Flexibel polyurethaanschuim wordt gebruikt in autostoelen, matrassen, meubels en industriële dempingen. Deze materialen zijn ontworpen om te vervormen, maar moeten ook trekkrachten weerstaan tijdens productie, assemblage en onderhoud.
Het meten van hun trekeigenschappen is niet altijd eenvoudig. Een slecht gesneden monster, overmatige grijpdruk of een verkeerde rekmeting kan het resultaat beïnvloeden voordat het daadwerkelijke trekgedrag van het materiaal is vastgesteld.
ISO 1798:2008 specificeert een methode voor het bepalen van de treksterkte en verlenging bij breuk van flexibele cellulaire polymere materialen. De methode gebruikt een voorbereid monster dat met een gecontroleerde snelheid wordt verlengd tot aan het scheuren.
Deze gids behandelt de belangrijkste testvereisten, de voorbereiding van het monster, de testprocedure, veelvoorkomende fouten en hoe een geschikte schuim trektestmachine te kiezen.
ISO 1798 Testvereisten in een overzicht
ISO 1798:2008 is bedoeld voor flexibele cellulaire polymere materialen, waaronder geschikte flexibele polyurethaanschuimen.
De test bepaalt twee materiaaleigenschappen: treksterkte en verlenging bij breuk.
| Testmethode | Trektest tot monsterbreuk |
| Specimentype | Type 1 of Type 1A dumbbell specimen |
| Dikte van het monster | 10–15 mm |
| Testsnelheid | 500 ± 50 mm/min |
| Krachtmeting | Klasse 0,5 of Klasse 1 volgens ISO 7500-1:2004, over het gebruikte laadbereik |
| Geldige resultaten | Normaal gesproken vijf exemplaren die binnen de gemarkeerde spoorlengte breken |
| Standaard conditie | Minstens 16 uur onder een van de gespecificeerde temperatuur/vochtigheidsatmosferen |
| Testresultaten | Treksterkte (kPa) en verlenging bij breuk (%) |
De toepasselijke standaardeditie en eventuele klantspecifieke testvereisten moeten worden bevestigd voordat het wordt getest.
Bron: ISO 1798:2008, clausules 4–7. Zie hieronder Normen en Technische Referenties.
Wat meet ISO 1798?
Treksterkte
Treksterkte beschrijft de maximale trekkracht die een schuimmonster onderhoudt ten opzichte van de oorspronkelijke doorsnede.
Het resultaat wordt berekend met behulp van de maximaal geregistreerde kracht en de initiële dwarsdoorsnede van het monster.
Treksterkte (kPa) = Maximale kracht (N) × 1.000 / Oorspronkelijke dwarsdoorsnede (mm²)
Bijvoorbeeld, als een monster een initiële dwarsdoorsnede van 130 mm² heeft en een maximale kracht van 20 N bereikt
:Treksterkte = 20 × 1.000 / 130 = 153,8 kPa
Dit is een illustratieve berekening, geen daadwerkelijk testresultaat.
Treksterkte is nuttig voor het vergelijken van schuimformuleringen, het monitoren van productieconsistentie en het onderzoeken van materiaalfouten.
Verlenging bij pauze
Verlenging bij breuk meet de toename van de gedefinieerde gauge-lengte direct voor het scheuren van het monster.
Verlenging bij breuk (%) = [(Spoorbreedte bij breuk − Oorspronkelijke spoorlengte) / Oorspronkelijke spoorbreedte] × 100
Als een monster een initiële gauge-lengte van 40 mm heeft en direct voor het scheuren 120 mm bereikt, is de berekende verlenging bij breuk 200%.
Een schuim kan relatief lage treksterkte hebben, maar toch aanzienlijk uitstrekken voordat het breekt.
Om deze reden moeten treksterkte en verlenging bij breuk samen worden geëvalueerd.
Welke schuimmaterialen kunnen getest worden?
Typische toepassingen zijn flexibel polyurethaanschuim dat wordt gebruikt in:
-
Stoelen voor auto's en binnendemping
-
Matrassen en gestoffeerd meubilair
-
Flexibele verpakking en beschermende demping
-
Industriële schuimcomponenten
-
Andere flexibele cellulaire polymere producten
ISO 1798 mag niet automatisch worden gebruikt voor stijve cellulaire kunststoffen of massief rubber. Deze materialen kunnen andere testmethoden vereisen, zoals ISO 1926 voor stijve cellulaire kunststoffen of ISO 37 voor vulkaniseerd en thermoplastisch rubber.
ISO 1798 Monsters: Vorm, Voorbereiding en Conditionering
Monstervoorbereiding is een belangrijke bron van variatie in flexibele schuimtrektesten.
In tegenstelling tot massief kunststof kan flexibel schuim worden samengeperst of beschadigd tijdens het snijden, hanteren en vastgrijpen. Kleine defecten langs de rand van het monster kunnen de locatie van een voortijdige breuk vormen.
Type 1 en Type 1A Monsters
ISO 1798:2008 specificeert twee haltervormige monsterconfiguraties.
| Dimensie | Type 1 | Type 1A |
|---|---|---|
| Totale lengte | 152 mm | 120 mm |
| Schouderbreedte | 25 mm | 25 mm |
| Breedte in smalle sectie | 13 mm | 10 mm |
| Dikte | 10–15 mm | 10–15 mm |
| Gemarkeerde spoorwijdtelengte | 25–50 mm | Tot 40 mm |
De afmetingen verwijzen naar de gespecificeerde snijgeometrie en de voorbereidingsvereisten voor het monster. Laboratoria dienen de officiële standaardtekening te raadplegen voor het volledige snijprofiel, de stralen en de toleranties.
Snijkwaliteit en bemonsteringsrichting
De randen van het monster moeten glad zijn en vrij van zichtbare schade.
Een bot snijgereedschap kan het schuim samenpersen of kleine scheurtjes veroorzaken langs het smalle gedeelte. Deze defecten kunnen lokale spanningsconcentraties veroorzaken en ervoor zorgen dat het monster voortijdig breekt.
Celorientatie kan ook het trekgedrag beïnvloeden.
Waar een overheersende cellulaire oriëntatie bestaat, specificeert ISO 1798 de bemonsteringsrichting ten opzichte van die oriëntatie. Als de vereiste oriëntatie niet kan worden bereikt, moet de daadwerkelijke richting worden gerapporteerd.
Voor vergelijkend onderzoek moeten monsters consequent worden voorbereid van het ene materiaalbatch naar het andere.
Conditionering vóór testen
Volgens de standaardprocedure worden materialen over het algemeen pas minstens 72 uur na de productie getest, onder voorbehoud van de uitzonderingen gespecificeerd in ISO 1798.
Voor het testen worden monsters of het materiaal waaruit ze zijn gesneden normaal gesproken minstens 16 uur geconditioneerd in een van de volgende atmosferen:
-
23 ± 2°C en 50 ± 5% relatieve luchtvochtigheid
-
27 ± 2°C en 65 ± 5% relatieve luchtvochtigheid
ISO 1798 biedt ook specifieke bepalingen voor eerdere test- en kwaliteitscontrole-toepassingen. Deze uitzonderingen moeten niet als standaardprocedure worden beschouwd.
De test zelf moet worden uitgevoerd onder dezelfde temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden als voor conditionering.
Bron: ISO 1798:2008, clausules 5.1–5.4 en 6.4.
Hoe voer je een ISO 1798 schuimtrekproef uit
Een betrouwbare test begint met het monster en de vereiste meetmethode, niet simpelweg met het indrukken van de startknop.
Stap 1 — Bereid de monsters voor en inspecteer ze
Bereid Type 1 of Type 1A monsters voor met het juiste snijgereedschap.
Controleer op zichtbare defecten, onregelmatige randen en schade veroorzaakt tijdens het verwijderen van het monster.
Bereid genoeg exemplaren voor om het vereiste aantal geldige resultaten te verkrijgen. Volgens de normale ISO 1798-procedure gaat het testen door totdat vijf bevredigende onderbrekingen binnen de spoorlengte zijn bereikt, tenzij anders overeengekomen.
Stap 2 — Meet de dikte en markeer de lengte van de maat.
Na conditionering bepaal je de dikte van het monster volgens de standaard en de referentie meetmethode.
ISO 1798 vereist diktemetingen op vijf gelijkmatig verdeelde locaties in het relevante materiaalgebied, met gespecificeerde variatielimieten.
Markeer de oorspronkelijke spoorlengte met twee referentielijnen.
De afstand tussen deze lijnen moet nauwkeurig worden bepaald omdat deze wordt gebruikt om de verlenging bij breuk te berekenen.
Stap 3 — Installeer het monster in de grepen
Plaats het monster symmetrisch zodat de trekkracht zo gelijkmatig mogelijk over de doorsnede wordt verdeeld.
De handgrepen moeten slippen voorkomen zonder het schuim te beschadigen.
Vermijd het draaien van het monster of het creëren van ongelijke spanning tussen de twee zijden.
De standaard staat een beperkte voorspanning toe, maar deze moet worden toegepast volgens de gespecificeerde procedure en meegenomen bij het vaststellen van de referentie voor de elongatiemeting.
Stap 4 — Stel de testsnelheid in
Stel de machine in op de vereiste kaak-scheidingssnelheid:
500 ± 50 mm/min
Bevestig dat de gekozen uitrustingsconfiguratie de vereiste snelheid kan handhaven onder de beoogde testomstandigheden.
Stap 5 — verleng het monster tot het scheurt
.Start de test en registreer de maximale trekkracht.
Bepaal de spoorlengte direct vóór het scheuren met een meetmethode die aan de toepasselijke eisen voldoet.
Let op het monster tijdens het testen, vooral op zichtbaar doorglijden, abnormale vervorming of falen bij de grips.
Stap 6 — Controleer de geldigheid van het resultaat
Een monster dat buiten de gedefinieerde spoorlengte breekt, moet worden afgewezen volgens de ISO 1798-procedure.
Blijf testen totdat het vereiste aantal bevredigende resultaten is behaald.
Accepteer niet automatisch elke krachtcurve alleen omdat de machine een maximale kracht registreerde.
Stap 7 — Bereken en rapporteer de resultaten
Bereken treksterkte en verlenging bij de breuk voor elk geldig monster.
Voor het standaard testrapport specificeert ISO 1798 rapportagevereisten die de mediane treksterkte en mediane verlenging bij breuk omvatten, samen met relevante materiaal-, monster- en testconditie-informatie.
Als klanten ook gemiddelden, standaarddeviaties of individuele krachtuitbreidingscurves nodig hebben, kunnen deze als aanvullende informatie worden opgenomen.
Bron: ISO 1798:2008, clausules 6–8.
Veelvoorkomende fouten bij het testen van schuimtrekken en hoe deze te identificeren
Flexibele schuimtrektesten kunnen inconsistente resultaten opleveren, zelfs wanneer de testmachine normaal werkt.
De volgende problemen moeten worden onderzocht voordat onverwachte resultaten aan het materiaal zelf worden toegeschreven.
Specimen Slipage
Als de grepen het schuim niet stevig vasthouden, kan het monster tijdens het laden bewegen.
Dit kan de gemeten relatie tussen kracht en uitstrekking verstoren, vooral wanneer machinebeweging als onderdeel van de rekmeting wordt gebruikt.
Wat te controleren: Gripoppervlakken, klemdruk, posimentpositie, en elke zichtbare beweging aan de gripgrenzen.
Het verhogen van de klemkracht is niet altijd de juiste oplossing, omdat overmatige druk het materiaal kan beschadigen.
Voortijdige breuk bij de handvatten
Falen nabij het grijpgebied kan wijzen op lokale spanningsconcentratie, ongelijke belasting of schade aan de gripoppervlakken.
Wat te controleren: Gripuitlijning, contactoppervlak, kaakranden, conditie van het monster en klemplaatsing.
Volgens ISO 1798 wordt een monster dat buiten de gemarkeerde spoorlengte breekt niet als een bevredigend resultaat geaccepteerd.
Onjuiste elongatiemeting
De beweging van de machinekruiskop is niet noodzakelijkerwijs gelijk aan de verandering in de gemarkeerde spoorlengte van het monster.
Gripbeweging, het slippen van het monster en de naleving van de machine kunnen de relatie tussen deze metingen beïnvloeden.
ISO 1798 vereist dat de relevante snijlengtes binnen gespecificeerde nauwkeurigheidslimieten worden gemeten. Mechanische of optische extensometers kunnen worden gebruikt waar passend, mits ze aan de toepasselijke eisen voldoen.
De meetmethode moet worden gekozen op basis van de standaard, de verwachte verlenging van het schuim en de fysieke kenmerken van het monster.
Overmatige variatie tussen exemplaren
Grote verschillen tussen de resultaten kunnen ontstaan door de dikte van het monster, de snijkwaliteit, de richting van de cellen, conditionering of de opstelling van het armatuur.
Een praktische probleemoplossingsvolgorde is:
-
Inspecteer de randen van het monster en de breuklocaties.
-
Controleer de afmetingen van het monster en de richting van de bemonstering.
-
Bevestig de uitlijning van de grip en let op slip.
-
Controleer conditie en test snelheid.
-
Bekijk de kracht- en verlengingsmetingen.
Pas nadat deze factoren zijn beoordeeld, moet de variatie primair worden geïnterpreteerd als een materiële eigenschap.
Hoe kies je een schuim trektestmachine
Een geschikte schuimtrektester moet de vereiste testsnelheid en betrouwbare krachtmeting leveren, terwijl hij rekening houdt met de grijp- en uitschuifvereisten van het monster.
Selecteer de load cell rond de verwachte kracht
Flexibele schuimmonsters leveren vaak relatief lage trekkrachten.
Het selecteren van een machine alleen op basis van zijn maximale belastingcapaciteit kan de daadwerkelijke testkracht buiten het meest geschikte meetbereik plaatsen.
De geselecteerde load cell moet een geschikte nauwkeurigheid bieden boven de krachten die tijdens de test worden verwacht.
Voor ISO 1798:2008 moet het krachtmeetsysteem voldoen aan de gespecificeerde ISO 7500-1 nauwkeurigheidsklasse over het gebruikte belastingsbereik.
Bevestig de vereiste snelheid
ISO 1798 gebruikt een nominale kaak-scheidingssnelheid van 500 mm/min.
De maximale snelheid van de machine moet worden gecontroleerd, samen met de daadwerkelijke configuratie en de vereiste bedrijfsomstandigheden.
Kies grepen voor zachte, samendrukbare exemplaren
De grepen moeten het monster vastzetten zonder schade of overmatige compressie te veroorzaken.
Mechanische of pneumatische grepen kunnen worden overwogen, afhankelijk van de geometrie van het monster en de materiaaleigenschappen.
Het juiste gripontwerp moet waar mogelijk worden bevestigd met behulp van het daadwerkelijke schuimmonster.
Controleer de beschikbare reis- en verlengingsmetingen
Flexibel schuim kan aanzienlijk uitstrekken vóór het scheuren.
De machine moet voldoende bruikbare beweging bieden nadat de grepen zijn geïnstalleerd.
Het elongatiemeetsysteem moet ook rekening houden met de verwachte vervorming en tegelijkertijd voldoen aan de toepasselijke nauwkeurigheidseisen.
Deze overwegingen moeten samen worden geëvalueerd, in plaats van slaglengte en meetbereik als niet-gerelateerde specificaties te behandelen.
ITM-LAB RS-8010A voor flexibele schuim trekproef
De ITM-LAB RS-8010A is een servo-gestuurde universele testmachine voor mechanische testtoepassingen met lage kracht.
Debeschikbare belastingconfiguraties en het testsnelheidsbereik maken het een kandidaat voor flexibele schuimtrektesten, onder voorbehoud van verificatie van de gekozen laadcel, grepen, verlengingsmeetmethode en volledige testopstelling.
Relevante apparatuurspecificaties
| Parameter | RS-8010A |
|---|---|
| Uitrustingstype | Servo-gestuurde universele testmachine |
| Beschikbare capaciteiten | 50 N–5 kN |
| Nauwkeurigheidsspecificatie | ±0,25%, onder voorbehoud van het geverifieerde meetbereik |
| Testsnelheidsbereik | 0,001–500 mm/min |
| Slagconfiguraties | 650 / 1000 mm |
| Schuimrubberen trekgrepen | Geselecteerd op basis van het exemplaar |
| Meting van de verlenging | Configuratie te bevestigen voor de testmethode |
De nominale testsnelheid van ISO 1798 valt binnen het opgegeven RS-8010A snelheidsbereik.
Machinespecificaties alleen leveren echter geen volledige naleving van ISO 1798 aan. Het krachtmeetsysteem, de bevestigingsopstelling, de testsnelheidsprestaties en de methode voor het meten van de verlenging moeten worden geverifieerd voor de voorgestelde configuratie.
Voorbeeld: Een systeem configureren voor flexibel PU-schuim
Denk aan een laboratorium dat flexibel polyurethaanschuim moet testen volgens ISO 1798:2008.
Voordat een machineconfiguratie wordt aanbevolen, moeten de volgende vragen worden beantwoord:
Welk exemplaar wordt getest?
Bevestig Type 1 of Type 1A, dikte, bemonsteringsrichting en verwacht materiaalgedrag.
Welke trekkracht wordt verwacht?
Gebruik beschikbare materiaalgegevens of voorlopige testgegevens om een geschikte load cell te selecteren.
Hoe wordt het exemplaar vastgegrepen?
Bekijk de vereisten voor het contact met het monster, de drukbaarheid en de contactvereisten om slip en schade te minimaliseren.
Hoeveel verlenging wordt verwacht?
Controleer de bruikbare machineslag en bepaal hoe de lengte van de meter vóór het breken wordt gemeten.
Welke documentatie is vereist?
Bevestig de standaardeditie, kalibratievereisten, testrapportformaat en eventuele klantspecifieke acceptatiecriteria.
Dit is een voorbeeld van het selectieproces van apparatuur, geen rapport van een voltooide klanttest.
Het doel is om eerst de testvereisten te definiëren en vervolgens de machine dienovereenkomstig te configureren.
Configureer uw schuimtrektestsysteem met ITM-LAB
Betrouwbare schuimtrektesten is afhankelijk van de interactie tussen het monster, de grips, de load cell, machinebeweging en de methode voor het meten van de verlenging.
Voor ISO 1798-toepassingen begint het selecteren van de juiste apparatuur met de testvereisten in plaats van met de maximale capaciteit van de machine.
ITM-LAB kan uw flexibele schuimmateriaal, monsterafmetingen, verwachte trekkracht en vereiste testprocedure beoordelen om te helpen een geschikte RS-8010A-configuratie te identificeren.
Plan je een project voor een trektest met flexibel schuim?
Stuur ons uw foto of tekening van het monster, de toepasselijke standaard, het verwachte krachtbereik en de eisen voor het meten van de verlenging.
Ons team kan de voorgestelde machine- en armatuurconfiguratie beoordelen voordat ze een offerte offeren.
