ГОСТ 14236-81. Испытание полимерных пленок на растяжение

ГОСТ 14236-81 «Пленки полимерные. Метод испытания на растяжение» устанавливает метод испытания полимерных пленок и пленочных материалов толщиной до 1 мм. Метод применяют для определения прочности, предела текучести и относительного удлинения при растяжении. Стандарт не распространяется на армированные пленки и пленочные материалы с неровной поверхностью.

Испытание проводят на разрывной или универсальной испытательной машине. Образец закрепляют в зажимах и растягивают с установленной скоростью, одновременно регистрируя нагрузку и удлинение. Основными определяемыми характеристиками являются прочность при растяжении и разрыве, предел и условный предел текучести, а также относительное удлинение.

Что определяют по ГОСТ 14236-81

Во время испытания регистрируют изменение нагрузки и длины образца. По полученным данным определяют механические характеристики пленки. В зависимости от поведения материала и требований нормативной документации могут определяться:

• прочность при растяжении;
• прочность при разрыве;
• предел текучести;
• условный предел текучести;
• относительное удлинение при максимальной нагрузке;
• относительное удлинение при разрыве;
• относительное удлинение при пределе текучести.

Не все пленки имеют выраженный предел текучести или разрушаются одинаково. Поэтому набор определяемых характеристик зависит от конкретного материала и задачи испытания.

Образцы для испытаний

Для испытания применяют прямоугольные образцы шириной от 10 до 25 мм и длиной не менее 150 мм. Допускается применение других типов образцов, если это предусмотрено нормативной документацией на материал. Кромки образца должны быть ровными и гладкими, без зазубрин, надрезов и других дефектов, способных вызвать преждевременное разрушение.

Для изотропных материалов испытывают не менее пяти образцов. Для анизотропных пленок образцы подготавливают в направлениях, установленных нормативной документацией, также не менее пяти для каждого направления. Это особенно важно для ориентированных пленок: свойства в продольном и поперечном направлениях могут заметно различаться.

Перед испытанием образцы кондиционируют не менее 16 ч при температуре 23 ± 2 °C и относительной влажности 50 ± 5 %, если для конкретного материала не установлены другие условия. На центральной части образца отмечают расчетную длину. Для прямоугольных образцов она должна быть не менее 50 мм, если документацией на материал не предусмотрено другое значение.

Ширину и толщину измеряют в трех местах — в средней части и вблизи границ расчетной длины. По средним значениям определяют начальную площадь поперечного сечения. Для тонких пленок точность измерения толщины особенно важна: ошибка непосредственно влияет на расчет напряжения и прочности.

Оборудование для испытаний

Основное оборудование — разрывная или универсальная испытательная машина, обеспечивающая заданную скорость перемещения захватов и регистрацию нагрузки и удлинения. Особое значение имеют захваты и приспособления для испытательных машин. Для пленок применяют конструкции, обеспечивающие надежную фиксацию без проскальзывания и повреждения образца.

Для тонких и эластичных пленок выбор захватов часто не менее важен, чем выбор самой испытательной машины. Слишком жесткое или неравномерное зажатие может привести к разрушению образца возле захвата и искажению результата. При подборе оборудования учитывают следующее:

Как проходит испытание

Последовательность можно представить следующим образом:

1. Подготавливают образцы требуемой формы и направления.
2. Кондиционируют их в установленных условиях.
3. Измеряют ширину и толщину.
4. Наносят метки расчетной длины.
5. Устанавливают образец в захваты без перекоса и складок.
6. Задают требуемую скорость раздвижения захватов.
7. Запускают растяжение.
8. Регистрируют нагрузку и удлинение.
9. Определяют необходимые механические характеристики.
10. Оформляют результаты испытания.

Если нормативной документацией не установлено иное, для прямоугольных образцов расстояние между зажимами принимают 100 мм. Зажимы не должны повреждать пленку или вызывать разрушение в месте закрепления. Образцы, разрушившиеся за пределами расчетной длины, в расчет не принимают.

Скорость растяжения

Скорость раздвижения захватов выбирают по нормативной документации на конкретную пленку. Выбирать скорость произвольно нельзя. Полимерные пленки чувствительны к скорости деформирования, поэтому изменение режима может повлиять на прочность, предел текучести и относительное удлинение. При сравнительных испытаниях скорость и другие условия должны быть одинаковыми.

ГОСТ 14236-81 предусматривает скорости от 1 до 500 мм/мин. В установленный ряд входят 1; 2 или 2,5; 5; 10; 20 или 25; 50; 100; 200 или 250 и 500 мм/мин.

Прочность и относительное удлинение

Прочность рассчитывают как отношение соответствующей растягивающей нагрузки к первоначальной площади поперечного сечения образца.

В зависимости от поведения материала определяют прочность при растяжении, прочность при разрыве, предел текучести или условный предел текучести.

Относительное удлинение показывает, насколько изменилась расчетная длина образца по отношению к ее первоначальному значению. Стандарт предусматривает определение удлинения при максимальной нагрузке, при разрыве и при пределе текучести.

Что особенно важно при испытании пленок

На результат особенно сильно влияют качество подготовки образца и его фиксация в машине. Необходимо контролировать состояние и ровность кромок; точность измерения толщины; отсутствие складок; правильное положение образца в захватах; отсутствие проскальзывания; направление вырезки образца; скорость растяжения; условия кондиционирования. Для анизотропных пленок направление вырезки обязательно должно учитываться при сравнении результатов.

Практические рекомендации

• Используйте захваты, подходящие именно для пленочных материалов. Для тонких и эластичных образцов могут применяться самозажимные эксцентриковые захваты Р.ЗЭ.
• Не допускайте проскальзывания образца. Оно искажает измерение удлинения.
• Контролируйте направление вырезки. Продольные и поперечные свойства пленки могут различаться.
• Точно измеряйте толщину. Она непосредственно участвует в расчете напряжения.
• Сохраняйте одинаковую скорость испытания для сравниваемых образцов.
• Не учитывайте образцы, разрушившиеся за пределами расчетной длины.

Часто задаваемые вопросы

• На какие материалы распространяется ГОСТ 14236-81?
  На полимерные пленки и пленочные материалы толщиной до 1 мм, кроме армированных материалов и пленок с неровной поверхностью.
• Какая машина нужна для испытания?
  Разрывная или универсальная испытательная машина с подходящими захватами и возможностью регистрации нагрузки и удлинения.
• Какие размеры образца используют?
  Для прямоугольного образца стандарт предусматривает ширину от 10 до 25 мм и длину не менее 150 мм.
• Какая скорость растяжения применяется?
  Скорость выбирают по нормативной документации на материал; ГОСТ предусматривает диапазон от 1 до 500 мм/мин.

Подбор оборудования для испытаний по ГОСТ 14236-81

Для испытаний полимерных пленок на растяжение подбирают универсальную или разрывную испытательную машину с учетом ожидаемой нагрузки, диапазона удлинения, требуемой скорости и особенностей материала. Особое внимание следует уделить захватам для пленки. Они должны надежно удерживать образец без проскальзывания и повреждения в зоне закрепления.

Специалисты ООО «Эталон-Профит» помогут подобрать испытательную машину РКМ, РКМ svo, НИМ или X-PRO, необходимые захваты и систему измерения удлинения для испытаний полимерных пленок по ГОСТ 14236-81.