La mousse polyuréthane flexible est utilisée dans les sièges automobiles, les matelas, le mobilier et les coussins industriels. Ces matériaux sont conçus pour se déformer, mais ils doivent aussi résister aux forces de traction lors de la fabrication, de l’assemblage et de l’entretien.
Mesurer leurs propriétés de traction n’est pas toujours simple. Un échantillon mal coupé, une pression d’adhérence excessive ou une mesure d’élongation incorrecte peuvent affecter le résultat avant que le comportement réel de traction du matériau ne soit établi.
ISO 1798:2008 spécifie une méthode pour déterminer la résistance à la traction et l’allongement à la rupture des matériaux polymériques cellulaires flexibles. La méthode utilise un échantillon préparé étendu à un rythme contrôlé jusqu’à la rupture.
Ce guide couvre les exigences clés du test, la préparation de l’échantillon, la procédure d’essai, les erreurs courantes et la manière de choisir une machine de test de traction en mousse adaptée.
Exigences d’essai ISO 1798 en un aperçu
La norme ISO 1798:2008 est destinée aux matériaux polymères cellulaires flexibles, y compris les mousses polyuréthaniques flexibles adaptées.
L’essai détermine deux propriétés du matériau : la résistance à la traction et l’allongement à la rupture.
| Paramètre de test | < style="largeur : 76,3316 %; hauteur : 36,6667px ;">ISO 1798:2008 Exigence|
|---|---|
| Méthode de test | Essai de traction pour la rupture de l’échantillon |
| Type de spécimen | spécimen d’haltère de type 1 ou 1A |
| Épaisseur de l’échantillon | 10–15 mm |
| Vitesse de test | 500 ± 50 mm/min |
| >mesure de la force | Classe 0.5 ou Classe 1 selon ISO 7500-1:2004, sur la plage de charge utilisée |
| Résultats valides | Normalement cinq spécimens se brisant dans la longueur de calibre marquée |
| Conditionnement standard | Au moins 16 heures sous l’une des atmosphères de température/humidité spécifiées |
| Résultats des tests | Résistance à la traction (kPa) et allongement à la rupture ( %) |
L’édition standard applicable et toute exigence de test spécifique au client doivent être confirmés avant le test.
Source : ISO 1798:2008, Clauses 4–7. Voir les normes et références techniques ci-dessous.
Que mesure l’ISO 1798 ?
Résistance à la traction
La résistance à la traction décrit la force maximale à la traction soutenue par un échantillon de mousse par rapport à sa section transversale d’origine.
Le résultat est calculé en utilisant la force maximale enregistrée et la surface initiale de la section transversale de l’échantillon.
Résistance à la traction (kPa) = Force maximale (N) × 1 000 / Surface de section transversale d’origine (mm²)
Par exemple, si un spécimen a une section transversale initiale de 130 mm² et atteint une force maximale de 20 N :
Résistance à la traction = 20 × 1 000 / 130 = 153,8 kPa
Il s’agit d’un calcul illustratif, pas d’un résultat de test réel.
La résistance à la traction est utile pour comparer les formulations de mousses, surveiller la consistance de la production et étudier les ruptures de matériaux.
Allongement à la pause
L’allongement à la rupture mesure l’augmentation de la longueur de jauge définie juste avant la rupture de l’échantillon.
Allongement à la rupture ( %) = [(Longueur de jauge à la rupture − Longueur d’écartement originale) / Longueur d’écartement d’origine] × 100
Si un échantillon a une longueur initiale de jauge de 40 mm et atteint 120 mm immédiatement avant la rupture, l’allongement calculé à la rupture est de 200 %.
Une mousse peut avoir une résistance à la traction relativement faible mais s’étendre considérablement avant de se casser.
Pour cette raison, la résistance à la traction et l’allongement à la rupture doivent être évaluées ensemble.
Quels matériaux de mousse peuvent être testés ?
Les applications typiques incluent la mousse polyuréthane flexible utilisée dans :
-
Sièges automobiles et amorti intérieur
-
Matelas et meubles rembourrés
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Emballage flexible et amorti protecteur
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Composants en mousse industrielle
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Autres produits polymériques cellulaires flexibles
La norme ISO 1798 ne doit pas être utilisée automatiquement pour les plastiques cellulaires rigides ou le caoutchouc solide. Ces matériaux peuvent nécessiter d’autres méthodes de test, telles que la norme ISO 1926 pour les plastiques cellulaires rigides ou l’ISO 37 pour le caoutchouc vulcanisé et thermoplastique.
ISO 1798 Spécimens : Forme, préparation et conditionnement
La préparation des échantillons est une source majeure de variation dans les essais de traction à la mousse flexible.
Contrairement aux échantillons en plastique solide, la mousse flexible peut être comprimée ou endommagée lors de la coupe, de la manipulation et de la prise en main. De petits défauts le long du bord de l’échantillon peuvent devenir l’emplacement d’une fracture prématurée.
Spécimens de type 1 et type 1A
L’ISO 1798:2008 spécifie deux configurations d’échantillons en forme d’haltères.
| Dimension | Type 1 | Type 1A |
|---|---|---|
| Longueur totale | 152 mm | 120 mm |
| Largeur des épaules | 25 mm | 25 mm |
| Largeur de section étroite | 13 mm | 10 mm |
| Épaisseur | 10–15 mm | 10–15 mm |
| Longueur de voie marquée | 25–50 mm | Jusqu’à 40 mm |
Les dimensions font référence à la géométrie de coupe spécifiée et aux exigences de préparation de l’échantillon. Les laboratoires doivent consulter le dessin officiel de la norme pour le profil complet du coupeur, les rayons et les tolérances.
Qualité de la coupe et direction de l’échantillonnage
Les bords de l’échantillon doivent être lisses et exempts de dommages visibles.
Un outil de coupe émoussé peut comprimer la mousse ou provoquer de petites déchirures le long de la section étroite. Ces défauts peuvent créer des concentrations de contrainte locales et provoquer une cassure prématurée de l’échantillon.
L’orientation cellulaire peut également affecter le comportement de traction.
Lorsqu’une orientation cellulaire prédominante existe, ISO 1798 spécifie la direction d’échantillonnage par rapport à cette orientation. Si l’orientation requise ne peut être atteinte, la direction réelle doit être rapportée.
Pour des tests comparatifs, les échantillons doivent être préparés de manière cohérente d’un lot de matériaux à un autre.
Conditionnement avant test
Selon la procédure standard, les matériaux ne sont généralement pas testés avant au moins 72 heures après la fabrication, sous réserve des exceptions spécifiées à l’ISO 1798.
Avant les essais, les échantillons ou le matériau dont ils sont découpés sont normalement conditionnés pendant au moins 16 heures dans l’une des atmosphères suivantes :
-
23 ± 2°C et 50 ± 5 % d’humidité relative
-
27 ± 2°C et 65 ± 5 % d’humidité relative
L’ISO 1798 prévoit également des dispositions spécifiques pour les applications antérieures de tests et de contrôle qualité. Ces exceptions ne doivent pas être considérées comme la procédure par défaut.
Le test lui-même doit être réalisé dans les mêmes conditions de température et d’humidité que celles utilisées pour le conditionnement.
Source : ISO 1798:2008, articles 5.1–5.4 et 6.4.
Comment réaliser un test de traction en mousse ISO 1798
Un test fiable commence par l’échantillon et la méthode de mesure requise, et non simplement par l’appui sur le bouton de démarrage.
Étape 1 — Préparer et inspecter les spécimens
Préparez les échantillons de type 1 ou 1A à l’aide de l’outil de coupe approprié.
Vérifiez la présence de défauts visibles, de bords irréguliers et de dommages causés lors du retrait de l’échantillon.
Préparez suffisamment d’échantillons pour obtenir le nombre requis de résultats valides. Selon la procédure normale ISO 1798, les essais se poursuivent jusqu’à ce que cinq ruptures satisfaisantes dans la longueur de jauge aient été obtenues, sauf accord contraire.
Étape 2 — Mesurer l’épaisseur et marquer la longueur de jauge
Après conditionnement, déterminez l’épaisseur de l’échantillon conformément à la norme et à la méthode de mesure dimensionnelle référencée.
L’ISO 1798 exige des mesures d’épaisseur à cinq emplacements uniformément répartis dans la zone matérielle concernée, avec des limites de variation spécifiées.
Marquez la longueur de l’écartement d’origine à l’aide de deux lignes de référence.
La distance entre ces droites doit être déterminée avec précision car elle sert à calculer l’allongement à la rupture.
Étape 3 — Installer l’échantillon dans les poignées
Positionner l’échantillon de façon symétrique de façon à ce que la force de traction soit répartie aussi uniformément que possible sur sa section transversale.
Les poignées doivent éviter de glisser sans endommager la mousse.
Évitez de tordre l’échantillon ou de créer une tension inégale entre les deux côtés.
La norme permet une précharge limitée, mais celle-ci doit être appliquée selon la procédure spécifiée et prise en compte lors de l’établissement de la référence de mesure de l’allongement.
Étape 4 — Définir la vitesse du test
Réglez la machine au taux de séparation des mâchoires requis :
500 ± 50 mm/min
Confirmer que la configuration d’équipement sélectionnée peut maintenir la vitesse requise dans les conditions de test prévues.
Étape 5 — Prolonger l’échantillon jusqu’à la rupture
Commencez l’essai et notez la force de traction maximale.
Déterminez la longueur de jauge immédiatement avant la rupture en utilisant une méthode de mesure qui répond aux exigences applicables.
Observez l’échantillon lors des essais, notamment pour détecter des glissades visibles, des déformations anormales ou des défaillances près des poignées.
Étape 6 — Vérifier la validité des résultats
Un échantillon qui dépasse la longueur de jauge définie doit être rejeté selon la procédure ISO 1798.
Poursuivez les tests jusqu’à obtenir le nombre requis de résultats satisfaisants.
N’acceptez pas automatiquement chaque courbe de force simplement parce que la machine a enregistré une force maximale.
Étape 7 — Calculer et rapporter les résultats
Calculez la résistance à la traction et l’allongement à la rupture pour chaque échantillon valide.
Pour le rapport d’essai standard, l’ISO 1798 spécifie des exigences de rapport incluant la résistance médiane à la traction et les résultats médians de l’allongement à la rupture, ainsi que les informations pertinentes sur les matériaux, l’échantillon et l’état d’essai.
Si les clients nécessitent également des moyennes, des écarts-types ou des courbes force-extension individuelles, ces éléments peuvent être inclus comme informations complémentaires.
Source : ISO 1798:2008, Articles 6–8.
Erreurs courantes lors des essais de traction en mousse et comment les identifier
Les essais de traction à la mousse flexible peuvent produire des résultats irréguliers même lorsque la machine d’essai fonctionne normalement.
Les problèmes suivants doivent être étudiés avant d’attribuer des résultats inattendus au matériau lui-même.
Glissement du spécimen
Si les poignées ne maintiennent pas la mousse de façon sécurisée, l’échantillon peut bouger pendant le chargement.
Cela peut déformer la relation mesurée entre force et extension, en particulier lorsque le mouvement de la machine est utilisé dans le cadre de la mesure de l’élongation.
À vérifier : surfaces de la prise, pression de serrage, positionnement de l’échantillon et tout mouvement visible aux limites de la prise.
Augmenter la force de serrage n’est pas toujours la solution correcte car une pression excessive peut endommager le matériau.
Casse prématurée près des poignées
Une rupture près de la zone d’adhérence peut indiquer une concentration de contrainte localisée, une charge inégale ou des dommages causés par les surfaces de la poignée.
À vérifier : Alignement de la prise, zone de contact, bords de la mâchoire, état de l’échantillon et disposition de serrage.
Selon l’ISO 1798, un échantillon qui dépasse la longueur de jauge marquée n’est pas considéré comme un résultat satisfaisant.
Mesure incorrecte de l’allongement
Le mouvement de la tête transversale de la machine n’est pas nécessairement égal au changement de la longueur de calibre marquée de l’échantillon.
Le mouvement de la prise, le glissement de l’échantillon et la souplesse de la machine peuvent influencer la relation entre ces mesures.
L’ISO 1798 exige que les longueurs de jauge pertinentes soient mesurées dans des limites de précision spécifiées. Des extensomètres mécaniques ou optiques peuvent être utilisés lorsque cela est approprié, à condition qu’ils répondent aux exigences applicables.
La méthode de mesure doit être choisie selon la norme, l’allongement attendu de la mousse et les caractéristiques physiques de l’échantillon.
Variation excessive entre les spécimens
De grandes différences entre les résultats peuvent résulter de l’épaisseur de l’échantillon, de la qualité de la coupe, de l’orientation des cellules, du conditionnement ou de la configuration des fixations.
Une séquence de dépannage pratique est la suivante :
-
Inspectez les bords de l’échantillon et les emplacements des fractures.
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Vérifiez les dimensions de l’échantillon et la direction de l’échantillonnage.
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Confirmer l’alignement de la prise et vérifier s’il y a un glissement possible.
-
Vérifiez la vitesse de conditionnement et de test.
-
Examinez les mesures de force et d’allongement.
Ce n’est qu’après l’évaluation de ces facteurs que la variation doit être interprétée principalement comme une propriété importante.
Comment choisir une machine d’essai de traction en mousse
Un testeur de traction en mousse adapté doit fournir la vitesse d’essai requise et une mesure fiable de la force, tout en respectant les exigences de prise en main et d’extension de l’échantillon.
Sélectionnez la cellule de charge autour de la force attendue
Les épécimens en mousse flexible produisent souvent des forces de traction relativement faibles.
Sélectionner une machine uniquement selon sa capacité de charge maximale peut laisser la force de test réelle hors de la plage de mesure la plus appropriée.
La cellule de charge sélectionnée doit fournir une précision adéquate sur les forces attendues lors de l’essai.
Pour ISO 1798:2008, le système de mesure de force doit respecter la classe de précision ISO 7500-1 spécifiée sur la plage de charge utilisée.
Confirmer la vitesse requise
Lanorme ISO 1798 utilise un taux nominal de séparation des mâchoires de 500 mm/min.
La vitesse maximale nominale de la machine doit être vérifiée ainsi que sa configuration réelle et les conditions de fonctionnement requises.
Choisissez des poignées pour des échantillons mous et compressibles
Les poignées doivent fixer l’échantillon sans causer de dommages ni de compression excessive.
Des poignées mécaniques ou pneumatiques peuvent être envisagées selon la géométrie de l’échantillon et les caractéristiques du matériau.
La conception appropriée de la prise doit être confirmée à l’aide de l’échantillon en mousse réelle dès que possible.
Vérifier la course disponible et la mesure de l’allongement
La mousse flexible peut s’étendre considérablement avant de se rompre.
La machine doit fournir un débattement utile suffisant après l’installation des poignées.
Le système de mesure de l’allongement doit également s’adapter à la déformation attendue tout en respectant les exigences de précision applicables.
Ces considérations doivent être évaluées ensemble, plutôt que de considérer la longueur du trait et la plage de mesure comme des spécifications sans rapport.
ITM-LAB RS-8010A pour les essais de traction en mousse flexible
L’ITM-LAB RS-8010A est une machine universelle de test contrôlée par servo pour des applications mécaniques à faible force.
Ses configurations de charge disponibles et sa plage de vitesses d’essai en font un candidat pour les essais de traction en mousse flexible, sous réserve de la vérification de la cellule de charge sélectionnée, des poignées, de la méthode de mesure d’allongement et de la configuration complète de l’essai.
Spécifications d’équipement pertinentes
| Paramètre | RS-8010A |
|---|---|
| Type d’équipement | Machine d’essai universelle commandée par servo |
| Capacités de force disponibles | 50 N–5 kN |
| Spécification de précision | ±0,25 %, sous réserve de la plage de mesure vérifiée |
| Plage de vitesse d’essai | 0,001–500 mm/min |
| Configurations de course | 650 / 1000 mm |
| Poignées en mousse à traction | Sélectionné selon le spécimen |
| Mesure de l’allongement | Configuration à confirmer pour la méthode d’essai |
La vitesse nominale de test de l’ISO 1798 correspond à la plage de vitesses RS-8010A indiquée.
Cependant, les spécifications des machines seules ne prouvent pas une conformité complète à la norme ISO 1798. Le système de mesure de force, la disposition des dispositifs, la performance de la vitesse d’essai et la méthode de mesure de l’élongation doivent être vérifiés pour la configuration proposée.
Exemple : Configuration d’un système pour mousse PU flexible
Considérons un laboratoire qui doit tester la mousse polyuréthane flexible selon la norme ISO 1798:2008.
Avant de recommander une configuration machine, les questions suivantes doivent être répondues :
Quel sémicimen sera testé ?
Confirmer le type 1 ou type 1A, l’épaisseur, la direction d’échantillonnage et le comportement attendu du matériau.
Quelle force de traction est attendue ?
Utilisez les données matérielles disponibles ou les informations préliminaires des essais pour sélectionner une cellule de charge appropriée.
Comment le spicéen sera-t-il saisi ?
Examinez l’épaisseur de l’échantillon, la compressibilité et les exigences de contact de la prise afin de minimiser les glissements et les dommages.
Quelle extension est attendue ?
Vérifiez le déplacement utilisable de la machine et déterminez comment la longueur de jauge sera mesurée avant la rupture.
Quels documents sont requis ?
Confirmer l’édition standard, les exigences d’étalonnage, le format du rapport de test et tout critère d’acceptation spécifique au client.
Ceci est un exemple du processus de sélection de l’équipement, pas un rapport d’un test client complété.
L’objectif est de définir d’abord les exigences de test, puis de configurer la machine en conséquence.
Questions fréquemment posées
À quoi sert l’ISO 1798 ?
La norme ISO 1798 spécifie une méthode d’essai de traction pour déterminer la résistance à la traction et l’allongement à la rupture des matériaux polymères cellulaires flexibles, y compris les mousses polyuréthaniques flexibles adaptées.
Quelle est la vitesse d’essai de traction pour ISO 1798 ?
L’ISO 1798:2008 spécifie un taux de séparation des mâchoires de 500 ± 50 mm/min.
Combien d’échantillons sont nécessaires pour ISO 1798 ?
Sauf convenance contraire, suffisamment d’échantillons doivent être testés pour obtenir cinq résultats satisfaisants dans lesquels une rupture survient dans la longueur de jauge indiquée.
Une machine de test universelle peut-elle effectuer des tests ISO 1798 ?
Oui, à condition que la configuration complète de la machine satisfaise aux exigences applicables pour la mesure de la force, la vitesse d’essai, la prise en main, l’extension de l’échantillon et la mesure de l’allongement.
L’ISO 1798 est-elle la même que l’ASTM D3574 Test E ?
non. Les deux traitent des propriétés de traction de la mousse flexible, mais leurs exigences techniques diffèrent. Les résultats obtenus avec ces deux méthodes ne doivent pas être considérés comme directement interchangeables.
Configurez votre système de test de traction en mousse avec ITM-LAB
Un essai de traction fiable à la mousse dépend de l’interaction entre l’échantillon, les poignées, la cellule de charge, le mouvement de la machine et la méthode de mesure de l’allongement.
Pour les applications ISO 1798, le choix du bon équipement commence par les exigences de test plutôt que par la capacité maximale de la machine.
ITM-LAB peut examiner votre matériau mousse flexible, les dimensions de l’échantillon, la force de traction attendue et la procédure de test requise pour aider à identifier une configuration RS-8010A appropriée.
Vous envisagez un projet de test de traction en mousse flexible ?
Envoyez-nous votre photo ou dessin de l’échantillon, la norme applicable, la plage de force attendue et les exigences de mesure d’élongation.
Notre équipe peut examiner la configuration proposée de la machine et du luminaire avant le devis.
