4.4. Tính chất cơ học của compozit chế tạo từ prepreg sợi thủy tinh bằng phương pháp túi hút chân không một lần

Compozit được chế tạo từ bán thành phẩm prepreg sợi thủy tinh theo phương pháp túi hút chân không một lần phải có các tính chất cơ học tương ứng như cho trong Bảng 2.

Bảng 2 - Chỉ tiêu cơ học của compozit

Loại prepreg

Tên chỉ tiêu

P603p

P603

P610p

...

...

...

P808p

P808

P808p

P708

P206p

P206

1. Độ bền uốn, MPa, không nhỏ hơn

460

400

...

...

...

380

410

380

460

410

410

390

2. Modul đàn hồi uốn, GPa, không nhỏ hơn

24

...

...

...

20

17

20

15

18

13

15

14

3. Độ bền kéo, MPa, không nhỏ hơn

...

...

...

340

425

360

435

360

440

410

380

370

...

...

...

16

14

15

17

18

15

18

19

13

...

...

...

5. Phương pháp thử

5.1. Lấy mẫu

Việc lấy mẫu sản phẩm được tiến hành như sau:

- Cứ 100 m² prepreg thì cắt năm mẫu có kích thước 20 cm x 40 cm.

- Các mẫu prepreg trên được ép tạo thành các tấm compozit bằng phương pháp túi hút chân không.

5.2. Kiểm tra ngoại quan

Quan sát bằng mắt thường.

5.3. Phương pháp xác định khối lượng trên đơn vị diện tích

Khối lượng trên đơn vị diện tích của prepreg được xác định theo ISO 10352 : 1997.

...

...

...

5.4.1. Nguyên tắc

Đặt tải với tốc độ dịch chuyển không đổi vào điểm giữa của mẫu thử cho đến khi mẫu thử bị phá hủy.

Đo và ghi lại tải ở thời điểm mẫu bị phá hủy, sau đó tính toán độ bền uốn và modul đàn hồi uốn.

5.4.2. Thiết bị, dụng cụ

- Thiết bị thử uốn thông thường, có sai số không quá 1 % (ví dụ như thiết bị INSTRON - Hoa Kỳ).

- Dụng cụ đo kích thước có độ chính xác đến ± 0,1 mm.

5.4.3. Chuẩn bị mẫu thử

Cắt từ mỗi tấm compozit được chuẩn bị theo 5.1 năm phần mẫu thử có kích thước tương ứng như nêu ra trong Hình 1. Các mẫu thử không được có các khuyết tật bề mặt như quy định trong 4.2.

...

...

...

Chiều dài mẫu thử

Chiều rộng mẫu thử

Chiều dày mẫu thử

L₁

d

h

= 127 mm ± 5 mm;

= 12,7 mm ± 0,5 mm;

= 3,2 mm ± 0,4 mm;

...

...

...

Hình 1 - Mẫu thử xác định độ bền uốn và modul đàn hồi uốn

5.4.4. Cách tiến hành

Tiến hành phép thử ở nhiệt độ 25 ^oC ± 5 ^oC.

Đặt mẫu thử nằm cân đối lên hai gối đỡ của thiết bị thử uốn (5.4.2) với khoảng cách giữa hai gối đỡ là 51 mm ± 3 mm (xem Hình 1). Đưa đầu đo tải trọng nén thẳng vào điểm giữa của mẫu thử và cách mẫu thử 5 mm. Bật máy đo với tốc độ thử là 2 mm/min cho đến khi mẫu bị phá hủy. Ghi lại tải phá hủy mẫu.

Tiến hành đo với năm mẫu thử.

5.4.5. Tính toán kết quả

Xác định độ bền uốn s_u, theo công thức sau:

trong đó:

...

...

...

l           là khoảng cách giữa hai gối đỡ, tính bằng milimét (mm);

d          là chiều rộng mẫu thử, tính bằng milimét (mm);

h          là chiều dày mẫu thử, tính bằng milimét (mm);

s_u         là độ bền uốn của mẫu thử, tính bằng megapascal (MPa).

Kết quả cuối cùng là giá trị trung bình của các kết quả thu được từ năm mẫu thử.

Xác định modul đàn hồi uốn E_u, theo công thức sau:

trong đó:

P          là tải phá hủy mẫu, tính bằng Niutơn (N);

...

...

...

d          là chiều rộng mẫu thử, tính bằng milimét (mm);

h          là chiều dày mẫu thử, tính bằng milimét (mm);

Df         là độ võng khi uốn, tính bằng milimét (mm);

E_u         là modul đàn hồi uốn, tính bằng megapascal (MPa).

Kết quả cuối cùng là giá trị trung bình của các kết quả thu được từ năm mẫu thử.

5.5. Xác định độ bền kéo và modul đàn hồi kéo

5.5.1. Nguyên tắc

Đặt tải kéo với tốc độ dịch chuyển không đổi vào hai đầu mâm kẹp lên mẫu thử cho đến khi mẫu thử bị phá hủy. Đo và ghi lại tải ở thời điểm mẫu bị phá hủy, sau đó tính toán độ bền kéo và modul đàn hồi kéo.

5.5.2. Thiết bị, dụng cụ

...

...

...

- Dụng cụ đo kích thước có độ chính xác đến ± 0,1 mm.

5.5.3. Chuẩn bị mẫu thử

Cắt từ mỗi tấm compozit được chuẩn bị theo 5.1 năm phần mẫu thử có kích thước tương ứng như nêu ra trong Hình 2. Các mẫu thử không được có các khuyết tật bề mặt như quy định trong 4.2.

5.5.4. Cách tiến hành

Tiến hành phép thử ở nhiệt độ 25 ^oC ± 5 ^oC.

Đặt mẫu thử vào hai đầu mâm kẹp của thiết bị thử kéo (5.5.2), điều chỉnh vị trí và xiết chặt hai đầu mâm kẹp. Bật máy với tốc độ kéo giữa hai đầu mẫu thử là 2 mm/min cho đến khi mẫu bị phá hủy. Ghi lại lực phá hủy mẫu.

Tiến hành đo với năm mẫu thử.

Chú giải

...

...

...

L₁

= 165 mm ± 5 mm

Chiều dài đoạn mặt cắt hẹp

L₂

= 57 mm ± 0,5 mm

Chiều rộng mẫu thử

d₁

= 19 mm ± 0,4 mm

Chiều rộng đoạn mặt cắt hẹp

...

...

...

= 13 mm ± 0,4 mm

Chiều dày mẫu thử

h

= 3,2 mm ± 0,4 mm

Khoảng cách giữa hai đầu gá

L₃

= 115 mm ± 5 mm.

Bán kính cong đoạn cắt

R

...

...

...

Hình 2 - Mẫu thử xác định độ bền kéo và modul đàn hồi kéo

5.5.5. Tính toán kết quả

Xác định độ bền kéo s_k, theo công thức sau:

trong đó:

P          là lực phá hủy mẫu, tính bằng Niutơn (N);

d          là chiều rộng mẫu thử, tính bằng milimét (mm);

h          là chiều dày mẫu thử, tính bằng milimét (mm);

s_k         là độ bền kéo của mẫu thử, tính bằng megapascal (MPa).

...

...

...

Xác định modul đàn hồi kéo E_k, theo công thức sau:

trong đó:

P          là lực phá hủy mẫu, tính bằng Niutơn (N);

l           là chiều dài mẫu, tính bằng milimét (mm);

d          là chiều rộng mẫu thử, tính bằng milimét (mm);

h          là chiều dày mẫu thử, tính bằng milimét (mm);

Dl         là độ dãn dài khi kéo, tính bằng milimét (mm);

E_k         là modul đàn hồi kéo, tính bằng megapascal (MPa).

...

...

...

6. Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm ít nhất các thông tin sau:

a) tên hoặc ký hiệu nhận biết sản phẩm prepreg sợi thủy tinh;

b) viện dẫn tiêu chuẩn này;

c) các đặc trưng kỹ thuật của sản phẩm;

d) các kết quả thử;

e) chi tiết những khác biệt so với quy trình đã được quy định;

e) tên người thử nghiệm;

f) ngày thử nghiệm.

...

...

...

7.1. Bao gói

Prepreg sợi thủy tinh phải được bọc trong màng PE theo từng lớp riêng biệt.

7.2. Ghi nhãn

Prepreg sợi thủy tinh phải được ghi nhãn theo quy định hiện hành với các nội dung sau:

- tên sản phẩm;

- tên hoặc thương hiệu của nhà sản xuất;

- số chủng loại;

- ngày sản xuất;

- thời hạn sử dụng.

...

...

...

Prepreg sợi thủy tinh phải được bảo quản trong kho lạnh ở nhiệt độ £ 10 ^oC.

7.4. Vận chuyển

Prepreg sợi thủy tinh phải được vận chuyển bằng phương tiện thích hợp ở nhiệt độ £ 15 ^oC.

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] ASTM D 638-08, Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics.

[2] ASTM D 790-00, Standard Test Method for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastic and Electrical Insulating Materials.

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7908:2008 về Prepreg sợi thủy tinh