高分子材料的拉伸性能是评价其力学性能最重要的指标之一。塑料、橡胶、薄膜等不同形态的高分子材料都有对应的拉伸测试标准。塑料的拉伸测试执行GB/T 1040系列标准,橡胶执行GB/T 528标准,薄膜则对应GB/T 13022标准。
GB/T 1040.1-2018是塑料拉伸性能测试的总则标准,规定了通用测试原理和条件。测试时将标准试样安装在万能试验机夹具上,以恒定速度拉伸直至断裂。从应力应变曲线上可以读取拉伸强度、断裂伸长率、屈服应力和弹性模量等参数。
试样的形状和尺寸直接影响测试结果。GB/T 1040.2规定了模塑和挤塑塑料的试样类型。1A型和1B型哑铃状试样最常用。1A型总长度170mm适用于注塑成型试样。1B型总长度150mm适用于机加工试样。制备时要注意注塑方向对各项异性的影响。
不同类型的塑料需要不同的测试速度。硬质塑料的测试速度通常为1mm/min或5mm/min。软质塑料用50mm/min或100mm/min。测试速度越快,材料的强度越高、断裂伸长率越低。选择速度时应该参照对应的产品标准规定。
橡胶材料的拉伸性能测试按GB/T 528-2009标准执行。橡胶试样用哑铃状裁刀裁切,分为1型到4型四种规格。1型橡胶试样标距为25mm,宽度6mm。橡胶测试时拉伸速度统一为500mm/min,是所有高分子材料中最高的。
环境温度和湿度对高分子材料的拉伸性能有显著影响。标准环境条件规定温度23加减2摄氏度,相对湿度50加减10%。温度升高10摄氏度,很多塑料的拉伸强度会下降10%到20%。在高温或低温环境下使用时需在对应温度下测试。
薄膜和片材的拉伸测试按GB/T 13022标准执行。薄膜试样分为哑铃状和长条状两种。哑铃状适用于弹性较好的薄膜。长条状适用于脆性薄膜。薄膜厚度小于1mm时,测试速度选择50mm/min或100mm/min。
断裂伸长率是衡量材料柔韧性的关键指标。高密度聚乙烯的断裂伸长率一般在300%到500%之间。聚丙烯在100%到200%之间。弹性体材料如TPU的断裂伸长率可以超过800%。伸长率过低意味着材料偏脆。
弹性模量是评价材料刚度的参数,从应力应变曲线的初始线性段计算。聚碳酸酯PC的弹性模量约2300MPa。ABS在2000MPa左右。弹性模量越高材料越硬。测试弹性模量时必须使用引伸计以确保精度。
高分子材料在拉伸过程中可能出现多种断裂模式。脆性断裂的断面光滑,断裂伸长率低于5%。韧性断裂断面上有拉丝现象。通过分析断裂模式可以推断材料的内部结构缺陷和加工工艺问题。了解更多请点击页面上的在线咨询按钮。字数约900900。高分子材料的拉伸性能还受到加工方式的影响。注塑成型试样的取向方向拉伸强度比垂直方向高10%到20%。同样配方不同加工条件得到的力学数据差异需要关注。在评价不同材料的拉伸性能时尽量使用相同制样方式。测试报告要记录制样方式和测试方向。
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