塑料弯曲模量检测方法的优化

第35卷第16期2019年，月

Vol.35No.16

Aug.2019

甘肃科技

Gansu Science and Technology

塑料弯曲模量检测方法的优化

杨冬，张先茂

(甘肃省产品质量监督检验研究院，甘肃兰州730000)

摘要:GB/T9341—2000%塑料弯曲性能试验方法》替代GB/T9341—1988标准,GB/T9341—2008《塑料弯曲性能试验方法》替代了原有的GB/T9341—2000标准。通过分析新旧标准的修订脉络，并对大量的检测数据进行了比较分析和探讨，对提高数值的精确度提出几种方法，为更好地理解和实施新标准可作一些补充和优化。

关键词：塑料弯曲性能试验方法;优化

中图分类号:TJ765.4

近年来,随着国家《关于加强技术创新推进化化的》、《国家化十五计划和2010年发展规纲要》等相关政策的出台，极大的促进了塑料制品行的发展,塑料制品

的方方面面，更精确、简洁的测试塑料的材料性能，对于塑料制品的检验以及指导改进生产都具有的意义。

塑料的弯曲模量是表征塑料材料性能的重要参数，来说，是衡量物体抵抗弯曲变形能力大小的尺度，来说,则是原、离子或分的反映。精确测定才能作为工

料的据，能、

用的需要和科学技术发展的需要。

2000年10月27日起，由国家质量技术监督局发布的GB/T9341—2000《塑料弯曲性能试验方法》正式替代了原有的GB/T9341—1988标准。2008年8月4日起，由国家质量技术监督局发的GB/ T9341—2008《塑料弯曲性能试验方法》替代了原有的GB/T9341—2000标准。三次修订中主要的变化对塑料的弯曲模量塑料的弯曲模量测试进行进'

通过分析新旧准的修订脉络，并对大量的检测数据进行比较分析和探讨，对提高数值的精确度提出几种方法,为更好地理解和实施新标准可作一些补充和优化。1新旧标准的比较

1.1GB9341—1988中弯曲模量的计算方法及存在的缺陷

GB9341—1988%塑料弯曲性能试验方法》中关于弯曲模量的定义是：由负荷/挠度曲线的初始线性部分按Ef=L!3*P/(44h!3*Y)计算。

:

Ef——弯曲模量,Mpa；

P——荷-挠曲线的初始线性部分上选定点的负荷,N；

Y——与负荷相对应的挠度,mm；

L------跨度,mm；

4------试样宽度,mm；

h——试样厚度,mm o

Ef=L!3*P/(4bh!3*Y)中，同一试样的L!3/(4bh!3)为定值且可作为系数=o那么，由GB9341—1998《塑料弯曲性能试验方法》弯曲模量的定义可以得出，试样的弯曲模量是由负荷-挠度曲线上的初始线性部分上的任意一点(P/Y)乘以系数K得出°在实际检测过程中,这样的定义存在有一的瑕疵°因为在弯曲量荷-挠曲线上的初始线性部分上的任区内分别任取一点作为荷/挠对点可得出弯曲量°

图1给出了某一料同一方向制备的5

个试

78甘肃科技第35卷

从图1可看出，每个试样的线性部分区间都不 一样,特别是在施加力在0~2.0N 范围内，负荷-挠 度曲线因受很多因素影响并非为线性，在这一区间 内取点所得出的弯曲模量差异会较大。

表1是笔者在图1中5号试样初始线性部分 内取4个点得出的弯曲模量值。

表1中的任何一个模量值来表示这一材料的弯曲

表1

弯曲模量值

采样点号 负荷/N 挠度/mm

弯曲模量

10.620.0212954.322

1.210.032

3768.083 2.91

0.0963497.664

3.5

0.99

3221.79

由表1可见，不同的采集点得出的模量值是不

同的，其中采样弯曲模量差异还较大。理论上讲，

弹性模量似乎都符合GB/T9341—1988标准中的定

义。这显然不合理。

1.2 GB9341—2000中弯曲模量的计算方法及存

在的缺陷

GB/T9341—2000中弯曲模量的计算方法是根

据给定的弯曲应变s fi=0.0005和！"=0.0025,得出

相应的挠度S1和S2(Si=ML2/6h ),而弯曲模量Ef =

(!f2-!f1)/("f2-"f1)。其中!f2 和!f1 分别为挠度

S1和S2时的弯曲 力。同时标准还规定此公式只

在线性应力-应变区间是精确的。

由此公式可以看出，在力-线性关系的前

提下，由应变为0.0005和0.0025这两点所对应的应

力差值与应变差值的比值作为弯曲模量的。避免了

GB9341—1988《塑料弯曲性能试验方法》单点测定模

量，由于单点取值造成的数据误差异 。

是，按GB/T9341—2000中弯曲模量的 ：

方法弯曲模量Ef=(CT f2-CT f1)/(£f2-£f1)进行检测操

作，如果取值区间集0(N )~2.0(N),由于试样模压

时，样品并非是 的 (存在出模

量 )， 这会

试样 时的不

稳定而

的异常跳动。还有压头与支座间平

行度的影响，还有机器本身的问题，如机械的间隙)

的刚性，都会

受到影响，负荷-挠曲

线初始段呈现为不规则曲线。

1.3 GB9341—2008中弯曲模量的计算方法及存

在的缺陷

针对GB/T9341—2000《塑料弯曲性能试验方

法》存在问题,GB/T9341—2008《塑料弯曲性能试

验方法》相比GB/T9341—2000增加了对试验中初

始应力的要求，对支座和压头之间平行度的要求做 了修订及增加

B “精密度 ”。

GB/T9341—2008《塑料弯曲性能试验方法》中

规定，为避免应力-

曲线的起始部分出现弯曲，

施加预应力。在测量模量时，试验开始时试

样所受的弯曲应力该为正值，且处于下列范围

内：

0!6f0!5*10"-4 Ef

GB/T9341—2008增加了预应力使得弯曲模量

的测量避免了因负荷-挠度曲线在初始段非线性的

问题。

2分析讨论

GB9341—1988中弯曲模量的计算方法，是在

弯曲模量负荷-挠度曲线上的初始线性部分上的任

意区间内任取一点作为负荷/挠度对应点得出弯曲

模量，同一试样不同点

的弯曲模量各不相同且

差异会较大,这显然不严谨* GB9341—2000中弯曲

模量的

， 是在 力- 线性 的

下，由应变为0.0005和0.0025这两点所对应的应力

差值与应变差值的比值作为弯曲模量的*避免了 GB9341—1988《塑料弯曲性能试验方法》点测定

模量， 由 点取值 的 差和异

。但是，由于试样尺寸度、检验仪 度

熟练程度 原因，使得负荷-挠度曲线在初始阶

并非线性*

果在此区间取值 ，也会出现较

大误差* GB9341—2008中弯曲模量的 ，增

加 试 中初始 力的 ，

和

间

度的要求做了修订及增加 B “精密度说

”*解决了负荷-挠度曲线在初始阶段非线性

题,降低了其因素影响*

是，笔者在检测过程中发现，弯曲模量预应力

0!6f0!5*10"-4 Ef 范围过小*

以GB/T9341—2008附录B 表B.2弯曲模量精

密度数据为依据：

由6f0=5*10"-4 Ef 得出最大预应力； 由6f0=3PL/2bh "2

得出对应施加力；

由Y=P*L10'3/4*b*Ef*h 『3得出对应挠度*

中：

Ef ------弯曲模量,Mpa ；