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10年老師傅:塑料拉伸性能測試的幾點建議
閱讀：2863 發(fā)布時間：2021-11-15
10年老師傅:塑料拉伸性能測試的幾點建議
一,、拉伸性能測試的目的
拉伸性能是通過試樣的拉伸應力—應變曲線和各試驗數(shù)據(jù)來分析該材料的靜態(tài)拉伸力學性能，對其拉伸強度、屈服強度、斷裂伸長率和彈性模量作出評價。
為了測定高聚物材料的基本性能,，對材料施加壓力后,，測出變形兩,，求出應力，應力應變曲線是最普通的方法,，將樣條的兩端用器具固定好,，施加軸方向的拉伸荷重，直到遭破壞時的應力與扭曲的計算方法即為拉伸試驗。
拉伸應力：試片變性前,，施加于單位面積上的拉伸力的大小
伸長率：試片原來標線間的長度因拉伸力的作用產(chǎn)生的變化
屈服點：應力應變曲線中,，即使荷重不增加，伸長率也開始上升的時刻稱為屈服點
拉伸模量：在變形率較低的區(qū)間,，應力與應變通常呈直線變化的關(guān)系,，此區(qū)間的應力與應變的比值（拉伸應力/伸長率）被視為拉伸模量
斷裂強度：指斷裂點上對應的拉伸力
斷裂伸長率：指斷裂點上對應的伸長率
拉伸強度：在屈服點的材料，拉伸強度是指屈服強度,，不產(chǎn)生屈服現(xiàn)象的材料,。破壞強度即為其拉伸強度
二、拉力拉伸試驗設備和拉伸試樣
1.試驗設備
測試設備：電子萬能測試機,，裝有能以一定速度移動的夾具,，此器材還適用于壓縮，彎曲,、剪斷等測試
2.拉伸試樣
?。?）試樣的形狀和尺寸標準方法規(guī)定使用四種型號的試樣。
?。?）試樣的選擇
熱固性模塑材料：用I型
硬板材料：用Ⅱ型（可大于170mm）
硬質(zhì),、半硬質(zhì)熱塑性模塑材料：用2型，厚度d＝（4±0.2）mm
軟板,、片材：用Ⅲ型,，厚度d＜=2mm
塑料薄膜：用Ⅳ型。
GB1040標準拉伸樣條及相關(guān)尺寸
3.對試樣的要求
試樣表面應平整,、無氣泡,、裂紋、分層,、無明顯雜質(zhì)和加工損傷等缺陷,，有方向性差異的試片應沿縱橫方向分別取樣。
硬板厚度d＜10mm時,，以原厚作為試樣的厚度,；當厚度d＞10mm時，應從一面機械加工成10mm,。
測試彈性模量,，用厚4～10mm的Ⅱ型試樣或用長200mm、寬15mm的長條試樣,。
每組試樣不少于5個,。
三、拉力拉伸實驗中需要注意的細節(jié)
1.試驗速度（空載）
A：（10±5）mm／min,，
B：（50±5）mm／min,，
C：（100±10）mm／min或（250±50）mm／min,。
①熱固性塑料,、硬質(zhì)熱塑性塑料,，用A速。
?、谏扉L率較大的硬質(zhì),、半硬質(zhì)熱塑性塑料（如PP、PA等）,，用B速,。
③軟板,、片和薄膜用C速,。相對伸長率＜100％的用（100±10）mm／min速度，相對伸長率＞100％的用（250±50）mm／min速度,。
2.試驗環(huán)境
溫度：熱塑性塑料（25±2）℃,，熱固性塑料（25±5）℃。濕度：相對濕度（65±5）％,。
3.將試樣置于環(huán)境中,，使其表面盡可能暴露在環(huán)境里。不同厚度d的試樣處理時間如下：d＜0.25mm的試樣不少于4h,；O.25mm＜d＜2mm的試樣不少于8h,；d＞2mm的試樣不少于16h。
4.測量試樣的厚度和寬度模塑試樣和板材試樣準確至0.05mm,；片材試樣厚度O.01mm,；薄膜試樣厚度0.O01mm；每個試樣在距標線距離內(nèi)測量三點,，取算術(shù)平均值,。
5.測試伸長時應在試樣上被拉伸的平行部分作標線，此標線對測試結(jié)果不應有影響,。
6.用夾具夾持試樣時要使試樣縱軸方向中心與上,、下夾具中心連線相重合，并且松緊適宜,，不能使試樣在受力時滑脫或夾持過緊在夾口處損壞試樣,。夾持薄膜試樣要求在夾具內(nèi)襯墊橡膠之類的彈性薄片。
7.按所選擇的速度開動機器,，進行拉伸試驗,。
8.試樣斷裂后讀取負荷及標距間伸長，或讀取屈服時的負荷,。若試樣斷裂在標距以外的部位,，則此次試驗作廢，另取試樣補做,。
9.測定模量時測定模量時可用1～5mm／min的拉伸速度,，使樣品形量準確至0.01mm。記錄負荷及相應變形量,，作應力—應變曲線,。
四、影響拉伸檢測結(jié)果的六大因素
1.試驗環(huán)境對塑料拉伸檢測的影響
GB/T8804中規(guī)定,，實驗室環(huán)境溫度為（23±2）℃,，相對濕度為（50±10）%。
熱塑性塑料的拉伸性能測試受溫度的影響比較大,，往往溫度偏高,，拉伸強度偏低，伸長率偏大,，反之則相反,。伴隨著溫度的逐漸上升，熱塑性塑料的拉伸性能也將逐漸由硬脆向粘強轉(zhuǎn)變,，拉伸強度和拉伸彈性模量隨之變小,，而斷裂伸長率將同步變大。
實驗相對濕度一般對吸水率比較大的塑料影響較大,。一部分塑料吸水率增大以后,，水分子在塑料中起到了偶聯(lián)劑和增韌劑的作用，從而影響該塑料的剛性和韌性,。通過以上實踐可見,，塑料的拉伸性能測試必須在恒溫恒濕條件下進行。
2.材料試驗機對塑料拉伸檢測的影響
材料試驗機（又稱拉力機）的測力傳感器精度,、速度控制精度,、夾具同軸度和數(shù)據(jù)采集頻率等是材料試驗機影響拉伸試驗數(shù)據(jù)的主要因素。測力傳感器是材料試驗機的核心部件,，它的精度直接影響到試驗數(shù)據(jù)和偏差大小,。拉伸速度要求平穩(wěn)均勻，速度偏高或偏低都會影響拉伸結(jié)果,。試驗機的同軸度不好,，拉伸位移偏大，拉伸強度有時將受到影響,，結(jié)果偏小,。試驗數(shù)據(jù)采集的頻率也要適中，否則將影響到試驗數(shù)據(jù),，峰值偏小,。
3.試樣的制備與處理對塑料拉伸檢測的影響
在做各種塑料試驗時,，都要按標準制成樣(依據(jù)GB/T8804與受試材料有關(guān)的部分制樣)。制樣方式有兩種：一是用原材料制樣,，另一種是從制品上直接取樣,。
用原材料制成試樣有幾種方法，包括模壓型,、注塑成型,、壓延成型或吹膜成型等，每種制樣過程都應符合相關(guān)的標準,。但不同方法制樣的試驗數(shù)據(jù)不具備可比性,。
同一種制樣方法，要求工藝參數(shù)（如模具結(jié)構(gòu),、成型溫度,、成型壓力、冷卻速度等）和工藝過程也要相同,，否則塑料的成型過程中的微觀結(jié)構(gòu)如結(jié)晶度,、分子取向等將有較大變化，直接影響試驗數(shù)據(jù),。
4.檢測操作過程對塑料拉伸檢測的影響
因為塑料屬于粘彈性材料,，它的力松弛過程與變形速度緊密相關(guān)。應力松弛需要一個時間過程,，當?shù)退倮鞎r,，分子鏈來得及位移、重排,，塑料呈現(xiàn)韌性行為,，表現(xiàn)為拉伸強度減小，斷裂伸長率增大,；高速拉伸時,，分子鏈段的運動跟不上外力作用的速度，塑料呈現(xiàn)脆性行為,，表現(xiàn)為拉伸強度增大,，斷裂伸長率減小。只有拉伸速度相同時,，試驗數(shù)據(jù)才具有可比性,。對不熟悉的材料，正式測試之前要進行預測,，以預知合適的負荷和速度等,，為正式測試做好準備。
5.數(shù)據(jù)處理對塑料拉伸檢測的影響
數(shù)據(jù)處理是整個試驗過程的一個重要環(huán)節(jié),，因此與試驗結(jié)果的精確程度有著密切的關(guān)系?，F(xiàn)在的材料試驗機多數(shù)由計算機控制,，數(shù)據(jù)處理已程序化，但是有些數(shù)據(jù)還是依靠人為測試和計算,。如試樣尺寸,、位移變化、伸長率計算等,。數(shù)據(jù)的處理采取四舍五入的原則,，要以測量誤差為依據(jù),，將測試得到的或計算得到的數(shù)據(jù)截取成所需要的位數(shù),，對舍去的位數(shù)按四舍五入處理（或省略掉）。
6.人員操作對塑料拉伸檢測的影響
人為因素涉及到取樣,、制樣過程,，試樣的處理，試驗過程,，數(shù)據(jù)處理等,。進行對比試驗，最好同一個人員操作,，以保證得出正確的結(jié)論,。適當進行重復實驗，取測試結(jié)果平均值以提高數(shù)據(jù)準確性,。
五,、總結(jié)
塑料的拉伸性能測試的準確性涉及到檢測設備、樣品制備,、測試流程,、數(shù)據(jù)分析等多個方面，必須嚴格按照相關(guān)標準進行整個測試過程才能保證數(shù)據(jù)的準確性和重復性,。