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塑料片材拉伸性能的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法

發(fā)布時間：2011/6/4 點擊次數(shù)：1831

范圍本試驗方法規(guī)定了塑料片材和薄膜厚度小于拉伸性能的試驗方法。注薄膜被強(qiáng)制定義為額定厚度不大于的片材。注厚度大于的塑料應(yīng)按試驗方法測試其拉伸性能。本試驗方法可以測試符合上述厚度和試驗機(jī)負(fù)荷量程的所有塑料。1.2.1 夾具的靜態(tài)稱重、和恒定速率分離試驗本試驗方法使用以恒定速率分離的夾具夾住試驗樣本的兩端。本試驗方法通過分離夾、拉伸指示器或標(biāo)距線的位移，得出試驗樣本的拉伸度。彈性拉伸系數(shù)的測量步驟，包括一定的應(yīng)變率。注拉伸系數(shù)是使用分離夾測量拉伸度得來的，使用所描述的伸長計進(jìn)行測量的規(guī)定也包括在本步驟中。從本試驗方法中獲得的數(shù)據(jù)，可以使用在工程學(xué)設(shè)計中。所有數(shù)值采用單位制。圓括號內(nèi)的數(shù)值僅供參考。本標(biāo)準(zhǔn)不包含任何與標(biāo)準(zhǔn)的使用相關(guān)的安全問題如果存在的話。在使用本標(biāo)準(zhǔn)前，使用者有責(zé)任建立合適的安全與衛(wèi)生規(guī)程，并制定標(biāo)準(zhǔn)的使用限制。注本試驗方法與相似，但技術(shù)上二者不能等同。可使用其他類型的樣本、測試速度不同，并需要使用伸長計或表距線。相關(guān)文件標(biāo)準(zhǔn)：試驗用塑料的調(diào)理的標(biāo)準(zhǔn)實施規(guī)程塑料抗拉特性的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法塑料材料的標(biāo)準(zhǔn)分類系統(tǒng)固體塑料樣本物理尺寸的試驗方法切片和壓片試驗樣品的標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程試驗機(jī)力鑒定規(guī)程測定試驗方法精密性進(jìn)行實驗室間研究的標(biāo)準(zhǔn)實施規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)塑料拉伸性能的測定第部分薄膜和薄板材的試驗條件術(shù)語定義塑料拉伸試驗相關(guān)術(shù)語和符號的定義，見試驗方法的附錄。線性夾具夾具的設(shè)計應(yīng)使全部夾力沿垂直于試驗樣本的直線分布。這樣的夾具通常由一個標(biāo)準(zhǔn)水平夾面和一個半圓形對面組成。撕裂破壞從樣本的邊緣開始破裂，以足以產(chǎn)生荷載變形曲線的緩慢速率穿過整個樣本的一種拉伸斷裂。意義和應(yīng)用本試驗方法測得的拉伸性能對材料的定義和描述、質(zhì)量控制和規(guī)格劃分非常有價值。拉伸性能會隨著樣本厚度、制備方法、試驗速度、夾具種類、和拉伸度測量方法的變化而變化。因此，當(dāng)需要比對結(jié)果時，必須嚴(yán)格控制這些因素。除其他特殊材料有明確規(guī)范外，本試驗方法應(yīng)被用作仲裁。許多材料的規(guī)范可能要求使用本試驗方法，但為了符合規(guī)范必須*行一些程序上的調(diào)整。因此建議在使用本試驗方法前先查閱相關(guān)材料規(guī)范。分類系統(tǒng)中的表列出了現(xiàn)存的材料標(biāo)準(zhǔn)。拉伸性能可為科研、工程學(xué)設(shè)計、質(zhì)量控制和規(guī)格劃分提供相關(guān)數(shù)據(jù)。但是，在判斷實際使用中材料長時間受力的情況時，不能只參考本試驗所得數(shù)據(jù)。彈性拉伸系數(shù)是薄塑料片材的硬度指數(shù)。若試驗環(huán)境得到控制，試驗結(jié)果將具有的非常好的重現(xiàn)性。若比較不同材料的硬度，應(yīng)使用同樣尺寸的樣本。拉伸斷裂能是指樣本處于破裂臨界點時每單位體積所含的總能量。這一特性在一些文件中被稱為韌性，用來評估那些經(jīng)常承受較大負(fù)荷的材料的性能。但是，應(yīng)變率、樣本參數(shù)、尤其是樣本瑕疵，可能會造成結(jié)果嚴(yán)重波動。因此，將試驗結(jié)果用于終應(yīng)用產(chǎn)品的設(shè)計時，應(yīng)格外小心。材料被撕裂破壞得到的不規(guī)則數(shù)據(jù)不能與普通破壞得到的數(shù)據(jù)相比較。儀器試驗機(jī)試驗機(jī)應(yīng)具有恒定的十字運動速率，并其必須具備下列裝置：固定部件固定或基本固定的，帶有一個夾具。運動部件可運動的，帶有第二個夾具。夾具試驗機(jī)上，固定部件和運動部件之間，用來夾住試驗樣本的一系列夾子，可以是固定的或自動對齊的。無論何種夾具系統(tǒng)，都應(yīng)大限度的減小相對滑動和應(yīng)力分布不均的情況。固定夾具是牢固的安裝在試驗機(jī)的固定或可動部件上的。當(dāng)使用這一類夾具時，必須小心的將樣本夾在夾具中，從而使樣本的長軸與通過夾具中心線的拉力方向重合。自動對齊夾具是安裝在部件上，一旦達(dá)到一定負(fù)載就會自動排成一列，以使樣本的長軸與通過夾具中心線的拉力方向重合。夾具應(yīng)盡可能按拉力的方向排成一行，以避免樣本發(fā)生旋轉(zhuǎn)而滑動。自動對齊型夾具只能在一定限度內(nèi)自動調(diào)整。應(yīng)盡可能防止樣本相對夾具滑動。使用薄橡膠、磨砂布、壓力敏感膠帶、平口或鋸齒夾具，均可防止樣本滑動。夾具的表面應(yīng)按試驗材料及其厚度選擇。使用的吸墨紙或濾紙墊在夾具圓面上，效果更好。對于易縮在夾具里的材料，能始終保持恒定壓力的氣動夾更有優(yōu)勢。對于經(jīng)常在夾具邊緣撕裂的材料，可稍稍增大夾具與樣本接觸處的曲率半徑。驅(qū)動裝置驅(qū)動裝置可以施加給移動部件一個相對穩(wěn)定、可控制的速度。該速度應(yīng)按第節(jié)設(shè)定。負(fù)荷指示器一個合適的負(fù)荷指示裝置，能指示夾具上的試驗樣本所承受的全部拉伸負(fù)荷。本裝置在特定的試驗速率下注，基本上沒有慣性滯后現(xiàn)象。除非使用合適的伸長計，稱重系統(tǒng)的移動在測量范圍內(nèi)不應(yīng)超過樣本伸長量的。負(fù)荷指示器對樣本所承受的拉伸負(fù)荷的指示到。試驗機(jī)的度應(yīng)按規(guī)范校正。十字伸長指示器一個合適的伸長指示裝置能指示夾具做十字運動時分離的距離。本裝置在特定試驗率下，基本上沒有慣性滯后現(xiàn)象。本指示器對夾具十字運動距離的指示到。伸長計可選若需要的話，可使用本儀器測量被拉伸的樣本上兩個確定點間的距離。使用該儀器時，應(yīng)盡量減小儀器與樣本接觸點上的壓力見。本儀器應(yīng)自動記錄距離或樣本的任何變化，如樣本負(fù)荷的函數(shù)、所用時間的函數(shù)。若只記錄所用時間的函數(shù)，則負(fù)荷時間的數(shù)值也應(yīng)記錄。本儀器必須在特定試驗速率下基本無慣性滯后現(xiàn)象見注。彈性系數(shù)和低拉伸量的測量使用伸長計測量彈性系數(shù)和低拉伸量低于伸長量的，應(yīng)少到，并按規(guī)范對儀器的要求操作。高拉伸量的測量測量高拉伸量大于伸長量的時，儀器和相關(guān)技術(shù)指數(shù)應(yīng)到。注在負(fù)荷和拉伸數(shù)據(jù)的標(biāo)示和記錄過程中，必須快速反應(yīng)。系統(tǒng)需要的反應(yīng)速度取決于試驗的材料高拉伸量或低拉伸量和應(yīng)變速率。厚度測量器試驗方法方法所述的凈重轉(zhuǎn)盤千分尺，或等同的測量裝置，應(yīng)到或更小。寬度測量儀合適的測量器或其他能到的儀器。樣本裁切器根據(jù)規(guī)范選擇適合裁切薄膜和薄板材的技術(shù)和設(shè)備。經(jīng)證明，使用刀片的裝置特別適合裁切破裂伸長率在以上的材料。由于可能造成樣本邊緣不整齊或破裂，建議不要使用沖床或壓力機(jī)裁切樣本。取樣試驗樣本應(yīng)為統(tǒng)一寬度和厚度的條形，長度應(yīng)比夾具間距離長少。樣本的額定寬度應(yīng)不小于、不大于。寬度和厚度的比至少為。過窄的樣本會放大樣本邊緣的應(yīng)變情況和裂紋。裁切樣本時應(yīng)盡量避免造成缺口或撕裂等可能使樣本過早斷裂的缺陷注。樣本的兩邊應(yīng)平行，邊緣部分寬度應(yīng)小于兩夾具間樣本的長度的。注制備樣本時，應(yīng)是用顯微鏡檢查樣本是否存在缺陷。試驗樣本的厚度應(yīng)恒定，當(dāng)材料厚度小于時，樣本厚度應(yīng)小于夾具間樣本的長度的；當(dāng)材料厚度大于小于時，樣本厚度應(yīng)小于夾具間樣本的長度。注當(dāng)樣本厚度超過的推薦值時，試驗得到的數(shù)據(jù)可能無法表示材料的特性。如果懷疑材料是各向異性材料，則要分別準(zhǔn)備兩組樣本，其長軸應(yīng)分別與各向異性的方向平行和垂直。測量彈性拉伸系數(shù)時，應(yīng)以為樣本標(biāo)準(zhǔn)長度。本長度被用來盡可能的減小夾具滑動對試驗結(jié)果造成的影響。當(dāng)該長度不可行時，在不影響試驗結(jié)果的前提下，試驗區(qū)的長度可為。但是，在仲裁中仍然應(yīng)使用的長度。在測試較短的樣本時，應(yīng)調(diào)節(jié)試驗速率，使應(yīng)變速率與標(biāo)準(zhǔn)樣本相同。注一系列循環(huán)試驗表明，對于厚度小于的材料，在夾具的圓面墊上吸墨紙測量試驗區(qū)為的樣本所得到的結(jié)果，與使用平口夾具測量試驗區(qū)為的樣本所得的結(jié)果一樣。注對于一些厚度大于的高彈性系數(shù)材料，很難避免夾具發(fā)生滑動。實驗環(huán)境環(huán)境除合同或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)另有規(guī)定外，應(yīng)按方法的要求，于試驗前至少小時將樣本的環(huán)境調(diào)節(jié)至溫度、相對濕度。解決有關(guān)爭議時允許的誤差范圍為溫度、相對濕度。實驗環(huán)境除合同或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)另有規(guī)定外，試驗應(yīng)在溫度、相對濕度下進(jìn)行。解決有關(guān)爭議時允許的誤差范圍為溫度、相對濕度。試驗樣本的數(shù)量對于各向同性材料，每個試樣至少要準(zhǔn)備個樣本。對于各向異性材料，每個試樣至少要準(zhǔn)備個樣本。個長軸平行于樣本的各向異性方向，個長軸垂直于樣本的各向異性方向。若樣本在明顯缺陷處破裂、或在標(biāo)準(zhǔn)長度外破裂，也應(yīng)拋棄該樣本并重新進(jìn)行試驗，除非這種缺陷或環(huán)境是被研究的對象。但是，當(dāng)發(fā)生夾裂夾具與樣本接觸處的破裂時，若試驗所得的數(shù)值已被證明與標(biāo)準(zhǔn)長度內(nèi)發(fā)生破裂所得數(shù)值基本一致，則夾裂可以被接受。注對于某些材料，可在試驗前和試驗后使用光學(xué)正交偏振儀檢測樣本中可能或已經(jīng)造成提前斷裂的缺陷。試驗速度試驗速度是指，試驗機(jī)無負(fù)荷運行時兩部件或夾具分離的速度。此分離速度與滿負(fù)荷分離速度之差，不能超過空負(fù)荷分離速度的。試驗速度應(yīng)按表所示的要求計算初始應(yīng)變率。這些試驗方法中，夾具分離速度與初始應(yīng)變率的計算公式如下：其中：夾具的分離速度，或；夾具間的初始距離，或；初始應(yīng)變率，或。除材料指標(biāo)另有規(guī)定外，初始應(yīng)變率應(yīng)按表中的規(guī)定。注不同的初始應(yīng)變率下得到的結(jié)果不具可比性；因此，當(dāng)需要直接比較不同的拉伸等級的材料時，應(yīng)使在同一應(yīng)變速率下比較。對于一些材料，建議在材料的屈服拉伸率的基礎(chǔ)上選擇應(yīng)變率。特殊情況下，例如測量拉伸破裂率得到的值與材料的分類相矛盾，導(dǎo)致必須選擇應(yīng)變率，則應(yīng)選擇較低的應(yīng)變率。測量系數(shù)時，一旦應(yīng)變率和樣本尺寸與測試其他拉伸性能時不同，則應(yīng)使用另外的樣本。試驗步驟選擇一個負(fù)荷范圍，使樣本在負(fù)荷范圍三分之二處破裂。為了選擇合適的負(fù)荷樣本寬度組合，需要做幾個試驗。沿著樣本長度方向，在幾個不同的點測量其橫截面積。測量寬度應(yīng)到。測量厚度時，對于厚度小于的薄膜，應(yīng)到；對于厚度大于小于的薄膜，應(yīng)到。根據(jù)表設(shè)定夾具的初始距離。根據(jù)表和夾具的初始距離，設(shè)定夾具分離的速度，使其要求的應(yīng)變速度。將負(fù)荷計量系統(tǒng)、拉伸指示器和記錄系統(tǒng)歸零。注：使用伸長計測量彈性拉伸系數(shù)，比使用分離夾具地方法要。要小心防止伸長儀的滑動，以及避免樣本產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)膽?yīng)力。同樣參考。如果需要測量試驗區(qū)的長度，而不是夾具間的長度，則應(yīng)使用柔軟的彩色蠟筆或水筆在樣本上標(biāo)出試驗區(qū)的兩端。不要使用硬物在樣本表面刻畫標(biāo)線，因為這些劃痕可能會增大壓力并使樣本過早斷裂。若使用伸長計，試驗區(qū)應(yīng)為伸長計與樣本接觸點間的距離。注：對于一些拉伸量較高的樣本，測量其試驗區(qū)的長度是必要的。隨著樣本的伸長，夾具內(nèi)襯與材料解除面積將減小，導(dǎo)致材料松弛。結(jié)果上來說，這個問題與夾具的滑動相似，也就是夸大了所測得的拉伸量。將樣本放在試驗機(jī)的夾具內(nèi)，小心的將樣本的主軸線與夾具接觸點的中心線對齊，將夾具牢牢地夾緊，盡可能的減小樣本滑動的可能性。啟動機(jī)器，記錄負(fù)荷拉伸量。當(dāng)夾具間的樣本全長作為測試區(qū)時，記錄負(fù)荷夾具間距的值。當(dāng)試驗區(qū)已被標(biāo)記在樣本上，使用合適的儀器記錄邊緣邊界線的位移。如果需要，可根據(jù)負(fù)荷指示器的讀數(shù)做出負(fù)荷拉伸曲線。當(dāng)使用拉伸計時，記錄拉伸計顯示的試驗區(qū)的負(fù)荷拉伸量。如果需要系數(shù)值，選擇一個負(fù)荷范圍和制圖率，在軸的范圍內(nèi)做出負(fù)荷拉伸曲線。為達(dá)到高度，應(yīng)使用該試驗條件下靈敏的儀表測量負(fù)荷。如果負(fù)荷伸長曲線偏離了線性方向，則應(yīng)停止試驗。在測量材料正割系數(shù)的試驗中，則應(yīng)在材料達(dá)到規(guī)定的伸長率時停止試驗。如果測量材料的拉伸斷裂能，則應(yīng)準(zhǔn)備做應(yīng)力應(yīng)力曲線的積分?？梢允窃囼?/span>中的電子積分，或者試驗后求取曲線下的面積見附錄。計算除非曲線的初始區(qū)域不是由樣本的張緊、安裝或其他人為因素造成的，而是材料的真實反映，否則應(yīng)按附錄做初始補(bǔ)償。破裂因數(shù)標(biāo)稱值的計算應(yīng)該是大負(fù)荷值除以樣本初始的小寬度。結(jié)果應(yīng)表示為力每單位寬度，一般是牛頓每米磅每英寸；報告中到位有效數(shù)字。薄膜的厚度應(yīng)接近毫米英寸。示例：厚的薄膜破裂因數(shù)注該法對于極其薄的塑料薄膜厚度小于是十分有效的。該種薄膜的斷裂負(fù)荷可能與橫截面面積不成正比，厚度很難測量。而且，該種材料由于拉伸效果、表皮效果、結(jié)晶性等因素的影響，拉伸性能與橫截面面積不成正比。拉伸強(qiáng)度標(biāo)稱值的計算是大負(fù)荷值除以樣本初始小橫截面積。結(jié)果表示為力每單位面積，一般是兆帕磅每平方英寸。報告中，數(shù)值到位有效數(shù)字。注：當(dāng)發(fā)生撕裂破裂時，計算結(jié)果應(yīng)基于破裂發(fā)生時的負(fù)荷拉伸量。斷裂拉伸強(qiáng)度標(biāo)稱值的計算與拉伸強(qiáng)度的計算方法一樣，只是用破裂負(fù)荷代替大拉伸負(fù)荷參考注和注。注在很多情況下，斷裂拉伸強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度的計算是一樣的。斷裂拉伸率的計算是樣本斷裂時的拉伸量除以樣本的初始標(biāo)距，再乘以。當(dāng)使用標(biāo)距線或者拉伸計表明試驗區(qū)時，計算時就使用該數(shù)值；否則就使用夾具間距離。結(jié)果以百分?jǐn)?shù)表示，到為位有效數(shù)字。屈服強(qiáng)度的計算是在屈服點時的負(fù)荷除以樣本的初始截面面積。結(jié)果表示為力每單位面積，一般是兆帕磅每平方英寸。到位有效數(shù)字。對于在曲線初始段表現(xiàn)出虎克彈性行為的材料，應(yīng)按測試方法的附錄所述補(bǔ)計算補(bǔ)償屈服強(qiáng)度。此種情況下，結(jié)果應(yīng)表述微屈服強(qiáng)度補(bǔ)償。屈服拉伸率的計算是以樣本屈服點的拉伸量除以樣本的初始標(biāo)距，再乘以。當(dāng)使用標(biāo)距線或者伸長儀標(biāo)記樣本試驗區(qū)時，計算時使用該數(shù)值。計算前，要根據(jù)附錄所述對樣本的拉伸量進(jìn)行初始補(bǔ)償。結(jié)果表示為百分比，到位有效數(shù)字。當(dāng)使用補(bǔ)償屈服強(qiáng)度時，應(yīng)該計算在補(bǔ)償屈服強(qiáng)度時的拉伸率。彈性系數(shù)的計算是在應(yīng)力拉伸量曲線的初始部分劃一條切線，在切線上任選一點，然后以拉伸應(yīng)量除以相應(yīng)的應(yīng)力。計算前，根據(jù)附件所述對拉伸量進(jìn)行初始補(bǔ)償。為此，拉伸應(yīng)力應(yīng)該是負(fù)荷值除以樣本的初始截面面積。結(jié)果表示為力每單位面積，一般是兆帕磅每平方英寸。到位有效數(shù)字。正割系數(shù)計算是在一定應(yīng)力下，標(biāo)稱壓力除以該應(yīng)力。應(yīng)優(yōu)先選用并計算彈性系數(shù)。然而，對于相關(guān)性質(zhì)不成正比的材料，應(yīng)使用并計算正割模量。做出如附件和附件中的圖所示的切線，標(biāo)出出屈服點時的應(yīng)力，此時的切線要經(jīng)過零壓力點。計算中使用的壓力是一定的應(yīng)力下的負(fù)荷除以的樣本初始截面面積。斷裂拉伸能的計算應(yīng)該是在壓力應(yīng)力曲線下單位體積的能量積分值。或者是計算材料吸收的總能量除以樣本標(biāo)線間的體積。如附件所述，該計算可以通過電子的積分器直接得到，或者是計算曲線下的面積。結(jié)果表示為能量每單位體積，兆焦每立方米分磅力每立方英寸。該值到位有效數(shù)字。在本試驗中，所有計算應(yīng)到所要求的有效數(shù)字。標(biāo)準(zhǔn)偏差估計值計算如下到位有效數(shù)字。其中，標(biāo)準(zhǔn)偏差估計值單個記錄值紀(jì)錄值的個數(shù)記錄值的求平均表初始夾具分離的十字運動速度破裂的伸長率初始應(yīng)變率初始夾具分離家具分離速率測量彈性系數(shù)測量除彈性系數(shù)外的小于到大于表系數(shù)的數(shù)據(jù)正切系數(shù)擦料厚度平均正割系數(shù)

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