塑料拉伸試驗(yàn) 
(一)實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 
  掌握塑料拉伸試驗(yàn)方法，了解塑料拉伸試驗(yàn)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，并通過試樣的拉伸應(yīng)力—應(yīng)變曲線和各試驗(yàn)數(shù)據(jù)來分析該材料的靜態(tài)拉伸力學(xué)性能，對(duì)其拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷裂伸長率和彈性模量作出評(píng)價(jià)。

(二)實(shí)驗(yàn)原理  
  在規(guī)定的試驗(yàn)溫度、濕度與拉伸速度下，通過對(duì)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(shí)的大負(fù)荷和對(duì)應(yīng)的標(biāo)線間距離的變化情況。 ( 在帶微機(jī)處理器的電子拉力機(jī)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(dòng)記錄下應(yīng)力—應(yīng)變?nèi)^程的數(shù)據(jù)，并把應(yīng)力—應(yīng)變曲線和各測(cè)試數(shù)據(jù)通過打印機(jī)打印出來 ) 。
  (三)試驗(yàn)設(shè)備和拉伸試祥    
1 ．試驗(yàn)設(shè)備    
(1) 機(jī)械式拉力試驗(yàn)機(jī)
  ①備有適應(yīng)各型號(hào)試樣的夾具。  
  ②夾具的移動(dòng)速度應(yīng)能多級(jí)或全程調(diào)速，以滿足標(biāo)準(zhǔn)方法的需要。  
  ③試驗(yàn)數(shù)據(jù)示值應(yīng)在每級(jí)表盤的 10 ％一 90 ％，但不小于試驗(yàn)大載荷的 4 ％讀取，示值的誤差應(yīng)在 1 ％之內(nèi)。  
  (2) 帶微機(jī)處理器的電子拉力機(jī) 機(jī)械傳動(dòng)原理同機(jī)械式拉力機(jī)，但精密度高于普通機(jī)械式拉力機(jī)。當(dāng)試樣受載拉伸時(shí)，力值和材料的伸長率由傳感器感量輸入電腦，經(jīng)電腦處理同時(shí)在屏幕上顯示出來。每個(gè)試樣試驗(yàn)結(jié)束，電腦自動(dòng)記錄全過程并存入硬盤，試驗(yàn)者需要哪一個(gè)試樣的應(yīng)力—應(yīng)變曲線圖，需要哪一個(gè)數(shù)據(jù)，隨時(shí)可以從連接電腦的打印機(jī)上打印出來。    
2 ．拉伸試樣  
  (1) 試樣的形狀和尺寸 標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)定使用四種型號(hào)的試樣，見圖 1 至圖 4 。    
(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 II 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(duì)試樣的要求：
①試樣表面應(yīng)平整、無氣泡、裂紋、分層、無明顯雜質(zhì)相加工損傷等缺陷，有方向性差異的試片應(yīng)沿縱橫方向分別取樣。  
  ②硬板厚度 d ≤ 10mm 時(shí)，以原厚作為試樣的厚度；當(dāng)厚度 d ≥ 10mm 時(shí)．應(yīng)從一面機(jī)械加工成 10mm 。  
  ③測(cè)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(gè)。 
 (四)實(shí)驗(yàn)步驟   
 1 ．實(shí)驗(yàn)條件  
  (1) 試驗(yàn)速度 ( 空載 ) A ： (10 土 5)mm ／ min 、 B ： (50 土 5)mm/min ， C ： (100 土 10)mm ／ mmin 或 (250 土 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(duì)伸長率≤ 100 ％的用 (100 土 10)mm ／ min 速度，相對(duì)伸長率＞ 100 ％的用 (250 土 50)mm ／ min 速度。  
  (2) 測(cè)定模量時(shí)可用 1 — 5mm ／ min 的拉伸速度，其變形量應(yīng)準(zhǔn)確至 0.01mm 。   
 2 ．以機(jī)械式拉伸試驗(yàn)機(jī)為例：按 GB1039 — 92 標(biāo)準(zhǔn)方法的規(guī)定調(diào)節(jié)試驗(yàn)環(huán)境處理試樣   
 (1)試驗(yàn)環(huán)境 溫度：熱塑性塑料 (25 土 2) ℃，熱固性塑料 (25 土 5) ℃。    濕度：相對(duì)濕度 (65 土 5) ％。  
 (2) 試樣預(yù)處理 將試樣置于標(biāo)準(zhǔn)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(shí)間如下： d ≤ 0 ． 25mm 的試樣不少于 4h ； 0 ． 25mm ≤ d ≤ 2mm 的試樣不少于 8h ； d ＞ 2mm 的試樣不少于 16h 。  
 (3) 測(cè)量試樣的厚度和寬度 模塑試樣和板材試樣準(zhǔn)確至 0 ． 05mm ；片材試樣厚度 0 ． 01mm ；薄膜試樣厚度 0 ． 001mm ；每個(gè)試樣在距標(biāo)線距離內(nèi)測(cè)量三點(diǎn)，取算術(shù)平均值。  
 (4) 測(cè)試伸長時(shí) 應(yīng)在試樣上被拉伸的平行部分作標(biāo)線，此標(biāo)線對(duì)測(cè)試結(jié)果不應(yīng)有影響。   
 (5) 用夾具夾持試樣時(shí) 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(shí)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(dòng)機(jī)器，進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。
(7) 試樣斷裂后 讀取負(fù)荷及標(biāo)距間伸長，或讀取屈服時(shí)的負(fù)荷。若試樣斷裂在標(biāo)距外的部位，則此次試驗(yàn)作廢，另取試樣補(bǔ)做。  
(8) 測(cè)定模量時(shí) 應(yīng)記錄負(fù)荷及相應(yīng)變形量，作出應(yīng)力—應(yīng)變曲線。  (五)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理  
(1) 拉伸強(qiáng)度、拉伸斷裂應(yīng)力、拉伸屈服應(yīng)力以σ 1 (MPa ＝ 1N ／ mm 2 ) 表示，按下式計(jì)算：  
 

  F ——大負(fù)荷、斷裂負(fù)荷、屈服負(fù)荷， N    b ——試樣寬度， mm    d 一一試樣厚度， mm  
  (2) 斷裂伸長率ε 1 （ % ）按下式計(jì)算：  
 
  式中 G 0 —試樣原始標(biāo)線間距離， mm    G —試樣斷裂時(shí)標(biāo)線間距離， mm  
  (3) 彈性模量以 E 1 (N ／ mm 2 ) 表示。為了計(jì)算彈性模量，通常要作出應(yīng)力—應(yīng)變曲線，再從曲線的初始直線部分按下式計(jì)算彈性模量 E 1 ：  
 
  式中 σ——應(yīng)力， (N ／ mm 2 )    ε——應(yīng)變， mm ／ mm    (4) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。  
  ①σ 1 取三位有效數(shù)字 ( 薄膜取二位 ) ，ε 1 、 E 1 ，取二位有效數(shù)字，起碼三個(gè)有效試驗(yàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。  
  ②如果要求計(jì)算偏差值 S ，由下式進(jìn)行計(jì)算：  
 
  式中 X —一單個(gè)測(cè)定值
——一組測(cè)定值的算術(shù)平均值    n ——測(cè)定個(gè)數(shù)  
(六)實(shí)驗(yàn)報(bào)告或?qū)嶒?yàn)記錄的內(nèi)容  
１．被測(cè)試材料的名稱、規(guī)格、牌號(hào)    
２．試樣的制備方法。    
３．試樣的形狀和尺寸    
４．試樣的預(yù)處理。    
５．試驗(yàn)的環(huán)境溫度和濕度    
６．試驗(yàn)機(jī)的型號(hào)。    
７．試驗(yàn)速度。  
８．試驗(yàn)有效試佯的數(shù)量。   
９．拉伸屈服應(yīng)力。    
１０．拉伸斷裂應(yīng)力。    
１１．拉伸強(qiáng)度。    
１２．?dāng)嗔焉扉L率。    
１３．彈性模量。    
１４．試驗(yàn)日期、人員。 
 (七)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)  
  １．因試樣的厚度及寬度對(duì)結(jié)果影響很大，同一種塑料若試樣的尺寸不同，其拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果有一定差異，所以在加工試祥、測(cè)量試樣尺寸時(shí)，持別要注意被測(cè)試樣的尺寸和公差是否在標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的范圍內(nèi)。注射模塑試樣往往后收縮較大，被測(cè)部位若出現(xiàn)輕微縮痕影響平整度要注意多測(cè)幾點(diǎn)，以得出其真實(shí)尺寸。  
  ２．用成型裁刀裁取試樣，要注意經(jīng)常檢查裁刀鋒利情況，刀刃曲線是否均勻、細(xì)直，稍有缺陷及時(shí)研磨或更換，試樣的細(xì)微缺陷對(duì)拉伸試驗(yàn)結(jié)果影響極大。  
  ３．試驗(yàn)條件即溫度、濕度和速度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果也有較大的影響。往往溫度偏高．拉伸強(qiáng)度偏低，伸長率偏大、反之規(guī)律相反。拉伸速度越快，伸長率越小，強(qiáng)度偏高。因此，試驗(yàn)前對(duì)試樣的處理、試驗(yàn)環(huán)境條件以及試驗(yàn)速度的選擇都要嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行。  
  ４．由于力學(xué)試驗(yàn)影響因素多，結(jié)果的重現(xiàn)性較差，要特別注意制樣時(shí)方法、工藝、設(shè)備、工具的一致。做對(duì)比試驗(yàn)，好同一人員操作，以保證得出正確的結(jié)論。 
５．對(duì)不熟悉的材料，正式測(cè)試之前要進(jìn)行預(yù)測(cè)負(fù)荷和速度等，為正式測(cè)試做好準(zhǔn)備。    
６．日常對(duì)拉伸試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備要注意保養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)時(shí)處于良好狀態(tài)。