A espuma flexível de poliuretano é usada em assentos automotivos, colchões, móveis e amortecimento industrial. Esses materiais são projetados para deformar, mas também devem suportar forças de tração durante a fabricação, montagem e manutenção.
Medir suas propriedades de tração nem sempre é simples. Uma amostra mal cortada, pressão de aderência excessiva ou medição incorreta de alongamento podem afetar o resultado antes que o comportamento real de tração do material seja estabelecido.
A ISO 1798:2008 especifica um método para determinar a resistência à tração e o alongamento na ruptura de materiais poliméricos celulares flexíveis. O método utiliza uma amostra preparada estendida a uma taxa controlada até a ruptura.
Este guia cobre os principais requisitos de teste, preparação da amostra, procedimento de teste, erros comuns e como selecionar uma máquina adequada de teste de espuma de tração.
Requisitos de Teste ISO 1798 em Resumo
A ISO 1798:2008 é destinada a materiais poliméricos celulares flexíveis, incluindo espumas de poliuretano flexíveis adequadas.
O teste determina duas propriedades do material: resistência à tração e alongamento na ruptura.
| Parâmetro de Teste | ISO 1798:2008 Requisito |
|---|---|
| Método de teste | Teste de tração até ruptura de amostra |
| Tipo de espécime | Tipo 1 ou Type 1A de haltere |
| Espessura do espécime | 10–15 mm |
| Velocidade de teste | 500 ± 50 mm/min |
| Medição de força | Classe 0.5 ou Classe 1 sob ISO 7500-1:2004, sobre a faixa de carga usada |
| Resultados válidos | Normalmente cinco exemplares quebrando dentro do comprimento de bitola marcado |
| Condicionamento padrão | Pelo menos 16 horas sob uma das atmosferas de temperatura/umidade especificadas |
| Resultados do teste | Resistência à tração (kPa) e elongamento na quebra (%) |
A edição padrão aplicável e quaisquer requisitos específicos de teste para o cliente devem ser confirmados antes do teste.
Fonte: ISO 1798:2008, cláusulas 4–7. Veja Normas e Referências Técnicas abaixo.
O que a ISO 1798 mede?
Resistência à tração
Resistência à tração descreve a força máxima de tração sustentada por uma amostra de espuma em relação à sua área original de seção transversal.
O resultado é calculado usando a força máxima registrada e a área da seção transversal inicial do espaçom.
Resistência à tração (kPa) = Força máxima (N) × 1.000 / Área da seção transversal original (mm²)
Por exemplo, se um espécime tem uma área de seção transversal inicial de 130 mm² e atinge uma força máxima de 20 N:
Resistência à tração = 20 × 1.000 / 130 = 153,8 kPa
Este é um cálculo ilustrativo, não um resultado real de teste.
A resistência à tração é útil para comparar formulações de espuma, monitorar a consistência da produção e investigar falhas de materiais.
Elongamento na Pausa
A elongação na ruptura mede o aumento do comprimento de calibre definido imediatamente antes da ruptura da amostra.
Alongamento na quebra (%) = [(Comprimento de bitola na quebra − Comprimento original de bitola) / Comprimento original de bitola] × 100
Se uma amostra tem comprimento inicial de calibre de 40 mm e atinge 120 mm imediatamente antes da ruptura, o alongamento calculado na ruptura é de 200%.
Uma espuma pode ter resistência à tração relativamente baixa, mas ainda assim se estender consideravelmente antes de se romper.
Por esse motivo, resistência à tração e alongamento na ruptura devem ser avaliadas juntas.
Quais materiais de espuma podem ser testados?
Aplicações típicas incluem espuma de poliuretano flexível usada em:
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Bancos automotivos e amortecimento interno
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Colchões e móveis estofados
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Embalagem flexível e acolchoamento protetor
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Componentes industriais de espuma
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Outros produtos poliméricos celulares flexíveis
A ISO 1798 não deve ser usada automaticamente para plásticos celulares rígidos ou borracha sólida. Esses materiais podem exigir outros métodos de teste, como a ISO 1926 para plásticos celulares rígidos ou a ISO 37 para borracha vulcanizada e termoplástica.
ISO 1798 Espécimes: Formato, Preparação e Condicionamento
A preparação de amostras é uma fonte importante de variação nos testes de tração com espuma flexível.
Ao contrário das amostras de plástico sólido, a espuma flexível pode ser comprimida ou danificada durante o corte, manuseio e aderência. Pequenos defeitos ao longo da borda da amostra podem se tornar o local de fratura prematura.
Espécimes Tipo 1 e Tipo 1A
A ISO 1798:2008 especifica duas configurações de amostras em formato de halteres.
| Dimensão | Tipo 1 | Tipo 1A |
|---|---|---|
| Comprimento total | 152 mm | 120 mm |
| Largura dos ombros | 25 mm | 25 mm |
| Largura de seção estreita | 13 mm | 10 mm |
| Espessura | 10–15 mm | 10–15 mm |
| Comprimento de bitola marcado | 25–50 mm | Até 40 mm |
As dimensões referem-se à geometria de corte especificada e aos requisitos de preparação da amostra. Os laboratórios devem consultar o desenho oficial da norma para o perfil completo do cortador, raios e tolerâncias.
Qualidade do corte e direção de amostragem
As bordas do espécime devem ser lisas e livres de danos visíveis.
Uma ferramenta de corte romba pode comprimir a espuma ou causar pequenos rasgos ao longo da seção estreita. Esses defeitos podem criar concentrações locais de tensão e causar a quebra prematura da amostra.
A orientação da célula também pode afetar o comportamento de tração.
Quando existe uma orientação celular predominante, a ISO 1798 especifica a direção de amostragem em relação a essa orientação. Se a orientação exigida não puder ser alcançada, a direção real deve ser reportada.
Para testes comparativos, as amostras devem ser preparadas consistentemente de um lote de material para outro.
Condicionamento antes do teste
Segundo o procedimento padrão, os materiais geralmente não são testados até pelo menos 72 horas após a fabricação, sujeito às exceções especificadas na ISO 1798.
Antes dos testes, amostras ou o material do qual são cortadas são normalmente condicionadas por pelo menos 16 horas em uma das seguintes atmosferas:
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23 ± 2°C e 50 ± 5% de umidade relativa
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27 ± 2°C e 65 ± 5% de umidade relativa
ISO 1798 também fornece disposições específicas para testes anteriores e aplicações de controle de qualidade. Essas exceções não devem ser tratadas como o procedimento padrão.
O teste deve ser realizado sob as mesmas condições de temperatura e umidade usadas para o condicionamento.
Fonte: ISO 1798:2008, Cláusulas 5.1–5.4 e 6.4.
Como realizar um teste de tração de espuma ISO 1798
Um teste confiável começa com a amostra e o método de medição necessário, não apenas pressionando o botão de partida.
Passo 1 — Prepare e Inspecione os Estípicos
Prepare amostras Tipo 1 ou Tipo 1A usando a ferramenta de corte apropriada.
Verifique defeitos visíveis, bordas irregulares e danos causados durante a remoção da amostra.
Prepare amostras suficientes para obter o número necessário de resultados válidos. Sob o procedimento normal da ISO 1798, os testes continuam até que cinco quebras satisfatórias dentro do comprimento de bitola sejam obtidas, salvo acordo em contrário.
Passo 2 — Meça a espessura e marque o comprimento do calibre
Após o condicionamento, determine a espessura da amostra de acordo com o padrão e o método de medição dimensional referenciado.
A ISO 1798 exige medições de espessura em cinco locais distribuídos uniformemente na área relevante do material, com limites especificados de variação.
Marque o comprimento original da bitola usando duas linhas de referência.
A distância entre essas linhas deve ser determinada com precisão porque é usada para calcular o alongamento na ruptura.
Passo 3 — Instale a amostra nas empunhaduras
Posicione a amostra simetricamente para que a força de tração seja distribuída de forma uniforme ao longo de sua seção transversal.
As empunhaduras devem evitar escorregões sem danificar a espuma.
Evite torcer a amostra ou criar tensão desigual entre os dois lados.
O padrão permite uma pré-carga limitada, mas isso deve ser aplicado de acordo com o procedimento especificado e considerado ao estabelecer a referência de medição de alongamento.
Passo 4 — Definir a Velocidade do Teste
Ajuste a máquina para a taxa de separação da mandíbula exigida:
500 ± 50 mm/min
Confirmar que a configuração de equipamento selecionada pode manter a velocidade necessária sob as condições de teste pretendidas.
Passo 5 — Estenda a amostra até a ruptura
Inicie o teste e registre a força máxima de tração.
Determine o comprimento do calibre imediatamente antes da ruptura usando um método de medição que atenda aos requisitos aplicáveis.
Observe a amostra durante os testes, especialmente para detectar deslizamentos visíveis, deformação anormal ou falha próxima às empunhaduras.
Passo 6 — Verifique a Validade do Resultado
Uma amostra que quebra fora do comprimento de bitola definido deve ser rejeitada sob o procedimento ISO 1798.
Continue testando até que o número necessário de resultados satisfatórios seja obtido.
Não aceite automaticamente toda curva de força simplesmente porque a máquina registrou uma força máxima.
Passo 7 — Calcule e relate os resultados
Calcule resistência à tração e alongamento na quebra para cada amostra válida.
Para o relatório padrão de teste, a ISO 1798 especifica requisitos de relatório que incluem a resistência mediana à tração e os resultados medianos de alongamento na quebra, juntamente com materiais relevantes, amostras e informações sobre condição de teste.
Se os clientes também exigirem médias, desvios padrão ou curvas de extensão força-individual, essas podem ser incluídas como informações suplementares.
Fonte: ISO 1798:2008, Cláusulas 6–8.
Erros comuns em testes de tração com espuma e como identificá-los
Testes de tração com espuma flexível podem produzir resultados inconsistentes mesmo quando a máquina de teste funciona normalmente.
Os seguintes problemas devem ser investigados antes de atribuir resultados inesperados ao próprio material.
Deslizamento do Estímulo
Se as empunhaduras não segurarem a espuma de forma segura, a amostra pode se mover durante o carregamento.
Isso pode distorcer a relação medida entre força e extensão, especialmente quando o movimento da máquina é usado como parte da medição de alongamento.
O que verificar: Superfícies da empunhadura, pressão de fixação, posicionamento da amostra e qualquer movimento visível nos limites da empunhadura.
Aumentar a força de fixação nem sempre é a solução correta, pois pressão excessiva pode danificar o material.
Quebra Precoce Próxima às Empunhaduras
A falha próxima à região de aderência pode indicar concentração localizada de tensões, carga desigual ou danos causados pelas superfícies da empunhadura.
O que verificar: Alinhamento da empunhadura, área de contato, bordas da mandíbula, condição da amostra e arranjo de fixação.
Sob a ISO 1798, uma amostra que quebra fora do comprimento de bitola marcada não é aceita como resultado satisfatório.
Medição incorreta de elongação
O movimento da cabeça transversal da máquina não é necessariamente igual à mudança no comprimento de bitola marcado da amostra.
O movimento da empunhadura, o deslizamento da amostra e a conformidade da máquina podem afetar a relação entre essas medições.
AISO 1798 exige que os comprimentos de bitola relevantes sejam medidos dentro dos limites de precisão especificados. Extensômetros mecânicos ou ópticos podem ser usados quando apropriado, desde que atendam aos requisitos aplicáveis.
O método de medição deve ser selecionado de acordo com o padrão, a elongação esperada da espuma e as características físicas da amostra.
Variação Excessiva Entre Espécimes
Grandes diferenças entre os resultados podem surgir devido à espessura da amostra, qualidade de corte, orientação da célula, condicionamento ou configuração do equipamento.
Uma sequência prática de solução de problemas é:
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Inspecione as bordas da amostra e os locais das fraturas.
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Verifique as dimensões da amostra e a direção da amostragem.
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Confirmar o alinhamento da empunhadura e procurar deslizamento.
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Verifique a velocidade de condicionamento e teste.
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Revise as medições de força e alongamento.
Somente após a avaliação desses fatores a variação deve ser interpretada principalmente como uma propriedade material.
Como Selecionar uma Máquina de Teste de Tração de Espuma
Um testador de tração de espuma adequado deve fornecer a velocidade de teste necessária e medição confiável da força, ao mesmo tempo em que atende aos requisitos de aderência e extensão da amostra.
Selecione a célula de carga ao redor da força esperada
Amostras de espuma flexível frequentemente produzem forças de tração relativamente baixas.
Selecionar uma máquina apenas pela sua capacidade máxima de carga pode deixar a força real de teste fora da faixa de medição mais apropriada.
A célula de carga selecionada deve fornecer precisão adequada sobre as forças esperadas durante o teste.
Para a ISO 1798:2008, o sistema de medição de força deve atender à classe de precisão especificada da ISO 7500-1 na faixa de carga utilizada.
Confirmar a velocidade necessária
AISO 1798 utiliza uma taxa nominal de separação da mandíbula de 500 mm/min.
A velocidade máxima nominal da máquina deve ser verificada junto com sua configuração real e as condições de operação necessárias.
Escolha empunhaduras para amostras macias e compressíveis
As empunhaduras devem fixar a amostra sem causar danos ou compressão excessiva.
Empunhaduras mecânicas ou pneumáticas podem ser consideradas, dependendo da geometria da amostra e das características do material.
O design adequado da empunhadura deve ser confirmado usando a amostra de espuma sempre que possível.
Verifique a Disponibilidade de Curso e Medição de Alongamento
A espuma flexível pode se estender substancialmente antes de romper.
A máquina deve fornecer curso útil suficiente após a instalação das empunhaduras.
O sistema de medição de alongamento também deve acomodar a deformação esperada, cumprindo os requisitos de precisão aplicáveis.
Essas considerações devem ser avaliadas em conjunto, em vez de tratar o comprimento do traço e a faixa de medição como especificações não relacionadas.
>ITM-LAB RS-8010A para Testes de Tração de Espuma Flexível
O ITM-LAB RS-8010A é uma máquina universal de teste controlada por servo para aplicações mecânicas de baixa força.
Suas configurações de carga disponíveis e faixa de velocidade de teste a tornam candidata para testes de tração com espuma flexível, sujeita à verificação da célula de carga selecionada, das empunhaduras, do método de medição de alongamento e do conjunto completo de teste.
Especificações de Equipamentos Relevantes
| Parâmetro | RS-8010A |
|---|---|
| Tipo de equipamento | Máquina universal de teste controlada por servo |
| Capacidades de força disponíveis | 50 N–5 kN |
| Especificação de precisão | ±0,25%, sujeito à faixa de medição verificada |
| Faixa de velocidade de teste | 0,001–500 mm/min |
| Configurações de curso | 650 / 1000 mm |
| Empunhaduras de espuma traccional | Selecionado de acordo com o espécime |
| Medição de elongação | Configuração a ser confirmada para o método de teste |
A velocidade nominal de teste da ISO 1798 está dentro da faixa de velocidade RS-8010A declarada.
No entanto, as especificações da máquina isoladamente não comprovam total conformidade com a ISO 1798. O sistema de medição de força, a disposição dos dispositivos, o desempenho da velocidade de teste e o método de medição de elongação devem ser verificados para a configuração proposta.
Exemplo: Configuração de um Sistema para Espuma de PU Flexível
Considere um laboratório que precisa testar espuma flexível de poliuretano usando a ISO 1798:2008.
Antes de recomendar uma configuração de máquina, as seguintes perguntas devem ser respondidas:
Qual espécime será testado?
Confirmar o Tipo 1 ou Tipo 1A, espessura, direção de amostragem e comportamento esperado do material.
Qual força de tração é esperada?
Use os dados disponíveis de materiais ou informações preliminares de testes para selecionar uma célula de carga adequada.
Como o espécime será agarrado?
Revise a espessura da amostra, compressibilidade e requisitos de contato da empunhadura para minimizar deslizamentos e danos.
Quanto de extensão é esperada?
Verifique o curso utilizável da máquina e determine como o comprimento do calibre será medido antes da ruptura.
Qual documentação é necessária?
Confirmar a edição padrão, requisitos de calibração, formato do relatório de teste e quaisquer critérios de aceitação específicos para o cliente.
Este é um exemplo do processo de seleção do equipamento, não um relatório de um teste de cliente concluído.
O objetivo é definir primeiro os requisitos de teste e depois configurar a máquina de acordo.
Perguntas Frequentes
Para que a ISO 1798 é usada?
A ISO 1798 especifica um método de ensaio de tração para determinar a resistência à tração e o alongamento na ruptura de materiais poliméricos celulares flexíveis, incluindo espumas flexíveis de poliuretano adequadas.
Qual é a velocidade de teste de tração para a ISO 1798?
A ISO 1798:2008 especifica uma taxa de separação da mandíbula de 500 ± 50 mm/min.
Quantos exemplares são necessários para a ISO 1798?
Salvo acordo em contrário, é necessário testar amostras suficientes para obter cinco resultados satisfatórios em que ocorra ruptura dentro do comprimento de calibre marcado.
Uma máquina universal de testes pode realizar testes ISO 1798?
Sim, desde que a configuração completa da máquina atenda aos requisitos aplicáveis para medição de força, velocidade de teste, pega, extensão da amostra e medição de alongamento.
A ISO 1798 é a mesma que a ASTM D3574 Teste E?
Não. Ambos abordam as propriedades de tração da espuma flexível, mas seus requisitos técnicos diferem. Resultados obtidos usando os dois métodos não devem ser considerados diretamente intercambiáveis.
Configure seu sistema de teste de tração em espuma com o ITM-LAB
O ensaio confiável de tração com espuma depende da interação entre a amostra, as empunhaduras, a célula de carga, o movimento da máquina e o método de medição de alongamento.
Para aplicações da ISO 1798, a seleção do equipamento certo começa com os requisitos de teste, e não pela capacidade máxima da máquina.
O ITM-LAB pode revisar seu material de espuma flexível, dimensões da amostra, força de tração esperada e o procedimento de teste necessário para ajudar a identificar uma configuração adequada do RS-8010A.
Planejando um projeto de teste de tração com espuma flexível?
Envie-nos sua foto ou desenho da amostra, padrão aplicável, faixa de força esperada e requisitos de medição de alongamento.
Nossa equipe pode revisar a configuração proposta da máquina e do aparelho antes do orçamento.
