1950년대부터 플라스틱은 우리 생활의 모든 면에 막대한 영향을 미치는 산업으로서, 새로운 섬유 및 직물, 개선된 포장재를 비롯한 다양한 새로운 제품의 생산과 첨단 기술에 활용되어 왔습니다. 매우 구체적이고 기능적인 필요에 맞춰 제작될 수 있는 독특한 특성 때문에 플라스틱은 세상에서 가장 많이 사용되는 재료입니다. 이러한 다양성 때문에 플라스틱이나 플라스틱 복합재는 자동차에서 장난감 인형까지, 음료수 병에서 냉장고까지 다양한 분야에 널리 사용됩니다.
더욱 강화되어 가는 필요조건으로 인해 플라스틱 재료의 기계적, 화학적 특성에 대한 더욱 까다로운 허용 기준이 필요하게 되었습니다. 이러한 재료 중 일부는 구조물 재료의 용도로 사용되기 때문에, 충격과 같은 동적 상태의 영향을 받을 때의 형상을 이해하는 것이 필수이기도 합니다. 재료의 동적 파괴는 보다 느리고 일정한 속도의 시험에서 발견할 수 있는 결과와는 다른 양상을 보입니다. 특히 많은 변수들이 재료 특성에 영향을 미치는 플라스틱의 경우는 더욱 그러합니다. 폴리머가 특정 재료로 만들어지기 위해 사용되는 방법이나, 사용된 수지가 충진된 것인지의 여부, 염료 첨가제, 성형 과정 등의 모든 것이 최종 재료뿐만 아니라 최종 제품의 강도 및 내구성에도 영향을 미칩니다. ISO 6603-2에 따라 시험을 함으로써, 재료 엔지니어와 디자인 엔지니어 모두에게 강도, 연성, 인성 그리고 에너지 흡수와 같은 재료 특성을 파악하여 전달할 수 있습니다.
이 시험을 위해서 Instron 9450을 사용하였으며 22 kN load cell과 ½-inch (12.7 mm)의 반구형 tup, 터치스크린의 대시보드와 Bluehill Impact를 통한 데이터 획득 및 분석 시스템(DAS), ASTM D3763에 따라 디자인된 공압식 시편 고정 장치를 사용하였습니다. 충격 속도는 3.3 m/s - 4.4 m/s로, 데이터 획득을 위한 시간 범위는 30 milliseconds로 하였습니다. ASTM D373은 시편이 중앙부에 위치하며, 두 개의 지지판으로 고정하여 시험 중에 미끄러짐이 발생하지 않도록 균일한 힘으로 잡아줘야 합니다. 시험에 사용되는 가용 에너지는 속도 완화가 이루어지는 시험 시작부터 시험 종료까지의 20%를 넘지 않아야 합니다. 측정 가능한 가용 충격 에너지는 최대 하중에서의 에너지보다 최소한 3배 이상이어야 하고 속도 완화는 20% 미만이어야 합니다.
이 시험은 표준 시험실 환경인 섭씨 23(± 2)도, 상대습도 50% 내에서 이뤄져야 합니다. 시험 조건과 온도를 변경하고 특정 충격 속도에서 제어된 시험을 실시함으로써, 대부분의 플라스틱 재료에서 재료가 연성에서 쉽게 손상되는 상태로 전환되는 온도를 알아낼 수 있습니다.
처리량 및 자원 최적화가 시험에 중요한 영향을 미치는 경우, Instron 9450은 최대 30개의 시편을 완전 무인 또는 최대 10개의 시편을 테스트할 수 있는 스마트 솔루션을 통해 50% 이상 사이클 시간과 질소 액체 소비량을 줄일 수 있습니다.
이 시험 구성은 충격 조건에서 플라스틱 재료의 특성을 찾는데 적합합니다. 플라스틱 공급업체, 제조업체(compounder) 모두 시험 결과를 바탕으로 제품 성능 확인이 가능합니다. 환경 챔버를 사용하면 더 춥거나 더 따뜻한 환경에서의 재료 성능을 이해할 수 있습니다.