怎樣測(cè)試PVDF管的拉伸強(qiáng)度

 

 

一、為什么要做拉伸試驗(yàn)

PVDF管的拉力拉伸測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試方法分享，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(guò)試樣的拉伸應(yīng)力—應(yīng)變曲線和各試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)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(zhǎng)率和彈性模量作出評(píng)價(jià)。

 

 

二、拉力拉伸實(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(guò)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)的最大負(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(guò)程中，傳感器把力值傳給電腦，電腦通過(guò)處理，自動(dòng)記錄下應(yīng)力—應(yīng)變?nèi)^(guò)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(guò)打印機(jī)打印出來(lái))。

 

 

三、拉力拉伸試驗(yàn)設(shè)備和拉伸試樣

 

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)試樣的專用夾具。 

 

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(pán)的10％～90％，但不小于試驗(yàn)最大載荷的4％讀取，示值的誤差應(yīng)在1％之內(nèi)。

 

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。 

 

(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(duì)試樣的要求： 

 

①試樣表面應(yīng)平整、無(wú)氣泡、裂紋、分層、無(wú)明顯雜質(zhì)和加工損傷等缺陷，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(zhǎng)200mm、寬15mm的長(zhǎng)條試樣。 

 

④每組試樣不少于5個(gè)。

 

影響拉伸檢測(cè)結(jié)果的六大因素

 

 

 

影響塑料拉伸檢測(cè)結(jié)果的因素有許多，除分子結(jié)構(gòu)、內(nèi)部缺陷等內(nèi)在因素外，還有以下外部因素：

 

 

一、試驗(yàn)環(huán)境對(duì)塑料拉伸檢測(cè)的影響

影響塑料拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)的因素有許多：如振動(dòng)、溫度、濕度、人員等，其中最主要的因素是溫度和濕度。GB/T8804中規(guī)定，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度為（23±2）℃，相對(duì)濕度為（50±10）%。

熱塑性塑料的拉伸性能測(cè)試受溫度的影響比較大，往往溫度偏高，拉伸強(qiáng)度偏低，伸長(zhǎng)率偏大，反之則相反。伴隨著溫度的逐漸上升，熱塑性塑料的拉伸性能也將逐漸由硬脆向粘強(qiáng)轉(zhuǎn)變，拉伸強(qiáng)度和拉伸彈性模量隨之變小，而斷裂伸長(zhǎng)率將同步變大。

實(shí)驗(yàn)相對(duì)濕度一般對(duì)吸水率比較大的塑料影響較大。一部分塑料吸水率增大以后，水分子在塑料中起到了偶聯(lián)劑和增韌劑的作用，從而影響該塑料的剛性和韌性。通過(guò)以上實(shí)踐可見(jiàn)，塑料的拉伸性能測(cè)試必須在恒溫恒濕條件下進(jìn)行。

 

二、材料試驗(yàn)機(jī)對(duì)塑料拉伸檢測(cè)的影響

材料試驗(yàn)機(jī)（又稱拉力機(jī)）是專門(mén)用于材料力學(xué)性能測(cè)試的儀器。市場(chǎng)上銷售主要適用于塑料板材、管材、異型材，塑料薄膜及橡膠、電線電纜、防水卷材、金屬絲等材料的各種物理機(jī)械性能測(cè)試。拉力機(jī)用來(lái)對(duì)金屬材料和非金屬材料進(jìn)行拉伸、壓縮、彎曲、剪切、剝離等力學(xué)性能試驗(yàn)用的機(jī)械加力，拉力機(jī)夾具作為儀器的重要組成部分，不同的材料需要不同的夾具。這也是試驗(yàn)?zāi)芊耥樌M(jìn)行及試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高低的一個(gè)重要因素。做拉伸、彎曲、剝離、壓縮、撕裂等試驗(yàn)中，拉伸試驗(yàn)是利用材料試驗(yàn)機(jī)、采用標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的試樣，在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下測(cè)定材料的拉伸力、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、斷裂強(qiáng)度等參數(shù)。

測(cè)力傳感器精度、速度控制精度、夾具、同軸度和數(shù)據(jù)采集頻率等是材料試驗(yàn)機(jī)影響拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)的主要因素。測(cè)力傳感器是材料試驗(yàn)機(jī)的核心部件，它的精度直接影響到試驗(yàn)數(shù)據(jù)和偏差大小。拉伸速度要求平穩(wěn)均勻，速度偏高或偏低都會(huì)影響拉伸結(jié)果。在試驗(yàn)過(guò)程中，試驗(yàn)機(jī)夾具分離速度，以mm/mino為單位。夾具的設(shè)計(jì)主要是手動(dòng)和氣動(dòng)兩種。試驗(yàn)機(jī)的同軸度不好，拉伸位移偏大，拉伸強(qiáng)度有時(shí)將受到影響，結(jié)果偏小。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集的頻率也要適中，否則將影響到試驗(yàn)數(shù)據(jù)，峰值偏小。

 

三、試樣的制備與處理對(duì)塑料拉伸檢測(cè)的影響

在做各種塑料試驗(yàn)時(shí)，都要按標(biāo)準(zhǔn)制成樣 (依據(jù)GB/T8804與受試材料有關(guān)的部分制樣)。制樣方式有兩種：一是用原材料制樣，另一種是從制品上直接取樣。用原材料制成試樣有幾種方法，包括模壓型、注塑成型、壓延成型或吹膜成型等，每種制樣過(guò)程都有符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。但不同方法制樣的試驗(yàn)數(shù)據(jù)不具備可比性。同一種制樣方法，要求工藝參數(shù)（如模具結(jié)構(gòu)、成型溫度、成型壓力、冷卻速度等）和工藝過(guò)程也要相同，否則塑料的成型過(guò)程中的微觀結(jié)構(gòu)如結(jié)晶度、分子取向等將有較大變化，直接影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

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)果將有一定差異。所以在加工試樣、測(cè)量試樣尺寸時(shí)，特別要注意被測(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)，試樣的尺寸規(guī)格要一致。試樣的厚度不同試驗(yàn)數(shù)據(jù)也不同，厚度大的試樣，一般試驗(yàn)數(shù)據(jù)偏小。也就是說(shuō)試樣越厚存在缺陷的概率越高。從塑料制品上直接取樣時(shí)，取樣位置要具有代表性，取樣時(shí)要遠(yuǎn)離邊緣和轉(zhuǎn)角部位，并變換不同的角度和更換不同的位置。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。試樣制備好后，要在恒溫性濕條件下放置處理，執(zhí)行GB/T8804標(biāo)準(zhǔn)。在放置過(guò)程中，將引起分子量

四、檢測(cè)操作過(guò)程對(duì)塑料拉伸檢測(cè)的影響

在對(duì)塑料做拉伸檢測(cè)試驗(yàn)時(shí)，拉伸速度變化，其力學(xué)行為也將發(fā)生改變。一般情況下，拉伸速度快應(yīng)力和拉伸強(qiáng)度增大，而斷裂伸長(zhǎng)率將減小。因?yàn)樗芰蠈儆谡硰椥圆牧希牧λ沙谶^(guò)程與變形速度緊密相關(guān)。應(yīng)力松弛需要一個(gè)時(shí)間過(guò)程，當(dāng)?shù)退倮鞎r(shí)，分子鏈來(lái)得及位移、重排，塑料呈現(xiàn)韌性行為，表現(xiàn)為拉伸強(qiáng)度減小，斷裂伸長(zhǎng)率增大；高速拉伸時(shí)，分子鏈段的運(yùn)動(dòng)跟不上外力作用的速度，塑料呈現(xiàn)脆性行為，表現(xiàn)為拉伸強(qiáng)度增大，斷裂伸長(zhǎng)率減小。只有拉伸速度相同時(shí)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)才具有可比性。對(duì)不熟悉的材料，正式測(cè)試之前要進(jìn)行預(yù)測(cè)，以預(yù)知合適的負(fù)荷和速度等，為正式測(cè)試做好準(zhǔn)備。

   

五、數(shù)據(jù)處理對(duì)塑料拉伸檢測(cè)的影響

數(shù)據(jù)處理是整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，因此與試驗(yàn)結(jié)果的精確程度有著密切的關(guān)系。

現(xiàn)在的材料試驗(yàn)機(jī)多數(shù)由計(jì)算機(jī)控制，數(shù)據(jù)處理已程序化，但是有些數(shù)據(jù)還是依靠人為測(cè)試和計(jì)算。如試樣尺寸、位移變化、伸長(zhǎng)率計(jì)算等。

數(shù)據(jù)的處理采取四舍五入的原則，要以測(cè)量誤差為依據(jù)，將測(cè)試得到的或計(jì)算得到的數(shù)據(jù)截取成所需要的位數(shù)，對(duì)舍去的位數(shù)按四舍五入處理（或省略掉）。

 

六、人員操作對(duì)塑料拉伸檢測(cè)的影響

試驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程都是在人的操作和控制下進(jìn)行的，人為因素不可避免地會(huì)影響到試驗(yàn)結(jié)果。即便是精細(xì)認(rèn)真有實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的人做試驗(yàn)，每次試驗(yàn)數(shù)據(jù)也都不會(huì)完全一致。人為因素涉及到取樣、制樣過(guò)程，試樣的處理，試驗(yàn)過(guò)程，數(shù)據(jù)處理等。做對(duì)比試驗(yàn)，最好同一人員操作，以保證得出正確的結(jié)論。

 

試驗(yàn)人員嚴(yán)格執(zhí)行試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程，日常加強(qiáng)對(duì)拉伸試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備要注意保養(yǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)和自校，以保證實(shí)驗(yàn)時(shí)處于良好狀態(tài)，才能獲得準(zhǔn)確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。