTM D882 標準進行的薄膜拉伸測試變得簡單可靠：
- 保證符合標準且不受操作人員影響： 在本公司，已根據標準對測試程式集中進行參數化和驗證。 所有系統配置參數會自動載入。 對標準各種要求的符合情況，不受到個別人員的影響。
- 對於合規標準的測試毫不妥協： 在測試程式中，刀具距離已確實設定且不容篡改。 這可一目了然地辨識和追蹤試樣的正確夾具間距，例如 100 mm。
- 節省時間，因為每次測試都很重要： 如果發生像是修正試樣幾何形狀的情況，也可以在測試後重新計算結果。
使用 roboTest F 進行符合 ASTM D882 標準的自動化薄膜拉伸測試
品保在塑膠薄膜的生產過程中至關重要。 此外，由於測試量不斷增加，像電動車產業這樣的成長型市場需要自動化解決方案來提高薄膜測試的處理量和效率。 ZwickRoell 為此開發了roboTest F 自動化測試系統。
- 該測試系統包括一台 AllroundLine 試驗機以及加寬的測試區域。
- 用於拉伸測試的試片由一個可容納200件試片的試片架裝入測試系統。
- 試片架包含一個底座和一個裝載抓取試片夾具的可旋轉鏈條。
- 這些夾具根據試樣類型和形狀有所不同。這意味著可以使用同一套系統測試不同尺寸的薄膜。
除了降低中期的測試成本，該系統的其他優勢亦包含了零誤差測試。 由於消除操作人員的影響，測試結果具有高度的可再現性。
