塑料拉伸試驗(yàn)

（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>
　 掌握塑料拉伸試驗(yàn)方法，了解機(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。
（二）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。記錄下試樣破壞時的zui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）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)zui大載荷的4％讀取，示值的誤差應(yīng)在1％之內(nèi)。
　 （2）帶微機(jī)處理器的電子拉力機(jī)　 機(jī)械傳動原理同機(jī)械式拉力機(jī)，但精密度高于普通機(jī)械式拉力機(jī)。當(dāng)試樣受載拉伸時，力值和材料的伸長率由傳感器感量輸入電腦，經(jīng)電腦處理同時在屏幕上顯示出來。每個試樣試驗(yàn)結(jié)束，電腦自動記錄全過程并存入硬盤，試驗(yàn)者需要哪一個試樣的應(yīng)力—應(yīng)變曲線圖，需要哪一個數(shù)據(jù)，隨時可以從連接電腦的打印機(jī)上打印出來。
　 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＝（4±0.2）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，以原厚作為試樣的厚度；當(dāng)厚度d＞10mm時，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。
（四）實(shí)驗(yàn)步驟
　 1．實(shí)驗(yàn)條件
　 （1）試驗(yàn)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。
　 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＜100％的用（100±10）mm／min速度，相對伸長率＞100％的用（250±50）mm／min速度。
　 （2）測定模量時可用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（25±2）℃，熱固性塑料（25±5） ℃。濕度：相對濕度（65±5）％。
　 （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。
　 （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　 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　 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。
　 （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　 應(yīng)記錄負(fù)荷及相應(yīng)變形量，作出應(yīng)力—應(yīng)變曲線。
（五）實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理
　 （1）拉伸強(qiáng)度、拉伸斷裂應(yīng)力、拉伸屈服應(yīng)力以σt（MPa ＝1N／mm2）表示，按下式計算：
　 σt =F/b*d
　 式中　F—zui大負(fù)荷、斷裂負(fù)荷、屈服負(fù)荷，N
　 　 　 b—試樣寬度，mm
　 　 　 d—試樣厚度，mm
　 （2）斷裂伸長率εt （％）按下式計算：
　 εt ＝（G-G0）/G0×100％
　 式中　Go——試樣原始標(biāo)線間距離，mm
　 　 　 G——試樣斷裂時標(biāo)線間距離，mm
　 （3）彈性模量以Et（N／mm2）表示。為了計算彈性模量，通常要作出應(yīng)力—應(yīng)變曲線，再從曲線的初始直線部分按下式計算彈性模量Et：
　 Et＝σ/ε
　 式中　 σ—應(yīng)力，（N／mm2）
　 ε—應(yīng)變，mm／mm
　 （4）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。
　 ①σt 取三位有效數(shù)字（薄膜取二位），εt 、Et取二位有效數(shù)字，以起碼三個有效試驗(yàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
　 ②如果要求計算偏差值S，由下式進(jìn)行計算：
　 S＝
　 式中　X——單個測定值
　 　 　 X—一組測定值的算術(shù)平均值
　 　 　 n——測定個數(shù)
（六）實(shí)驗(yàn)報告或?qū)嶒?yàn)記錄的內(nèi)容
　 （1）被測試材料的名稱、規(guī)格、牌號、來源。
　 （2）試樣的制備方法。
　 （3）試樣的形狀和尺寸。
　 （4）試樣的預(yù)處理。
　 （5）試驗(yàn)的環(huán)境溫度和濕度。
　 （6）試驗(yàn)機(jī)的型號。
　 （7）試驗(yàn)速度。
　 （8）試驗(yàn)有效試樣的數(shù)量。
　 （9）拉伸屈服應(yīng)力。
　 （10）拉伸斷裂應(yīng)力。
　 （11）拉伸強(qiáng)度。
　 （12）斷裂伸長率。
　 （13）彈性模量。
　 （14）試驗(yàn)日期、人員。
（七）實(shí)驗(yàn)注意事項
　 （1）因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)果有一定差異，所以在加工試樣、測量試樣尺寸時，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)。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。
　 （2）用成型裁刀裁取試樣，要注意經(jīng)常檢查裁刀鋒利情況，刀刃曲線是否均勻、細(xì)直，稍有缺陷及時研磨或更換，試樣的細(xì)微缺陷對拉伸試驗(yàn)結(jié)果影響極大。
　 （3）試驗(yàn)條件即溫度、濕度和速度對試驗(yàn)結(jié)果也有較大的影響。往往溫度偏高，拉伸強(qiáng)度偏低，伸長率偏大，反之規(guī)律相反。拉伸速度越快，伸長率越小，強(qiáng)度偏高。因此，試驗(yàn)前對試樣的處理、試驗(yàn)環(huán)境條件以及試驗(yàn)速度的選擇都要嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行。
　 （4）由于力學(xué)試驗(yàn)影響因素多，結(jié)果的重現(xiàn)性較差，要特別注意制樣時方法、工藝、設(shè)備、工具的一致。做對比試驗(yàn)，同一人員操作，以保證得出正確的結(jié)論。
　 （5）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。
　 （6）日常對拉伸試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備要注意保養(yǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)和校正，以保證實(shí)驗(yàn)時處于良好狀態(tài)