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(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。
二、拉力拉伸實驗原理
在規(guī)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(chǎn)生形變直至材料破壞。記錄下試樣破壞時的最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(guī)格尺寸等有關數(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，自動記錄下應力—應變?nèi)^程的數(shù)據(jù)，并把應力—應變曲線和各測試數(shù)據(jù)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
①備有適應各型號試樣的專用夾具。
②夾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(shù)據(jù)示值應在每級表盤的10％～90％，但不小于試驗最大載荷的4％讀取，示值的誤差應在1％之內(nèi)。
2. 拉伸試樣
(1)試樣的形狀和尺寸 標準方法規(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、半硬質熱塑性模塑材料：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。
②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。
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：(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＜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(guī)定調節(jié)試驗環(huán)境處理試樣或GB/T1040為室溫。
(1)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)％。
(2)試樣預處理
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(nèi)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(nèi)部缺陷等內(nèi)在因素外，還有以下外部因素：
一、試驗環(huán)境對塑料拉伸檢測的影響
影響塑料拉伸試驗數(shù)據(jù)的因素有許多：如振動、溫度、濕度、人員等，其中最主要的因素是溫度和濕度。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。
二、塑料材料力學試驗機對塑料拉伸檢測的影響
塑料材料力學試驗機（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(shù)據(jù)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(guī)定的試樣，在規(guī)定的標準狀態(tài)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(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(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。
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(jù)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(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(shù)據(jù)。
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(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數(shù)據(jù)也不同，厚度大的試樣，一般試驗數(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，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(xiàn)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(zhí)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(tài)的變化，并能消除試樣內(nèi)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(fā)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?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。
五、數(shù)據(jù)處理對塑料拉伸檢測的影響
數(shù)據(jù)處理是整個試驗過程的一個重要環(huán)節(jié)，因此與試驗結果的精確程度有著密切的關系。
現(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）。
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(jīng)驗的人做試驗，每次試驗數(shù)據(jù)也都不會全部一致。人為因素涉及到取樣、制樣過程，試樣的處理，試驗過程，數(shù)據(jù)處理等。做對比試驗，最好同一人員操作，以保證得出正確的結論。
試驗人員嚴格執(zhí)行試驗標準和操作規(guī)程，日常加強對拉伸試驗機等設備要注意保養(yǎng)、運轉和自校，以保證實驗時處于良好狀態(tài)，才能獲得準確的試驗數(shù)據(jù)。
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
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