塑料拉力拉伸測試標(biāo)準(zhǔn)及測試方法分享，掌握塑料拉伸試驗(yàn)方法，了解塑料拉伸試驗(yàn)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，并通過試樣的拉伸應(yīng)力—應(yīng)變曲線和各試驗(yàn)數(shù)據(jù)來分析該材料的靜態(tài)拉伸力學(xué)性能，對其拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷裂伸長率和彈性模量作出評價(jià)。

　　二、拉力拉伸實(shí)驗(yàn)原理

　　在規(guī)定的試驗(yàn)溫度、濕度與拉伸速度下，通過對塑料試樣的縱軸方向施加拉伸載荷，使試樣產(chǎn)生形變直至材料破壞。記錄下試樣破壞時(shí)的*大負(fù)荷和對應(yīng)的標(biāo)線間距離的變化情況。(在帶微機(jī)處理器的電子拉力機(jī)上，只要輸入試樣的規(guī)格尺寸等有關(guān)數(shù)據(jù)和要求，在拉伸過程中，傳感器把力值傳給電腦，電腦通過處理，自動記錄下應(yīng)力—應(yīng)變?nèi)^程的數(shù)據(jù)，并把應(yīng)力—應(yīng)變曲線和各測試數(shù)據(jù)通過打印機(jī)打印出來)。

　　三、拉力拉伸試驗(yàn)設(shè)備和拉伸試樣

　　1. 試驗(yàn)設(shè)備

　　(1)機(jī)械式拉力試驗(yàn)機(jī)

　　①備有適應(yīng)各型號試樣的專用夾具。

　　②夾具的移動速度應(yīng)能多級或全程調(diào)速，以滿足標(biāo)準(zhǔn)方法的需要。

　　③試驗(yàn)數(shù)據(jù)示值應(yīng)在每級表盤的10%～90%，但不小于試驗(yàn)*大載荷的4%讀取，示值的誤差應(yīng)在1%之內(nèi)。

　　2. 拉伸試樣

　　(1)試樣的形狀和尺寸　 標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)定使用四種型號的試樣。

　　(2)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=(40.2)mm。

　　軟板、片材：用Ⅲ型，厚度d<=2mm。

　　塑料薄膜：用Ⅳ型。

　　3. 對試樣的要求：

　　①試樣表面應(yīng)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(yīng)沿縱橫方向分別取樣。

　　②硬板厚度d<10mm時(shí)，以原厚作為試樣的厚度;當(dāng)厚度d>10mm時(shí)，應(yīng)從一面機(jī)械加工成10mm。

　　③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。

　　④每組試樣不少于5個(gè)。

　　四、拉力拉伸實(shí)驗(yàn)步驟

　　1. 實(shí)驗(yàn)條件

　　(1)試驗(yàn)速度(空載)　 A：(105)mm/min，B：(505)mm/min，C：(10010)mm/min或(25050)mm/min。

　　①熱固性塑料、硬質(zhì)熱塑性塑料，用A速。

　　②伸長率較大的硬質(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<****的用(10010)mm/min速度，相對伸長率>****的用(25050)mm/min速度。

　　(2)測定模量時(shí)可用1～5mm/min的拉伸速度，其變形量應(yīng)準(zhǔn)確至0.01mm。

　　2. 以機(jī)械式拉伸試驗(yàn)機(jī)為例：按GBl039—92標(biāo)準(zhǔn)方法的規(guī)定調(diào)節(jié)試驗(yàn)環(huán)境處理試樣或GB/T1040為室溫。

　　(1)試驗(yàn)環(huán)境

　　溫度：熱塑性塑料(252)℃，熱固性塑料(255) ℃。濕度：相對濕度(655)%。

　　(2)試樣預(yù)處理

　　將試樣置于小的環(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(shí)間如下：d<0.25mm的試樣不少于4h;O.25mm2mm的試樣不少于16h。

　　(3)測量試樣的厚度和寬度

　　模塑試樣和板材試樣準(zhǔn)確至0.05mm;片材試樣厚度O.01mm;薄膜試樣厚度0.O01mm;每個(gè)試樣在距標(biāo)線距離內(nèi)測量三點(diǎn)，取算術(shù)平均值。

　　(4)測試伸長時(shí)

　　應(yīng)在試樣上被拉伸的平行部分作標(biāo)線，此標(biāo)線對測試結(jié)果不應(yīng)有影響。

　　(5)用夾具夾持試樣時(shí)

　　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(shí)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。

　　(6)按所選擇的速度

　　開動機(jī)器，進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。

　　(7)試樣斷裂后

　　讀取負(fù)荷及標(biāo)距間伸長，或讀取屈服時(shí)的負(fù)荷。若試樣斷裂在標(biāo)距外的部位，則此次試驗(yàn)作廢，另取試樣補(bǔ)做。

　　(8)測定模量時(shí)

　　應(yīng)記錄負(fù)荷及相應(yīng)變形量，作出應(yīng)力—應(yīng)變曲線。

　　影響拉伸檢測結(jié)果的六大因素

　　影響塑料拉伸檢測結(jié)果的因素有許多，除分子結(jié)構(gòu)、內(nèi)部缺陷等內(nèi)在因素外，還有以下外部因素：

　　一、試驗(yàn)環(huán)境對塑料拉伸檢測的影響

　　影響塑料拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)的因素有許多：如振動、溫度、濕度、人員等，其中*主要的因素是溫度和濕度。GB/T8804中規(guī)定，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度為(232)℃，相對濕度為(5010)%。

　　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(qiáng)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(qiáng)轉(zhuǎn)變，拉伸強(qiáng)度和拉伸彈性模量隨之變小，而斷裂伸長率將同步變大。

　　實(shí)驗(yàn)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(shí)踐可見，塑料的拉伸性能測試必須在恒溫恒濕條件下進(jìn)行。

　　二、材料試驗(yàn)機(jī)對塑料拉伸檢測的影響

　　材料試驗(yàn)機(jī)(又稱拉力機(jī))是專門用于材料力學(xué)性能測試的儀器。市場上銷售主要適用于塑料板材、管材、異型材，塑料薄膜及橡膠、電線電纜、防水卷材、金屬絲等材料的各種物理機(jī)械性能測試。拉力機(jī)用來對金屬材料和非金屬材料進(jìn)行拉伸、壓縮、彎曲、剪切、剝離等力學(xué)性能試驗(yàn)用的機(jī)械加力，拉力機(jī)夾具作為儀器的重要組成部分，不同的材料需要不同的夾具。這也是試驗(yàn)?zāi)芊耥樌M(jìn)行及試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高低的一個(gè)重要因素。做拉伸、彎曲、剝離、壓縮、撕裂等試驗(yàn)中，拉伸試驗(yàn)是利用材料試驗(yàn)機(jī)、采用標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的試樣，在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下測定材料的拉伸力、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、斷裂強(qiáng)度等參數(shù)。

　　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(yàn)機(jī)影響拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)的主要因素。測力傳感器是材料試驗(yàn)機(jī)的核心部件，它的精度直接影響到試驗(yàn)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。在試驗(yàn)過程中，試驗(yàn)機(jī)夾具分離速度，以mm/mino為單位。夾具的設(shè)計(jì)主要是手動和氣動兩種。試驗(yàn)機(jī)的同軸度不好，拉伸位移偏大，拉伸強(qiáng)度有時(shí)將受到影響，結(jié)果偏小。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集的頻率也要適中，否則將影響到試驗(yàn)數(shù)據(jù)，峰值偏小。

　　三、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(yàn)時(shí)，都要按標(biāo)準(zhǔn)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，每種制樣過程都有符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。但不同方法制樣的試驗(yàn)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(yàn)數(shù)據(jù)。

　　試樣的厚度及寬度對結(jié)果影響很大，同一種塑料若試樣的尺寸不同，其拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果將有一定差異。所以在加工試樣、測量試樣尺寸時(shí)，特別要注意被測試樣的尺寸和公差是否在標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的范圍內(nèi)，試樣的尺寸規(guī)格要一致。試樣的厚度不同試驗(yàn)數(shù)據(jù)也不同，厚度大的試樣，一般試驗(yàn)數(shù)據(jù)偏小。也就是說試樣越厚存在缺陷的概率越高。從塑料制品上直接取樣時(shí)，取樣位置要具有代表性，取樣時(shí)要遠(yuǎn)離邊緣和轉(zhuǎn)角部位，并變換不同的角度和更換不同的位置。注射模塑試樣往往后收縮較大，被測部位若出現(xiàn)輕微縮痕影響平整度要注意多測幾點(diǎn)，以得出其真實(shí)尺寸。試樣制備好后，要在恒溫性濕條件下放置處理，執(zhí)行GB/T8804標(biāo)準(zhǔn)。在放置過程中，將引起分子量、分子構(gòu)型、物理狀態(tài)的變化，并能消除試樣內(nèi)存的殘余應(yīng)力。

　　四、檢測操作過程對塑料拉伸檢測的影響

　　在對塑料做拉伸檢測試驗(yàn)時(shí)，拉伸速度變化，其力學(xué)行為也將發(fā)生改變。一般情況下，拉伸速度快應(yīng)力和拉伸強(qiáng)度增大，而斷裂伸長率將減小。因?yàn)樗芰蠈儆谡硰椥圆牧希牧λ沙谶^程與變形速度緊密相關(guān)。應(yīng)力松弛需要一個(gè)時(shí)間過程，當(dāng)?shù)退倮鞎r(shí)，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(qiáng)度減小，斷裂伸長率增大;高速拉伸時(shí)，分子鏈段的運(yùn)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(qiáng)度增大，斷裂伸長率減小。只有拉伸速度相同時(shí)，試驗(yàn)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(jìn)行預(yù)測，以預(yù)知合適的負(fù)荷和速度等，為正式測試做好準(zhǔn)備。

　　五、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(gè)試驗(yàn)過程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，因此與試驗(yàn)結(jié)果的精確程度有著密切的關(guān)系。

　　現(xiàn)在的材料試驗(yàn)機(jī)多數(shù)由計(jì)算機(jī)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(jì)算。如試樣尺寸、位移變化、伸長率計(jì)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(jì)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)。

　　六、人員操作對塑料拉伸檢測的影響

　　試驗(yàn)的整個(gè)過程都是在人的操作和控制下進(jìn)行的，人為因素不可避免地會影響到試驗(yàn)結(jié)果。即便是精細(xì)認(rèn)真有實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的人做試驗(yàn)，每次試驗(yàn)數(shù)據(jù)也都不會完全一致。人為因素涉及到取樣、制樣過程，試樣的處理，試驗(yàn)過程，數(shù)據(jù)處理等。做對比試驗(yàn)，*好同一人員操作，以保證得出正確的結(jié)論。

　　試驗(yàn)人員嚴(yán)格執(zhí)行試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程，日常加強(qiáng)對拉伸試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備要注意保養(yǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)和自校，以保證實(shí)驗(yàn)時(shí)處于良好狀態(tài)，才能獲得準(zhǔn)確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

　　塑料拉伸性能的測定標(biāo)準(zhǔn)

　　GB/T 1040.1-2006 塑料 拉伸性能的測定 第1部分：總則

　　GB/T 1040.2-2006 塑料 拉伸性能的測定 第2部分：模塑和擠塑塑料的試驗(yàn)條件

　　GB/T 1040.3-2006 塑料拉伸性能的測定第3部分：薄膜和薄片的試驗(yàn)條件

　　GB/T 1040.4-2006 塑料 拉伸性能的測定 第4部分：各向同性和正交各向異性纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的試驗(yàn)條件

　　GB/T 1040.5-2008 塑料 拉伸性能的測定 第5部分：單向纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的試驗(yàn)條件