拉力拉伸实验步骤
1. 实验条件
(1)试验速度(空载) A:(105)mm/min,B:(505)mm/min,C:(10010)mm/min或(25050)mm/min。
①热固性塑料、硬质热塑性塑料,用A速。
②伸长率较大的硬质、半硬质热塑性塑料(如PP、PA等),用B速。
③软板、片和薄膜用C速。相对伸长率<100%的用(10010)mm/min速度,相对伸长率>100%的用(25050)mm/min速度。
(2)测定模量时可用1~5mm/min的拉伸速度,其变形量应准确至0.01mm。
2. 以机械式拉伸试验机为例:按GBl03992标准方法的规定调节试验环境处理试样或GB/T1040为室温。
(1)试验环境
温度:热塑性塑料(252)℃,热固性塑料(255) ℃。湿度:相对湿度(655)%。
(2)试样预处理
将试样置于小的环境中,使其表面尽可能暴露在环境里。不同厚度d的试样处理时间如下:d<0.25mm的试样不少于4h;0.25mm<d<2mm的试样不少于8h;d>2mm的试样不少于16h。
(3)测量试样的厚度和宽度
模塑试样和板材试样准确至0.05mm;片材试样厚度0.01mm;薄膜试样厚度0.001mm;每个试样在距标线距离内测量三点,取算术平均值。
(4)测试伸长时
应在试样上被拉伸的平行部分作标线,此标线对测试结果不应有影响。
(5)用夹具夹持试样时
要使试样纵轴方向中心与上、下夹具中心连线相重合,并且松紧适宜,不能使试样在受力时滑脱或夹持过紧在夹口处损坏试样。夹持薄膜试样要求在夹具内衬垫橡胶之类的弹性薄片。
(6)按所选择的速度
开动机器,进行拉伸试验。
(7)试样断裂后
读取负荷及标距间伸长,或读取屈服时的负荷。若试样断裂在标距外的部位,则此次试验作废,另取试样补做。
(8)测定模量时
应记录负荷及相应变形量,作出应力应变曲线。
断裂伸长
纤维拉伸至断裂时的伸长率称为断裂伸长率(Elongation at break),它表示纤维承受拉伸变形的能力。
断裂伸长率大的纤维手感比较柔软,在纺织加工时,可以缓冲所受到的力,毛丝、断头较少;但断裂伸长率也不宜过大,否则织物*变形。普通纺织纤维的断裂伸长率在10% ~30%范围内比较合适。但对于工业用强力丝,则一般要求断裂强度高、断裂伸长率低,使其产品不易变形。
检测操作过程对塑料拉伸检测的影响
在对塑料做拉伸检测试验时,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,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;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,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。
目的:做拉伸试验是考核塑料拉伸性能的各项指标,指标的高低很大程度上决定了塑料的适用场合,也能直接反应配方和工艺等对塑料材料性能的影响。
拉伸测试:使用电子拉力试验机测定塑料的拉伸力学性能,对材料施加拉伸应力后,测出应变值,绘制应力—应变曲线;从曲线上可得到材料的各项拉伸性能指标值,曲线下方所包含的的面积代表材料的拉伸破坏能,它与材料的强度和韧性有关,强而韧的材料拉伸破坏能大,使用性能也佳。拉伸性能的好坏,可以通过拉伸试验进行检验,如拉伸强度、拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、拉伸弹性模量、断裂伸长率等;这些测试值的高低,可对塑料的拉伸性能做出评价。
拉伸应力:试样在计量标距范围内,单位初始横截面积上承受的拉伸负荷。
拉伸强度:在拉伸试验中,试样直至断裂为止所承受的大拉伸应力。
拉伸断裂应力:在拉伸应力应变曲线上,断裂时的应力。
拉伸屈服应力:在拉伸应力应变曲线上,屈服点处的应力。
断裂伸长率:在拉力作用下,试样断裂时,标线间距离的增加量与初始标距之比,以百分率表示。
弹性模量:在弹性形变内,材料所受应力(拉、压、弯、剪)与产生的相应应变之比。
屈服点:在应力应变曲线上,应力不随应变增加的初始点。
应力应变曲线:由应力和应变的相应值彼此对应地绘成的曲线图,通常应力值作为纵坐标,应变值作为横坐标。不同的高分子材料,具有不同的分子链结构,表现出的应力应变曲线的形状也不同,目前大致有五种类型。
*I种:软而弱,拉伸强度低,弹性模量小,且伸长率也不大,如溶胀的凝胶等。
*II种:硬而脆,拉伸强度和弹性模量较大,断裂伸长率小,如聚苯乙烯。
*III种:硬而强,拉伸强度和弹性模量大,且有适当的伸长率,如硬聚氯乙烯。
*IV种:软而韧,断裂伸长率大,拉伸强度比较高,仅弹性模量低,如天然橡胶、顺丁橡胶等。
*V种:硬而韧,弹性模量大、拉伸强度和断裂伸长率也大,如聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙等。
应力-应变曲线一般分两部分:弹性变形区和塑性变形区,在弹性变形区域,材料发生可完全恢复的弹性变形,应力和应变呈正比例关系;曲线中直线部分的斜率即是拉伸弹性模量值,它代表材料的刚性;在塑性变形区,应力和应变增加不再成正比关系,随应力的增加,材料后出现断裂。
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