塑料拉伸强度测试及影响
来源:天氏库力 发布日期
2021-02-26 浏览:
拉伸试验是指在承受轴向拉伸载荷下测定材料特性的试验方法。利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的弹性极限、伸长率、弹性模量、比例极限、面积缩减量、拉伸强度、屈服点、屈服强度和其它拉伸性能指标。从高温下进行的拉伸试验可以得到蠕变数据。拉伸试验是常用的一项力学试验。它是在规定的试验温度、湿度和试验速度下,在试样(通常为哑铃型试样)上沿纵轴向施加拉伸负荷,测定试样破坏时的载荷,用载荷除以试样的横截面积即为拉伸强度。也就是说单位面积所能承受的负荷即为拉伸强度。它是衡量塑料力学性能的一项重要指标。不同的塑料其力学性能是不同的,同种塑料不同牌号的塑料其力学性能也有很大差别,一般来说同种塑料分子量越高拉伸强度越好。大部分塑料制品的标准中都规定了拉伸强度要求,如塑料薄膜、塑料管材、塑料型材、塑料编织袋、塑料绳索等。拉伸强度较高的塑料主要有聚酰胺、氟塑料、聚砜、聚芳砜、聚醚砜、聚酰亚胺等,主要用来制造强度较高的工业配件等。
强度有两种:一种是产生塑性变形时的应力,一种是被破坏时的应力。前者叫屈服强度,后者叫极限强度。拉伸强度和弯曲强度的区别在于受力情况不同,拉伸是受拉伸力,弯曲是受弯曲力。材料的拉伸强度和弯曲强度是不相等的。塑性材料拉伸强度大于弯曲强度,脆性材料二者相差不多。
一、试验环境对塑料拉伸检测的影响
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试验数据的因素有许多:如振动、温度、湿度、人员等,其中最主要的因素是温度和湿度。GB/T1040中规定,实验室环境温度为( 23±2)℃ ,相对湿度为(50±10)% 。热塑性塑料的拉伸性能测试受温度的影响比较大,往往温度偏高,拉伸强度偏低,伸长率偏大,反之则相反。伴随着温度的逐渐上升,热塑性塑料的拉伸性能也将逐渐由硬脆向粘强转变,拉伸强度和拉伸弹性模量随之变小,而断裂伸长率将同步变大。实验相对湿度一般对吸水率比较大的塑料影响较大。一部分塑料吸水率增大以后,水分子在塑料中起到了偶联剂和增韧剂的作用,从而影响该塑料的刚性和韧性。通过以上实践可见,塑料的拉伸性能测试必须在恒温恒湿条件下进行。
二、材料365bet.com最快线路检测中心_365直播电视版下载_外勤365登录官网
对塑料拉伸检测的影响
材料365bet.com最快线路检测中心_365直播电视版下载_外勤365登录官网
(又称拉力机)是专门用于材料力学性能测试的仪器。市场上销售主要适用于塑料板材、管材、异型材,塑料薄膜及橡胶、电线电缆、防水卷材、金属丝等材料的各种物理机械性能测试。拉力机用来对金属材料和非金属材料进行拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离等力学性能试验用的机械加力,拉力机夹具作为仪器的重要组成部分,不同的材料需要不同的夹具。这也是试验能否顺利进行及试验数据准确度高低的一个重要因素。做拉伸、弯曲、剥离、压缩、撕裂等试验中,拉伸试验是利用塑料拉伸365bet.com最快线路检测中心_365直播电视版下载_外勤365登录官网
、采用标准中规定的试样,在规定的标准状态下测定材料的拉伸力、拉伸强度、断裂伸长率、断裂强度等参数。测力传感器精度、速度控制精度、夹具、同轴度和数据采集频率等是材料365bet.com最快线路检测中心_365直播电视版下载_外勤365登录官网
影响拉伸试验数据的主要因素。测力传感器是材料365bet.com最快线路检测中心_365直播电视版下载_外勤365登录官网
的核心部件,它的精度直接影响到试验数据和偏差大小。拉伸速度要求平稳均匀,速度偏高或偏低都会影响拉伸结果。在试验过程中,365bet.com最快线路检测中心_365直播电视版下载_外勤365登录官网
夹具分离速度,以mm/mino为单位。夹具的设计主要是手动和气动两种。365bet.com最快线路检测中心_365直播电视版下载_外勤365登录官网
的同轴度不好,拉伸位移偏大,拉伸强度有时将受到影响,结果偏小。试验数据采集的频率也要适中,否则将影响到试验数据,峰值偏小。
三、试样的制备与处理对塑料拉伸检测的影响
在做各种塑料试验时,都要按标准制成样 (依据GB/T1040与受试材料有关的部分制样)。制样方式有两种:一是用原材料制样,另一种是从制品上直接取样。用原材料制成试样有几种方法,包括模压型、注塑成型、压延成型或吹膜成型等,每种制样过程都有符合相关的标准。但不同方法制样的试验数据不具备可比性。同一种制样方法,要求工艺参数(如模具结构、成型温度、成型压力、冷却速度等)和工艺过程也要相同,否则塑料的成型过程中的微观结构如结晶度、分子取向等将有较大变化,直接影响试验数据。塑料原材料吹成膜后,再用制样机和标准切刀制成标准试样。制样切刀要规范锋利,否则试样会有毛边或划损等缺陷。试样的厚度及宽度对结果影响很大,同一种塑料若试样的尺寸不同,其拉伸强度试验结果将有一定差异。所以在加工试样、测量试样尺寸时,特别要注意被测试样的尺寸和公差是否在标准所规定的范围内,试样的尺寸规格要一致。试样的厚度不同试验数据也不同,厚度大的试样,一般试验数据偏小。也就是说试样越厚存在缺陷的概率越高。从塑料制品上直接取样时,取样位置要具有代表性,取样时要远离边缘和转角部位,并变换不同的角度和更换不同的位置。注射模塑试样往往后收缩较大,被测部位若出现轻微缩痕影响平整度要注意多测几点,以得出其真实尺寸。试样制备好后,要在恒温性湿条件下放置处理,执行GB/T1040 标准。在放置过程中,将引起分子量、分子构型、物理状态的变化,并能消除试样内存的残余应力。
四、检测操作过程对塑料拉伸检测的影响
在对塑料使用塑料拉伸365bet.com最快线路检测中心_365直播电视版下载_外勤365登录官网
做拉伸检测试验时,拉伸速度变化,其力学行为也将发生改变。一般情况下,拉伸速度快应力和拉伸强度增大,而断裂伸长率将减小。因为塑料属于粘弹性材料,它的力松弛过程与变形速度紧密相关。应力松弛需要一个时间过程,当低速拉伸时,分子链来得及位移、重排,塑料呈现韧性行为,表现为拉伸强度减小,断裂伸长率增大;高速拉伸时,分子链段的运动跟不上外力作用的速度,塑料呈现脆性行为,表现为拉伸强度增大,断裂伸长率减小。只有拉伸速度相同时,试验数据才具有可比性。对不熟悉的材料,正式测试之前要进行预测,以预知合适的负荷和速度等,为正式测试做好准备。
五、数据处理对塑料拉伸检测的影响
数据处理是整个试验过程的一个重要环节,因此与试验结果的精确程度有着密切的关系。 现在的材料365bet.com最快线路检测中心_365直播电视版下载_外勤365登录官网
多数由计算机控制,数据处理已程序化,但是有些数据还是依靠人为测试和计算。如试样尺寸、位移变化、伸长率计算等。 数据的处理采取四舍五入的原则,要以测量误差为依据,将测试得到的或计算得到的数据截取成所需要的位数,对舍去的位数按四舍五入处理(或省略掉)。
六、人员操作对塑料拉伸检测的影响
试验的整个过程都是在人的操作和控制下进行的,人为因素不可避免地会影响到试验结果。即便是精细认真有实验经验的人做试验,每次试验数据也都不会完全一致。人为因素涉及到取样、制样过程,试样的处理,试验过程,数据处理等。做对比试验,最好同一人员操作,以保证得出正确的结论。
通过上述分析,从试验角度阐明,影响塑料拉伸检测结果的因素有许多,除内在因素外,还有试验环境、试验仪器、试样制备与处理、操作过程、数据处理、人员操作等外部因素。这些外部因素有些属客观方面,如温度、湿度等,有些属主观方面,如人员操作等,这些因素最终将影响试验结果。对同一种塑料进行拉伸试验,有可能得出不尽相同的试验和检测结果,要充分考虑并严格控制与试验数据准确程度有关的外部因素,特别是主观方面的外部因素,试验数据才具有可比性、一致性和准确性。因此,试验人员必须具有高度的责任心,严格执行试验标准和操作规程,日常加强对塑料拉伸365bet.com最快线路检测中心_365直播电视版下载_外勤365登录官网
等设备要注意保养、运转和自校,以保证实验时处于良好状态,才能获得准确的试验数据。
常见的测试标准:
ASTM E8/E8M-13a
ASTM A370-12
EN ISO 6892-1 :2009
ISO 6892-1:2009
GB/T 228.1-2010
JIS Z 2241-2011
AS 1391-2007
ASTM B 557-10(铝和镁合金)
GB/T1040.2-2006
ISO 527-2:2012
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