一、拉力拉伸實驗目的

　　塑料拉力拉伸測試標準及測試方法分享，掌握塑料拉伸試驗方法，了解塑料拉伸試驗機的基本結構和工作原理，并通過試樣的拉伸應力—應變曲線和各試驗數據來分析該材料的靜態拉伸力學性能，對其拉伸強度、屈服強度、斷裂伸長率和彈性模量作出評價。

　　二、拉力拉伸實驗原理

　　在規定的試驗溫度、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，使試樣產生形變直至材料破壞。記錄下試樣破壞時的*大負荷和對應的標線間距離的變化情況。(在帶微機處理器的電子拉力機上，只要輸入試樣的規格尺寸等有關數據和要求，在拉伸過程中，傳感器把力值傳給電腦，電腦通過處理，自動記錄下應力—應變全過程的數據，并把應力—應變曲線和各測試數據通過打印機打印出來)。

　　三、拉力拉伸試驗設備和拉伸試樣

　　1. 試驗設備

　　(1)機械式拉力試驗機

　?、賯溆羞m應各型號試樣的專用夾具。

　?、趭A具的移動速度應能多級或全程調速，以滿足標準方法的需要。

　　③試驗數據示值應在每級表盤的10%～90%，但不小于試驗*大載荷的4%讀取，示值的誤差應在1%之內。

　　2. 拉伸試樣

　　(1)試樣的形狀和尺寸　 標準方法規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、半硬質熱塑性模塑材料：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試樣表面應平整、無氣泡、裂紋、分層、無明顯雜質和加工損傷等缺陷，有方向性差異的試片應沿縱橫方向分別取樣。

　?、谟舶搴穸萪<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。

　　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、拉力拉伸實驗步驟

　　1. 實驗條件

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

　?、贌峁绦运芰稀⒂操|熱塑性塑料，用A速。

　　②伸長率較大的硬質、半硬質熱塑性塑料(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)測定模量時可用1～5mm/min的拉伸速度，其變形量應準確至0.01mm。

　　2. 以機械式拉伸試驗機為例：按GBl039—92標準方法的規定調節試驗環境處理試樣或GB/T1040為室溫。

　　(1)試驗環境

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

　　(2)試樣預處理

　　將試樣置于小的環境中，使其表面盡可能暴露在環境里。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.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測量三點，取算術平均值。

　　(4)測試伸長時

　　應在試樣上被拉伸的平行部分作標線，此標線對測試結果不應有影響。

　　(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襯墊橡膠之類的彈性薄片。

　　(6)按所選擇的速度

　　開動機器，進行拉伸試驗。

　　(7)試樣斷裂后

　　讀取負荷及標距間伸長，或讀取屈服時的負荷。若試樣斷裂在標距外的部位，則此次試驗作廢，另取試樣補做。

　　(8)測定模量時

　　應記錄負荷及相應變形量，作出應力—應變曲線。

　　影響拉伸檢測結果的六大因素

　　影響塑料拉伸檢測結果的因素有許多，除分子結構、內部缺陷等內在因素外，還有以下外部因素：

　　一、試驗環境對塑料拉伸檢測的影響

　　影響塑料拉伸試驗數據的因素有許多：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中規定，實驗室環境溫度為(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。

　　二、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)是專門用于材料力學性能測試的儀器。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械性能測試。拉力機用來對金屬材料和非金屬材料進行拉伸、壓縮、彎曲、剪切、剝離等力學性能試驗用的機械加力，拉力機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。這也是試驗能否順利進行及試驗數據準確度高低的一個重要因素。做拉伸、彎曲、剝離、壓縮、撕裂等試驗中，拉伸試驗是利用材料試驗機、采用標準中規定的試樣，在規定的標準狀態下測定材料的拉伸力、拉伸強度、斷裂伸長率、斷裂強度等參數。

　　測力傳感器精度、速度控制精度、夾具、同軸度和數據采集頻率等是材料試驗機影響拉伸試驗數據的主要因素。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據和偏差大小。拉伸速度要求平穩均勻，速度偏高或偏低都會影響拉伸結果。在試驗過程中，試驗機夾具分離速度，以mm/mino為單位。夾具的設計主要是手動和氣動兩種。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，結果偏小。試驗數據采集的頻率也要適中，否則將影響到試驗數據，峰值偏小。

　　三、試樣的制備與處理對塑料拉伸檢測的影響

　　在做各種塑料試驗時，都要按標準制成樣 (依據GB/T8804與受試材料有關的部分制樣)。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的標準。但不同方法制樣的試驗數據不具備可比性。同一種制樣方法，要求工藝參數(如模具結構、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構如結晶度、分子取向等將有較大變化，直接影響試驗數據。

　　試樣的厚度及寬度對結果影響很大，同一種塑料若試樣的尺寸不同，其拉伸強度試驗結果將有一定差異。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準所規定的范圍內，試樣的尺寸規格要一致。試樣的厚度不同試驗數據也不同，厚度大的試樣，一般試驗數據偏小。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，取樣位置要具有代表性，取樣時要遠離邊緣和轉角部位，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，被測部位若出現輕微縮痕影響平整度要注意多測幾點，以得出其真實尺寸。試樣制備好后，要在恒溫性濕條件下放置處理，執行GB/T8804標準。在放置過程中，將引起分子量、分子構型、物理狀態的變化，并能消除試樣內存的殘余應力。

　　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時，拉伸速度變化，其力學行為也將發生改變。一般情況下，拉伸速度快應力和拉伸強度增大，而斷裂伸長率將減小。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。應力松弛需要一個時間過程，當低速拉伸時，分子鏈來得及位移、重排，塑料呈現韌性行為，表現為拉伸強度減小，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，塑料呈現脆性行為，表現為拉伸強度增大，斷裂伸長率減小。只有拉伸速度相同時，試驗數據才具有可比性。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。

　　五、數據處理對塑料拉伸檢測的影響

　　數據處理是整個試驗過程的一個重要環節，因此與試驗結果的精確程度有著密切的關系。

　　現在的材料試驗機多數由計算機控制，數據處理已程序化，但是有些數據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。

　　數據的處理采取四舍五入的原則，要以測量誤差為依據，將測試得到的或計算得到的數據截取成所需要的位數，對舍去的位數按四舍五入處理(或省略掉)。

　　六、人員操作對塑料拉伸檢測的影響

　　試驗的整個過程都是在人的操作和控制下進行的，人為因素不可避免地會影響到試驗結果。即便是精細認真有實驗經驗的人做試驗，每次試驗數據也都不會完全一致。人為因素涉及到取樣、制樣過程，試樣的處理，試驗過程，數據處理等。做對比試驗，*好同一人員操作，以保證得出正確的結論。

　　試驗人員嚴格執行試驗標準和操作規程，日常加強對拉伸試驗機等設備要注意保養、運轉和自校，以保證實驗時處于良好狀態，才能獲得準確的試驗數據。

　　塑料拉伸性能的測定標準

　　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復合材料的試驗條件

　　GB/T 1040.5-2008 塑料 拉伸性能的測定 第5部分：單向纖維增強復合材料的試驗條件