(一)實驗目的
掌握塑料拉伸試驗方法,了解塑料拉伸試驗機的基本結(jié)構(gòu)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)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zui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(guān)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)試驗設(shè)備和拉伸試樣
1.試驗設(shè)備
(1)機械式拉力試驗機
①備有適應各型號試樣的夾具。
②夾具的移動速度應能多級或全程調(diào)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zui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(zhì)、半硬質(zhì)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(zhì)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)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(zhì)熱塑性塑料,用A速。
②伸長率較大的硬質(zhì)、半硬質(zhì)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(diào)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(shù)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(jié)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。