ASTM D882 - 얇은 플라스틱 필름의 인장 시험

얇은 플라스틱 필름과 시트는 포장에 널리 사용되며 남은 음식에서 소비재에 이르기까지 많은 일상 품목을 보호하는 데 사용됩니다. 플라스틱 제조업체와 포장 회사가 생산하는 플라스틱 필름의 정확한 기계적 프로파일을 확보하여 필요한 기대치를 충족시키는 것이 중요합니다.

얇은 플라스틱 필름과 시트는 포장에 널리 사용되며 남은 음식에서 소비재에 이르기까지 많은 일상 품목을 보호하는 데 사용됩니다. 플라스틱 제조업체와 포장 회사가 생산하는 플라스틱 필름의 정확한 기계적 프로파일을 확보하여 필요한 기대치를 충족시키는 것이 중요합니다. ASTM D882는 얇은 플라스틱 필름의 인장 특성을 결정하는 데 사용되는 일반적인 테스트 표준이며 일반적으로 인라인 품질 관리 목적으로 사용됩니다. 이 가이드는 ASTM D882 인장 시험의 기본 요소를 소개하고 필요한 장비, 소프트웨어 및 샘플에 대한 개요를 제공하도록 설계되었습니다. 그러나 ASTM D882 테스트를 수행하려는 사람은 이 가이드를 전체 표준을 읽고 따르는 것에 대한 적절한 대체물로 간주해서는 안 됩니다.

전기 자동차 배터리용 분리막 테스트
ASTM D882는 EV 배터리 분리막 필름을 테스트하기 위한 공식 표준은 아니지만 이러한 재료의 기계적 특성을 평가하기 위해 이 표준이 수정되고 있습니다. 분리막은 리튬이온 및 기타 액체 전해질 배터리에서 양극과 음극을 분리하는 중요한 부품입니다. 분리막에 가장 많이 사용되는 소재는 폴리올레핀이다. 폴리올레핀은 조립 시 권취 작업과 과도한 사용으로 인한 양극 리튬 도금 불균일을 견딜 수 있을 만큼 튼튼한 고분자 필름이다. 더욱 안전하고 튼튼한 분리막 소재는 양극과 음극의 접촉을 더욱 효과적으로 방지하며, 소재가 얇아질수록 각 배터리의 무게는 줄어들고 에너지 밀도는 향상됩니다.

ASTM D882에 따라 이러한 재료를 테스트하는 것은 최적의 분리막 필름 솔루션을 결정하려고 할 때 R&D뿐만 아니라 품질 관리 검사에도 매우 유용할 수 있습니다. 또한, 다른 많은 박막 재료의 경우와 마찬가지로 분리막 필름은 이방성이므로 다양한 절단/테스트 방향에서 테스트하는 것이 좋습니다.

ASTM D882는 두께가 1mm 미만인 플라스틱을 테스트하기 위해 특별히 설계되었으며 정의된 두께 범위 내에서 모든 유형의 플라스틱 시편을 테스트하는 데 사용할 수 있습니다. 1mm보다 두꺼운 플라스틱은 ASTM D638에 따라 테스트해야 합니다. ASTM D882 시험은 만능 시험기(인장 시험기라고도 함)에서 일정한 크로스헤드 속도로 수행됩니다. 다음은 가장 일반적으로 측정되는 인장 특성입니다.
- 인장강도
- 항복 강도
- 항복 변형
-쉬는 시간에 긴장
-탄성률

ASTM D882 테스트 중에 시편은 파손될 때까지 인장력을 받아 당겨집니다. 크로스헤드 속도는 시편 길이에 따라 달라지며 초기 그립 분리(시편 길이)에 초기 변형 속도(mm/mm x min)를 곱하여 계산할 수 있습니다. 초기 변형률은 파단 시 시편의 최대 연신율에 따라 달라집니다. 플라스틱 필름과 시트는 탄성이 매우 높기 때문에 일반적으로 더 높은 크로스헤드 속도가 필요합니다. ASTM D882 테스트에서 중요한 요소 중 하나는 적절한 예압을 사용하는 것입니다. 박막 시편은 일반적으로 테스트를 위해 그립에 로드할 때 편안하고 팽팽하지 않습니다. 테스트 소프트웨어에서 쉽게 구성할 수 있는 예압은 테스트 중 데이터를 기록하기 전에 표본의 느슨함을 제거하는 데 도움이 되어 결과가 정확하고 반복 가능하도록 보장합니다.

이 테스트는 그립 사이의 시편 길이에 걸쳐 두께의 10% 이내로 균일한 시편을 의미합니다. 1mm 두께 한계에 근접한 두꺼운 시편은 5% 이내로 균일해야 합니다. 시편의 너비는 5.0~25.4mm 사이여야 하며 테스트 중에 사용된 그립 간격보다 최소 50mm 더 길어야 합니다. 테스트를 위한 표준 시편 게이지 길이는 250mm입니다. 그러나 이것이 가능하지 않은 경우 결과에 영향을 미치지 않는 한 최소 시편 길이 100mm(게이지 길이 50mm)가 허용됩니다. 샘플이 등방성 재료인 경우 표준에서는 각 샘플에서 최소 5개의 시편을 테스트해야 합니다. 그러나 샘플이 이방성인 것으로 의심되는 경우 장축을 따라 5개, 추정 이방성 축을 따라 5개 등 최소 10개의 시편을 테스트해야 합니다. 또한, 모듈러스를 결정하는 데 사용되는 시편은 인장 강도 또는 기타 인장 특성을 결정하는 데 사용할 수 없습니다. 즉, ASTM D882에 따라 테스트하는 사람은 모든 관련 특성을 적절하게 측정하기 위해 많은 수의 시편을 생산하는 것이 현명할 것입니다.

그립
이러한 플라스틱 시편은 유연하고 섬세한 특성으로 인해 잡는 것이 어려울 수 있습니다. 공압식 측면 동작 그립은 시험 내내 시편을 충분히 고정할 수 있도록 조절 가능한 입구 공기 압력을 제공합니다. 공압식 그립은 얇은 필름을 테스트할 때 나사 동작이나 손으로 조이는 그립보다 선호됩니다. 후자의 그립은 클램핑 압력에 가변성을 추가하고 테스트 결과에 더 많은 불일치를 허용하고 턱 파손 또는 미끄러짐 가능성이 더 높을 수 있기 때문입니다. 매우 얇은 필름 시편의 경우에는 자체 조임 롤러 그립을 사용할 수도 있습니다.

표본 정렬
박막 및 호일의 인장 시험은 단단한 시편의 시험보다 더 어려운 과제를 제시하며, EV 배터리 제조에 사용되는 대부분의 박막 및 호일은 두께가 15미크론을 넘지 않을 정도로 매우 얇습니다. 이러한 재료는 잘못 취급하면 쉽게 손상됩니다. 얇은 필름이나 호일을 잡는 단순한 행위조차도 시편을 손상시킬 수 있습니다. 이러한 섬세한 표본을 올바르게 정렬하는 것은 많은 테스트 실험실의 주요 문제점이므로 정밀 표본 로더 장치를 사용하는 것이 좋습니다. 이 장치는 분리 가능한 정렬 클립과 선형 레일을 사용하여 시편을 그립으로 안내하고 다양한 크기로 제공되어 다양한 시편 치수를 수용할 수 있습니다.

턱 얼굴
ASTM D882 시편은 깨지기 쉽기 때문에 턱면 선택도 성공적인 테스트에 중요합니다. 톱니 모양의 조 페이스는 잡을 때 시편에 손상을 주어 조가 부러지거나 부정확한 결과를 초래할 수 있으므로 권장되지 않습니다. 고무 표면은 얇은 필름 시편을 손상시키지 않으며 테스트 과정에서 표면이 얇아지면서 시편 미끄러짐을 방지하는 것으로 나타났습니다. 따라서 공압 그립과 짝을 이루는 고무 표면을 선호하는 조합으로 만듭니다. 이 조합은 또한 가장 반복 가능한 결과를 생성합니다.

고무 조 페이스는 시편의 그립 또는 탭 끝 부분의 너비와 일치해야 합니다. 이 유형의 재료에 대한 가장 일반적인 표면 크기는 25mm x 25mm(1인치 x 1인치)입니다. 폭이 일치하면 시편 정렬이 쉬워지는데, 이는 좋은 파손과 정확한 테스트 결과에 매우 중요합니다. 시편 너비가 표준 공차의 더 작은쪽에 있는 경우, 최소한 시편만큼 넓은 조 페이스를 가져야 하지만 이 경우 더 넓은 것도 허용됩니다.

선 접촉 그리핑은 고무 표면에 비해 너무 얇은 필름 시편에도 가능합니다. 선 접촉면에는 부드러운 조면 하나와 둥근 반대면이 포함되어 있어 크로스헤드의 움직임에 수직인 하나의 선을 따라 클램핑 힘을 분산시키는 데 도움이 됩니다. 그립의 가장 중요한 측면은 테스트 시 미끄러짐을 방지하고 테스트하는 동안 각 시편 전체에 균일한 응력 분포를 유지하는 것입니다.