ASTM D882 - Teste de tração de filme plástico fino

Filmes plásticos finos e folhas são uma escolha popular para embalagens e podem ser encontrados protegendo muitos itens de uso diário, desde restos de alimentos até bens de consumo. É fundamental que os fabricantes de plásticos e as empresas de embalagens obtenham um perfil mecânico preciso dos filmes plásticos que produzem para garantir que atendam às expectativas exigidas.

Filmes plásticos finos e folhas são uma escolha popular para embalagens e podem ser encontrados protegendo muitos itens de uso diário, desde restos de alimentos até bens de consumo. É fundamental que os fabricantes de plásticos e as empresas de embalagens obtenham um perfil mecânico preciso dos filmes plásticos que produzem para garantir que atendam às expectativas exigidas. ASTM D882 é um padrão de teste comum usado para determinar as propriedades de tração de filmes plásticos finos e é comumente usado para fins de controle de qualidade em linha. Este guia foi elaborado para apresentar os elementos básicos de um teste de tração ASTM D882 e fornecerá uma visão geral do equipamento, software e amostras necessárias. Contudo, qualquer pessoa que planeje realizar testes ASTM D882 não deve considerar este guia um substituto adequado para a leitura e o cumprimento da norma completa.

Teste de filme separador para baterias de veículos elétricos
Embora ASTM D882 não seja um padrão oficial para testar filmes separadores de baterias EV, este padrão está sendo modificado para avaliar as propriedades mecânicas desses materiais. Os filmes separadores são uma parte crítica das baterias de íons de lítio e de outras baterias de eletrólito líquido que separam o ânodo e o cátodo. O material mais comum usado para filme separador é a poliolefina, um filme de polímero que é forte o suficiente para suportar a operação de enrolamento durante a montagem, bem como o revestimento irregular de lítio no ânodo devido ao uso extensivo. O material separador mais seguro e resistente evita com mais eficácia o contato entre o ânodo e o cátodo, enquanto o material mais fino ajuda a reduzir o peso de cada bateria e a melhorar a densidade de energia.

Testar esses materiais de acordo com a ASTM D882 pode ser muito benéfico para verificações de controle de qualidade, bem como em P&D ao tentar determinar a solução ideal de filme separador. Além disso, como é o caso de muitos outros materiais de filme fino, o filme separador é anisotrópico e, portanto, é recomendado que seja testado em diversas direções de corte/teste.

ASTM D882 foi projetada especificamente para testar plásticos com menos de 1 mm de espessura e pode ser usada para testar qualquer tipo de amostra de plástico dentro desta faixa de espessura definida. Plásticos com espessura superior a 1 mm devem ser testados de acordo com ASTM D638. O teste ASTM D882 é conduzido em uma máquina de teste universal (também chamada de máquina de teste de tração) a uma velocidade constante da cruzeta. A seguir estão as propriedades de tração mais comumente medidas:
-resistência à tração
-força de rendimento
- tensão de rendimento
-tensão no intervalo
-módulo de elasticidade

Durante o teste ASTM D882, as amostras são puxadas sob tensão até a falha. A velocidade da cruzeta depende do comprimento da amostra e pode ser calculada multiplicando a separação inicial da garra (comprimento da amostra) pela taxa de deformação inicial em mm/mm x min. A taxa de deformação inicial está condicionada ao alongamento máximo da amostra na ruptura. Como os filmes e folhas plásticas tendem a ser altamente elásticos, geralmente são necessárias velocidades mais altas da cruzeta. Um fator crítico nos testes conforme ASTM D882 é usar uma pré-carga apropriada. As amostras de filme fino geralmente ficam relaxadas e não esticadas quando carregadas nas garras para teste. Uma pré-carga, que pode ser facilmente configurada no software de teste, ajuda a remover qualquer folga na amostra antes de registrar os dados durante o teste, garantindo que os resultados sejam precisos e repetíveis.

Este teste destina-se a amostras uniformes até 10% da espessura ao longo do comprimento da amostra entre as garras. Amostras mais espessas que se aproximam do limite de espessura de 1 mm devem ser uniformes dentro de 5%. As amostras precisam ter entre 5,0 e 25,4 mm de largura e pelo menos 50 mm mais longas do que a separação de aderência usada durante o teste. O comprimento padrão do medidor de amostra para teste é de 250 mm. No entanto, se isso não for possível, então um comprimento mínimo de amostra de 100 mm (comprimento de referência de 50 mm) é aceitável, desde que seja estabelecido que isso não afeta os resultados. Se a amostra for de material isotrópico, o padrão exige que pelo menos cinco amostras sejam testadas de cada amostra. Entretanto, se houver suspeita de que a amostra seja anisotrópica, pelo menos dez amostras devem ser testadas, cinco ao longo de seu longo eixo e cinco ao longo do suposto eixo anisotrópico. Além disso, as amostras usadas para determinar o módulo não podem ser usadas para determinar a resistência à tração ou quaisquer outras propriedades de tração, o que significa que qualquer pessoa que teste a ASTM D882 seria sensata em produzir um grande número de amostras para medir adequadamente todas as propriedades relevantes.

APERTOS
Devido à natureza flexível e delicada dessas amostras de plástico, a preensão pode ser um desafio. As garras pneumáticas de ação lateral fornecem uma pressão de ar de entrada ajustável para garantir que as amostras possam ser fixadas suficientemente durante todo o teste. Pneumatic grips are preferable to screw action or hand-tightened grips when testing thin films, as the latter grips adds variability to the clamping pressure and can allow for more inconsistency in test results and a higher chance of jaw breaks or slippage. Em alguns casos, para amostras de filmes muito finos, também podem ser usados ​​punhos de rolos auto-ajustáveis.

ALINHAMENTO DA AMOSTRA
O teste de tração de filmes finos e folhas apresenta mais desafios do que o teste de amostras rígidas, e a maioria dos filmes finos e folhas usadas na fabricação de baterias EV são extremamente finas, com espessura não superior a 15 mícrons. Esses materiais são facilmente danificados pelo manuseio incorreto; mesmo o simples ato de segurar uma película fina ou folha metálica pode danificar a amostra. O alinhamento correto dessas amostras delicadas é um grande problema para muitos laboratórios de testes, e o uso de um dispositivo carregador de amostras de precisão é recomendado. Esses dispositivos usam um clipe de alinhamento removível e um trilho linear para guiar as amostras nas garras e estão disponíveis em vários tamanhos para acomodar uma ampla variedade de dimensões de amostras.

CARAS DA MANDÍBULA
Como as amostras ASTM D882 são frágeis, a seleção da face da mandíbula também é crítica para o sucesso do teste. As faces serrilhadas da mandíbula não são recomendadas porque podem causar danos à amostra durante a preensão, levando a quebras da mandíbula ou resultados imprecisos. As faces de borracha não danificam as amostras de película fina e demonstraram evitar o deslizamento das amostras à medida que se afinam nas faces durante o processo de teste, tornando as faces de borracha combinadas com garras pneumáticas a combinação preferida. Essa combinação também produz os resultados mais repetíveis.

As faces das garras de borracha devem corresponder à largura da extremidade presa ou com aba da amostra. O tamanho de face mais comum para este tipo de material é 25 mm x 25 mm (1 pol. X 1 pol.). A largura correspondente permite facilitar o alinhamento da amostra, o que é fundamental para boas quebras e resultados de teste precisos. Caso a largura da amostra esteja no lado menor da tolerância para o padrão, é necessário ter faces de mandíbula pelo menos tão largas quanto a amostra, mas mais largas também são aceitáveis ​​neste caso.

A preensão por contato linear também é uma possibilidade para amostras de filme que são muito finas para faces de borracha. As faces de contato linear incluem uma face de mandíbula lisa e uma face oposta arredondada, ajudando a distribuir a força de fixação ao longo de uma única linha perpendicular ao movimento da cruzeta. O aspecto mais crítico da preensão é evitar deslizamento durante o teste, bem como manter uma distribuição uniforme de tensão em cada amostra durante o teste.