塑料薄膜拉伸強度測試:原理、方法與意義
塑料薄膜的拉伸(shen)強度測試是評估(gu)其(qi)力(li)學性能的重(zhong)要(yao)手段(duan)。其(qi)基(ji)本原(yuan)理在于:沿塑料標準試樣的長度方向持續(xu)施加拉伸(shen)載(zai)荷,使試樣逐漸(jian)變(bian)(bian)形(xing)直至斷(duan)裂(lie)。試樣斷(duan)裂(lie)前(qian)所(suo)承受的最大(da)拉伸(shen)應(ying)力(li)即(ji)為(wei)拉伸(shen)強度,而斷(duan)裂(lie)時長度的變(bian)(bian)化則(ze)以斷(duan)裂(lie)伸(shen)長率表示。此外,在應(ying)力(li)-應(ying)變(bian)(bian)曲線中(zhong)屈服點(dian)之前(qian)的線性階段(duan),可通過(guo)選(xuan)取適當的應(ying)力(li)與(yu)應(ying)變(bian)(bian)數值(zhi)計算出材料的彈性模(mo)量。
試驗應依據國家(jia)標準 GB/T 1040《塑料(liao)(liao)拉伸性能(neng)試驗方法》 執行,推薦使用電子萬能(neng)試驗機。該設備(bei)廣泛適用于(yu)塑料(liao)(liao)薄(bo)膜、紙張、復合(he)材(cai)料(liao)(liao)等(deng)非金屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)的拉伸性能(neng)測定。
試(shi)樣制備與處(chu)理:
分別沿材料(liao)的(de)縱向和橫(heng)向各(ge)切取5條標準(zhun)試樣,形狀與尺(chi)寸需符(fu)合標準(zhun)要求(qiu)。所(suo)有試樣應在標準(zhun)環境中(zhong)平衡處理(li)不少于4小時。
具(ju)體(ti)步驟包括:
1、使用GB 6672規定的方(fang)法測量試(shi)樣厚度。在每個(ge)試(shi)樣標線范圍內測三個(ge)點,取算術平均值,精確(que)至1μm。
2、在試(shi)樣平行段做(zuo)標(biao)線(xian),注意標(biao)線(xian)不應影響試(shi)樣斷(duan)裂行為。
3、將試樣夾持于試驗機上(shang),確保縱(zong)軸與(yu)上(shang)下夾具中心對齊(qi),夾緊力(li)度應適(shi)當。
4、以(250±50)mm/min的速度啟動試驗機,進行拉(la)伸試驗。
5、試(shi)樣斷裂后,記(ji)錄最大載荷(he)及標線段的伸長量。若斷裂發生于(yu)標線外,應重新取樣試(shi)驗。
6、測(ce)量(liang)彈性模量(liang)時,需(xu)安裝變(bian)形(xing)記(ji)錄儀,同步記(ji)錄載(zai)荷-變(bian)形(xing)曲(qu)線,并依公式計算結果。
塑料(liao)薄(bo)膜在(zai)實際包裝應(ying)(ying)用(yong)中的(de)拉(la)伸性(xing)能存在(zai)一個彈性(xing)變形區間。在(zai)該范圍(wei)內,薄(bo)膜變形后可恢復原狀;一旦超出,則發生永久變形。通(tong)常以屈服強度 \(\sigma_S\) 作為使用(yong)極限——即應(ying)(ying)力-應(ying)(ying)變曲(qu)線中拉(la)力不再明顯增加、曲(qu)線趨于平緩的(de)轉折點。此處需注(zhu)意,塑料(liao)薄(bo)膜在(zai)不同(tong)方(fang)向(xiang)(縱向(xiang)與(yu)橫向(xiang))上(shang)的(de)拉(la)伸性(xing)能往往存在(zai)差(cha)異,實際選用(yong)時(shi)需綜合考慮其各向(xiang)異性(xing)。
通過(guo)上述測試,可科(ke)學評價(jia)薄膜(mo)在實際(ji)使用(yong)條件下的機械性能(neng)與可靠性,為(wei)材料(liao)選(xuan)擇、工藝改進及包裝設計提供(gong)關鍵依據。