泰伯式挺度儀(Taber Stiffness Tester)是塑料薄膜、紙張、紙板、金屬箔等薄型材料彎曲挺度測試領域常見、應用廣泛的標準儀器之一。它以美國公司Taber Industries命名,其設計原理和測試方法已成為行業標準(如ASTM D5342, ISO 2493等)的基礎。深圳市普云電子有限公司PY-H609T紙和紙板挺度試驗儀(以下簡稱儀器)是國際標準通用的泰伯爾(Taber)式挺度儀,儀器主要技術參數符合ISO2493《紙和紙板挺度的測定》及GBT 22364-2018《紙和紙板 彎曲挺度的測定》的有關規定。
以下是泰伯式挺度儀的核心特點和工作原理:
1.核心原理 - 懸臂梁法:
儀器基于經典的懸臂梁彎曲原理。
將矩形試樣的一端垂直夾緊在固定的夾持器中。
試樣的自由端(懸臂部分)在自身重力作用下會因材料的柔軟度而自然下垂。
儀器的核心功能是測量將這個下垂的自由端抬起一個特定角度(15.5°) 所需要的力矩(力 × 距離)。
2.關鍵結構與工作過程:
夾持器:用于垂直夾緊試樣的一端。夾持器的位置固定。
擺錘系統:這是儀器的核心測量部件。它連接著一個刻度盤或數字顯示器。
測試臂/推桿:連接在擺錘上,用于接觸并抬起試樣的自由端。
角度定位器:確保測試臂將試樣自由端精確抬升到標準規定的15.5°角(相對于垂直夾持的初始位置)。
工作過程:
1).將試樣垂直夾緊。
2).啟動測試,測試臂(推桿)緩慢、平穩地向前推動試樣自由端。
3).當自由端被推至15.5°角時,推動動作自動停止。
4).此時,試樣抵抗彎曲的力通過推桿傳遞到擺錘系統。
5).擺錘因此產生偏轉,該偏轉量通過刻度盤或傳感器讀取,直接對應于抬起試樣至15.5°角所需的力矩(即彎曲挺度值)。
3.主要輸出 - 泰伯挺度單位 (Taber Stiffness Unit):
泰伯式挺度儀常見的輸出單位是泰伯挺度單位 (Taber Unit, 常簡寫為 mN·m 或 cN·cm 的一個特定數值范圍)。
刻度盤經過特殊設計和校準,其讀數直接代表了挺度值。例如,刻度盤上讀數為“10”,通常就表示10個泰伯挺度單位。
現代數字式泰伯挺度儀可以直接顯示以毫牛頓·米 (mN·m) 或 厘牛頓·厘米 (cN·cm) 為單位的挺度值(1 mN·m = 10 cN·cm)。
核心公式: 挺度 (S) ∝ 抬起至15.5°所需的力矩 (M)。 S = k M (k 是儀器常數,刻度盤已校準)。
4.在塑料薄膜行業中的關鍵應用與優勢:
標準化測試: 是執行ASTM D5342 (塑料薄膜剛性測試的標準方法) 和 ISO 2493 (紙和紙板 - 彎曲挺度的測定) 等國際/行業標準的指定或常用設備。
高精度與重復性: 機械結構穩定,測試方法成熟,結果可靠且重復性好。
寬測量范圍: 通過更換不同量程的擺錘(如1-10 Taber Units, 5-50 Taber Units, 20-200 Taber Units等),可以覆蓋從非常柔軟(如保鮮膜)到非常挺硬(如厚片材、卡片膜)的極寬范圍的材料。這是其相對于一些電子式挺度儀的重要優勢。
直接關聯應用: 測試條件(懸臂長度、彎曲角度)模擬了許多實際應用中材料抵抗彎曲的情形(如包裝袋的站立性、薄膜在印刷機或包裝機上的走料性能)。
廣泛接受度: 歷史悠久,數據在全球范圍內具有高度的可比性和公信力,是供應商和客戶之間溝通的通用語言。
5.主要局限性:
測試速度相對較慢: 相比一些全自動測試儀,手動操作和讀數需要更多時間(但現代半自動/自動型號已大大改善)。
試樣尺寸要求: 需要制備特定長度和寬度的矩形試樣(標準通常為70mm長 x 38mm寬,或25.4mm x 38.1mm等)。
對超薄/超軟薄膜的敏感性: 對于非常薄且柔軟的薄膜(如<20μm的PE保鮮膜),其自重下垂可能已超過15.5°,或者難以精確夾持和測量,需要特殊操作或考慮使用其他方法(如心軸法ASTM D747)。
各向異性: 需要分別測試試樣的縱向(MD)和橫向(CD)方向,因為薄膜在這兩個方向上的挺度通常不同。
總結來說:
泰伯式挺度儀是一種基于懸臂梁原理、通過測量抬起試樣自由端至標準15.5°角所需力矩來確定材料彎曲挺度的經典儀器。它在塑料薄膜、紙張等行業中是剛性測試的檢測設備,以其標準化、寬量程、高可靠性和結果的可比性而著稱。其輸出的“泰伯挺度單位”或直接轉換的力矩單位(mN·m)是評價材料抗彎曲性能的關鍵量化指標。雖然存在一些局限性(如對超軟薄膜的適用性),但它仍然是全球實驗室和生產現場進行質量控制、研發和材料對比的核心工具。
免責聲明
- 凡本網注明“來源:化工儀器網”的所有作品,均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-化工儀器網合法擁有版權或有權使用的作品,未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的,應在授權范圍內使用,并注明“來源:化工儀器網”。違反上述聲明者,本網將追究其相關法律責任。
- 本網轉載并注明自其他來源(非化工儀器網)的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責,不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時,必須保留本網注明的作品第一來源,并自負版權等法律責任。
- 如涉及作品內容、版權等問題,請在作品發表之日起一周內與本網聯系,否則視為放棄相關權利。