Các bài kiểm tra - thử nghiệm chất lượng vật liệu nhựa (Plastic)

Một trong những yếu tố quan trọng nhất khi phát triển một sản phẩm nhựa mới chính là việc thử nghiệm các đặc tính cơ học của vật liệu để kiểm tra độ bền, các đặc tính của nhựa có phù hợp với ứng dụng, có đủ chắc chắn, linh hoạt để thực hiện ứng dụng của nó hay không
Trong bài viết ngày hôm nay, hãy cùng Lidinco tìm hiểu các bài test chất lượng nhựa được sử dụng phổ biến nhất nhé 

Các phương pháp kiểm tra vật liệu nhựa

Phương pháp kiểm tra cơ học: thử nghiệm độ bền kéo, độ bền uốn, độ cứng, độ bền va đập, khả năng đâm thủng… 

Phương pháp vật lý: các phương pháp thử nghiệm nhiệt như điểm nóng chảy, độ bền nhiệt…

Phương pháp hóa học: khả năng chịu sự ăn mòn của hóa chất, thành phần vật liệu, chất phụ gia trong vật liệu

Một số sản phẩm nhựa thường được thử nghiệm

Các sản phẩm nhựa trước khi đến tay người tiêu dùng thường đi phải qua 02 khâu kiểm tra

• Giai đoạn nghiên cứu và phát triển sản phẩm: kiểm tra đặc tính của nhựa có bền hay không, có dễ bị ăn mòn hay không, độ bền có đủ tốt để chịu tác động từ các ngoại lực bên ngoài hay không…
• Giai đoạn kiểm tra chất lượng sản phẩm: kiểm tra chất lượng nhựa, ngoại quan có đạt đủ tiêu chuẩn trước khi đến tay người tiêu dùng

thường được phân tích bằng các phương pháp kiểm tra vật liệu để đảm bảo chất lượng và hiệu suất của chúng trong các ứng dụng khác nhau. Dưới đây là một số sản phẩm nhựa phổ biến và các phương pháp kiểm tra thường được áp dụng:

• Chai và hũ nhựa: Sản phẩm nhựa như chai và hũ được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp đóng gói. Các phương pháp kiểm tra như kiểm tra độ cứng, độ bền kéo và độ bền nén được áp dụng để đánh giá tính chất cơ học của nhựa và đảm bảo tính an toàn và chịu lực của chai và hũ trong quá trình vận chuyển và sử dụng.
• Bộ phận ô tô nhựa: Trong ngành ô tô, các bộ phận nhựa như bộ điều khiển, bảng điều khiển, và cản trước được sử dụng để cung cấp tính năng chức năng và thẩm mỹ cho xe. Các phương pháp kiểm tra như kiểm tra độ bền uốn, độ bền va đập, và độ bền nhiệt được sử dụng để đánh giá khả năng chống va đập, tính linh hoạt và khả năng chịu nhiệt của các bộ phận nhựa trong môi trường ô tô.
• Màng nhựa: Màng nhựa được sử dụng trong nhiều ứng dụng như bao bì, màng bảo vệ và màng cách nhiệt. Để đảm bảo chất lượng và tính hiệu quả của màng nhựa, các phương pháp kiểm tra như kiểm tra độ co rút, độ bền kéo và độ dày được áp dụng để đo đạc tính chất cơ học và hình thái của màng nhựa.
• Ống và ống nhựa: Ống và ống nhựa được sử dụng trong các ngành công nghiệp như xây dựng, hệ thống cấp nước và hệ thống dẫn dầu. Các phương pháp kiểm tra như kiểm tra độ mài mòn, độ bền nén và độ bền kéo được áp dụng để đánh giá tính chất cơ học và khả năng chịu áp lực của ống và ống nhựa.
• Vật liệu composite nhựa: Composite nhựa kết hợp nhựa với các sợi gia cường như sợi carbon, sợi thủy tinh hoặc sợi aramid để tạo ra vật liệu có tính cơ học cao. Các phương pháp kiểm tra như kiểm tra kéo, kiểm tra uốn và kiểm tra va đập được sử dụng để đánh giá tính chất cơ học của vật liệu composite nhựa và đảm bảo hiệu suất và độ bền của chúng.
• Ngoài ra còn một số sản phẩm khác như: Bao bì nhựa mềm, Nhựa y tế, Hộp nhựa, Quả tạ nhựa, Thảm trải sàn bằng nhựa, Tem nhãn nhựa / ảnh ba chiều, Màng nhựa (bao bì dược phẩm / thiết bị y tế), Con dấu, Ống, Cấu hình cửa sổ UPVC

Tùy thuộc vào loại sản phẩm nhựa cụ thể, các phương pháp kiểm tra vật liệu có thể khác nhau để đáp ứng yêu cầu và tiêu chuẩn cụ thể của từng ứng dụng. Việc sử dụng các phương pháp phân tích này giúp đảm bảo tính chất cơ học, độ bền và đáng tin cậy của các sản phẩm nhựa trong quá trình sử dụng.

Các bài kiểm tra vật liệu nhựa 

Kiểm tra độ bền kéo của nhựa

Kiểm tra độ bền kéo là một trong những phương pháp kiểm tra cơ bản nhất. Có nhiều loại kẹp và bộ gá mẫu phù hợp để kiểm tra độ bền kéo của nhựa. Các bộ gá cho kiểm tra đồ bền kéo khá đa dạng như tự siết chặt, thủ công, thủy lực và khí nén cung cấp độ chắc chắn cao khi thử nghiệm

Dưới đây là một số tiêu chuẩn thường được sử dụng trong việc kiểm tra độ bền kéo của nhựa

• ISO 527-2 Nhựa—đặc tính kéo của nhựa đúc và ép đùn
• ASTM D 638 Đặc tính kéo của nhựa
• ASTM D 882 Đặc tính kéo của tấm nhựa mỏng
• Thử độ bền kéo của nhựa ASTM D 882 - Tấm mỏng
• Thử độ bền kéo của nhựa ASTM D 1708 - Độ bền kéo vi mô
• ASTM D 2990 Độ rão do nén, kéo, uốn và đứt gãy của nhựa
• ASTM D 3826 Điểm cuối phân hủy của polyetylen và polypropylen có thể phân hủy bằng thử nghiệm độ bền kéo
• ASTM D 5083 Đặc tính kéo của nhựa nhiệt rắn gia cố
• BS 2782 Độ bền kéo, độ giãn dài và mô đun đàn hồi
• BS 2782-3 Xác định độ bền kéo và độ giãn dài khi đứt của sản phẩm polytetrafluoroethylene (PTFE)
• BS 2782-11 Ống, phụ kiện và van nhựa nhiệt dẻo – Đặc tính kéo của mẫu chuông quả tạ từ các mặt cắt máng nhựa PVC của ống
• BS EN ISO 527 Đặc tính kéo — Màng và tấm
• BS EN ISO 527 Đặc tính kéo - Điều kiện thử nghiệm đối với nhựa đúc và ép đùn
• BS EN 12311 Xác định đặc tính kéo - Tấm bitum để chống thấm mái nhà
• BS EN 12814 Kiểm tra mối hàn của nhựa nhiệt dẻo - Kiểm tra độ bền kéo
• BS EN 12814 Kiểm tra các mối hàn của nhựa nhiệt dẻo - Kiểm tra độ bền kéo với mẫu thử thắt lưng
• DIN 53534 Đặc tính kéo của nhựa
• DIN 65378 Đặc tính kéo của nhựa
• DIN 65466 Đặc tính kéo của nhựa

Kiểm tra độ giãn dài của nhựa

Độ giãn dài là tỷ lệ giữa chiều dài ban đầu và chiều dài cuối cùng của vật liệu nhựa trước khi bị đứt bởi tác động của lực kéo. Quá trình kiểm tra này được diễn ra ở nhiệt độ được kiểm soát.

Bài kiểm tra khả năng thay đổi hình dạng của nhựa mà không bị nứt được gọi là kiểm tra biến dạng hoặc kiểm tra độ giãn dài cho đến điểm nứt

• ASTM D638 - Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn về tính chất kéo của nhựa
• ISO 527-1:2012 – Xác định đặc tính kéo. Nguyên tắc chung

Kiểm tra khả năng chịu lực xé

Máy đo lực vạn năng của Ametek được cung cấp kèm với các bộ gá mẫu cho phép bạn kiểm tra độ xé, độ rách của nhựa một cách dễ dàng. Các phương pháp thử nghiệm chuyên biệt bao gồm kiểm tra lực thấp nhất có thể bóc tách, lực trung bình, lực cao nhất…

Dưới đây là một số tiêu chuẩn mà bạn có thể sử dụng để đánh giá độ bóc xé trên các mẫu nhựa

• ISO 6383-1 Khả năng chống rách của tấm nhựa
• ISO 8067 Độ bền xé
• ASTM D 1004 Độ bền xé của tấm nhựa
• ASTM D 1938 Độ bền xé của tấm nhựa - vết rách đơn
• ASTM D 3574 Khả năng chống rách
• BS 2782-3-360 Khả năng chống rách của tấm nhựa

Kiểm tra khả năng chịu lực nén

Kiểm tra độ nén nhựa là bài kiểm tra cơ bản và có thể thực hiện hầu hết với những loại nhựa để xem khả năng bảo vệ của vật liệu có tốt hay không. Có thể áp dụng kiểm tra nén cho cả nhựa vật liệu hoặc nhựa thành phầm

Dưới đây là một số tiêu chuẩn kiểm tra độ nén của nhựa

• ASTM D 695 Đặc tính nén của nhựa cứng
• ASTM D 695M Đặc tính nén của nhựa cứng (Số liệu)
• ASTM F 806 Khả năng nén và thu hồi của vật liệu đệm composite nhiều lớp

Kiểm tra khả năng uốn của nhựa

Phương pháp thử nghiệm này cho phép xác định độ bền và đặc tính thay đổi kích thước của nhựa khi chịu tải trọng ba điểm. Tải trọng ba điểm tạo ra ứng suất kéo, nén và cắt trong mẫu thử. Mô đun đàn hồi (mô đun Youngs) đóng vai trò là thông số để so sánh các vật liệu khác nhau và là thước đo độ cứng. Có thể thực hiện thử nghiệm trong phạm vi nhiệt độ từ –40°C đến +230°C.

Dưới đây là một tiêu chuẩn đánh giá độ uốn của nhựa

• Thử nghiệm uốn theo ISO 178
• ASTM D 790 Tính chất uốn của nhựa
• ASTM D 790 Đặc tính uốn của nhựa không gia cố và gia cố và vật liệu cách điện
• ASTM D 4476 Đặc tính uốn của thanh nhựa pultruded được gia cố bằng sợi
• ASTM D 6272 Đặc tính uốn của nhựa không gia cố và gia cố bằng cách uốn bốn điểm
• BS EN ISO 178 Nhựa - Xác định đặc tính uốn
• BS EN ISO 178 Xác định đặc tính uốn
• BS EN ISO 899-2 Xác định đặc tính từ biến - độ rão khi uốn bằng tải trọng ba điểm
• DIN 53458 Đặc tính uốn của nhựa

Kiểm tra khả năng chịu lực cắt

Ametek cung cấp các thiết bị cố định, kẹp, gá mẫu đa dạng để bạn có thể thực hiện thử nghiệm cắt nhựa một cách dễ dàng, khả năng chịu lực cắt phép dự đoán nhanh độ bền của mẫu nhựa

Các phép thử nghiệm cắt bao gồm cắt liên lớp, cắt mặt phẳng và đục lỗ. Dưới đây là một số tiêu chuẩn được sử dụng để kiểm tra khả năng chịu lực cắt của nhựa

Thử nghiệm cắt theo tiêu chuẩn ASTM C 273 trên mặt phẳng

• ASTM D 732 Độ bền cắt của nhựa bằng dụng cụ đục lỗ
• ASTM D 2344 Độ bền cắt giữa các lớp rõ ràng của vật liệu tổng hợp sợi song song bằng phương pháp chùm tia ngắn

Kiểm tra độ ma sát của nhựa tấm

Phương pháp kiểm tra hệ số ma sát thường được sử dụng cho các màng phim nhựa, nhựa dạng tấm theo tiêu chuẩn BS EN ISO 8295, đây là tiêu chuẩn quốc tế để xác định chỉ số COF càng màng và tấm nhựa.

• Tiêu chuẩn này yêu cầu phải chọn bù quán tính của con trượt trong tệp của phần mềm kiểm tra vật liệu NEXYGEN Plus

Tiêu chuẩn kiểm tra độ ma sát

Hệ số ma sát cho màng và vật liệu tấm nhựa theo BS EN ISO 8295

Kiểm tra chất lượng nhựa gia cố

Nhựa gia cố là loại nhựa đặc biệt chỉ có thể được kiểm tra bằng cách sử dụng kẹp, máy đo độ giãn, đồ gá và phần mềm có độ chính xác chuyên dụng. Những công cụ này rất cần thiết do đặc tính độ giãn dài thấp và độ bền cao của các loại vật liệu này. 

Ametek cung cấp các thiết bị đi kèm với phần mềm và phụ kiện phù hợp để khách hàng có thể dễ kiểm tra nhựa gia cố theo các chỉ tiêu dưới đây

• ASTM D 2343 Đặc tính kéo của sợi thủy tinh dùng trong nhựa gia cố
• BS 2782-10 Phương pháp thử nhựa; Nhựa gia cố bằng thủy tinh; Xác định tính chất uốn; Phương pháp ba điểm
• BS 6319-2 Thử nghiệm thành phần nhựa và polyme/xi măng sử dụng trong xây dựng - Phương pháp đo cường độ nén
• BS EN 2562 Nhựa gia cố bằng sợi carbon; Tấm ép một chiều; Kiểm tra độ uốn song song với hướng sợi
• BS EN 2597 Nhựa gia cố bằng sợi carbon; Tấm ép một chiều; Kiểm tra độ bền kéo vuông góc với hướng sợi
• BS EN 2747 Nhựa gia cố bằng sợi carbon - Thử độ bền kéo
• BS EN ISO 527 Xác định đặc tính kéo của vật liệu tổng hợp nhựa gia cố bằng sợi đơn hướng
• BS ISO 3597-3 Nhựa gia cố bằng sợi thủy tinh; Xác định tính chất cơ học của thanh làm bằng nhựa gia cố dạng sợi; Xác định cường độ nén
• BS EN ISO 14126 Vật liệu tổng hợp nhựa gia cố sợi – Xác định tính chất nén theo hướng trong mặt phẳng

Kiểm tra khả năng chịu đâm thủng

Kiểm tra độ đâm thủng là phương pháp hữu hiệu để kiểm tra độ bền của các bai bì chứa sản phẩm. Ametek cung cấp đầy đủ từ máy móc cho đến bộ gá mẫu cho các bài kiểm tra đâm thủng các loại nhựa hoặc màng nhựa mỏng

Tiêu chuẩn kiểm tra độ đâm thủng

• ASTM F 1306 Khả năng chống thâm nhập tốc độ chậm của màng và tấm chắn linh hoạt

Kiểm tra khả năng bóc tách chất kết dính

Vì các loại nhựa thường phẳng và độ bám dính thấp nên bài kiểm tra độ bóc tách đôi khi cũng xuất hiện trong các ứng dụng đặc biệt mà bạn cần kiểm tra nhựa thành phẩm cần có độ bám dính tốt với các chất kết hính hoặc với các bề mặt khác 

Các loại máy kiểm tra vật liệu đến từ thương hiệu Ametek cho phép bạn thực hiện các bài kiểm tra độ bám dính một cách đơn giản, đo lường giá trị lực bóc tối đa, tối thiểu, trung bình…

Các tiêu chuẩn kiểm tra độ bóc tách của nhựa

• Thử nghiệm bóc vỏ theo tiêu chuẩn ASTM D 903
• Thử nghiệm bóc vỏ theo tiêu chuẩn ASTM D 1876
• Thử nghiệm bóc vỏ theo tiêu chuẩn ASTM D 3167
• ASTM F 88 Độ bền bịt kín của vật liệu rào cản linh hoạt
• ASTM F 904 So sánh độ bền liên kết hoặc độ bám dính của lớp tương tự được làm từ vật liệu dẻo