影响塑料制品拉伸试验结果的因素

影响塑料制品拉伸试验结果的因素
作者：冯霖明
来源：《中国新技术新产品》2018年第07期
摘要：在对塑料拉伸性能试验的影响因素分析中，除了塑料的分子结构以及塑料内部的缺陷可以对塑料拉伸直接产生影响之外，在塑料拉伸试验过程中的仪器，塑料试验的试样制备、处理、拉伸性能试验的环境、人员的操作过程、对试验数据的处理以及人员自身，都会对试验结果产生间接性的影响。

本文围绕这些影响因素进行分析研究，并在最后指出可以通过严格的操作和高度的责任心、有效将这些外部因素做到有效规避，以确保塑料拉伸试验结果的准确性、可比性。

关键词：塑料拉伸；试验；影响因素
中图分类号：TQ3 文献标志码：A
0 引言
在塑料制品行业中，每一种塑料在投入市场之前，都会对其性能进行测试，例如力学中的拉伸、压缩、撕裂性等等。

但是在这一阶段中，其试验的最终结果经常受到一些外部因素的干扰，导致试验结果失去应有的准确性、可比性，这就需要测试人员通过严格的操作和控制，将这些外部因素有效不免，从而确保试验结果的准确性和一致性。

1 材料试验拉力机
用于材料试验的拉力机（试验机），是针对材料的力学性能进行专门测试的仪器，测试范围包含材料的拉伸、压缩、弯曲、撕裂等力学性能。

其中材料的拉伸试验，是以规定的标准为基础，通过拉力机和标准形状的试样，对材料进行拉伸强度、断裂伸长率、拉伸力、断裂强度等参数进行试验。

在塑料拉伸测试期间，由试验机产生的对塑料拉伸试验结果造成影响的因素主要包含：
（1）测力传感器的精度
作为试验机核心部分的测力传感器，其精度对试验数据的偏差大小起着直接性的影响，通常情况下，传感器的精度要求在0.5%之内，同时要求具备平稳、均匀的拉伸速度，不论拉伸速度偏高或是偏低，都会对拉伸测试的结果造成影响。

（2）同轴度
在试验机同轴度不好的情况下，会出现拉伸位移偏大的情况，导致拉伸强度会受到一定影响，试验结果偏小。

（3）数据采集的频率
在试验过程中，试验数据采集的频率不适中，会对试验结果造成峰值偏小的影响。

（4）夹具
试验的夹具分为两种，即手动、启动两种设计方式，在试验过程中，要求夹住片材试样夹具的夹紧力，随着拉力增大同时增强，但是，需要建立在试样不被损坏变形的基础上。

2 试样的制备过程
在对塑料制品进行力学性能测试阶段，通常情况下会将材料制作成矩形试样或是哑铃形试样进行测试。

材料的制样作业分为两种方式，即直接利用原材料制样和从材料制品直接取样，其中，原材料制样中涵盖了膜压成型、延压成型、吹膜成型、注塑成型等多种方法，虽然每种制样方法，其过程都符合相关的标准，但是不同的制样方法，其试验结果都不具备可比性。

在同一种制样方法中，要求其模具的结构、成型时的压力、温度、冷却速度和工艺过程都必须相同，不然在塑料成型的过程中，塑料的晶度、分子取向等微观结构就会发生较大变化，进而对试验结果造成影响。

在塑料材料吹膜或是压片后，再通过制样机和标准切刀将其进行标准的试样，其中，对制样切刀要求规范锋利，不规范的制样切刀会导致试样的毛边、划损缺陷问题产生。

另外，试验对试样的要求，需要试样的尺寸、规格完全一致，试样厚度的不同会造成不同的试验结果，试样厚度大会造成结果偏小。

例如聚丙烯试样，在100mm/min的拉伸速度下，试样的厚度越大，拉伸强度就越低，造成该情况的原因是过厚的试样有较高的概率存在缺陷。

在从制品上进行直接取样时，需要取样选择具备代表性的位置进行取样，并且须远离制品的转角、边缘部位，同时变换不同的位置、角度进行取样。

在试样制备后，对其放置、处理需要处于恒温条件下，对进行GB/T 2918—1982标准处理。

在放置过程中，会引起塑料试样分子构型、分子量、物理状态的变化，还可以对内存的残余应力有效消除。

3 试验的具体操作
在试验人员进行塑料拉伸性能测试阶段，针对拉伸速度的操作，会直接对塑料试样的力学行为造成直接的影响，因为塑料材料隶属于黏性材料范畴，其变形速度直接取决于应力松弛过程，在拉伸速度较快的情况下，外力作用高于分子链的运动速度，试样拉伸强度、屈服应力会
随之增大，断裂伸张率会相对减小。

相反，当拉伸处于低速状态，就为分子链创建了重排、位移的时间空间，塑料会呈现出韌性行为，拉伸强度减小，断裂伸长率有所增大。

4 试验环境
在塑料拉伸试验过程中，存在着很多对试验造成影响的因素，例如震动影响、静电、污染、温度、湿度、辐射等因素，在这些因素中影响最大的为温度、湿度因素。

GB/T2918—1982明确规定试验室的标准温度为23℃±2℃，相对湿度45%～55%。

温度对热塑性塑料拉伸测试的影响很大，试验曲线会随着温度上升，其拉伸的强度、弹性模量会变小，断裂伸长率会变大。

试验环境的相对湿度，通常情况下对吸水率大的塑料材料会造成较大影响。

一些塑料在吸水后，内部的水分子会起到增韧剂、偶联剂的功能，塑料的刚性和韧性将会发生改变。

例如PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）、乙酸纤维素这类热塑性塑料，相对湿度对就会对其造成较大的影响，相反，湿度对吸水率小的塑料，会产生较小的影响，因此，针对塑料拉伸性能的测试工作，必须在处于恒温条下的试验室进行操作。

5 人为处理数据
在塑料拉伸性能试验中，对数据的处理直接关系到试验结果的精确程度，对结果起到决定性的作用。

当前，有关于材料力学性能试验的相关数据基本具备了程序化处理，多数都是通过计算机进行处理完成的。

但是，在力学性能试验中，仍然有一些试验数据还在人力进行测试、计算，例如测试试样的尺寸、试样位移的变化以及试样伸长率等，在对这些数据进行处理过程中，都采用四舍五入的计算原则，将进行测试后得到的数据进行四舍五入社区位数截取，只取试验所需要的数据，将超大、超小的部分舍去，对试验要求的试样个数进行补充，这一过程就会对试验的最终结果造成一定的影响。

6 试验人员因素
对塑料进行拉伸性能测试阶段，其试验的全过程基本都处于人为操作环境下，因此人为造成试验结果与实际应有结果有所差异在所难免，即使是富含测试经验，试验精细的专业人员针对同一试样的多次测试，其结果每次都会出现些许的差异。

在试验过程中，人为因素涉及多个环节，录入取样、制样的过程以及试样处理、数据处理，人维护因素对这些环节的影响，都会间接性或直接性地对试验结果造成影响。

结语
通过上述内容可以了解到影响塑料的拉伸试验结果的因素，除了塑料本身的许多内在因素外，许多的外在因素都会对其试验结果会起到很大的影响，而这些问题在实际的操作中是可以有效避免的，需要提高试验人员的职业素养，并且具备高度的责任心，对材料力学性能的试验秉承严格操作的原则，尽量将外在因素最大化规避，从而确保塑料拉伸试验以及其他力学性能试验结果的准确性、可比性。

参考文献
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