GB/T 1040是塑料拉伸测试核心标准,明确拉伸强度等指标测定方法。拉伸速度选择影响结果准确性,规范步骤是数据可靠的基础。本文解析速度选择依据及实验要点。
GB/T 1040对拉伸速度的基本规定
GB/T 1040.1-2018《总则》要求,速度需按材料、测试项目选:非增强热塑性塑料拉伸强度测50mm/min,弹性模量1-5mm/min。
纤维增强塑料选2-5mm/min;薄膜(GB/T 1040.3-2006)常规50mm/min,快速250mm/min。
若产品标准或客户有要求,优先遵循;速度需在报告中注明,确保可追溯。
例如,汽车PP保险杠测试需按客户要求的50mm/min执行,否则结果不被认可。
材料特性对拉伸速度的影响
脆性塑料(酚醛、环氧)刚性大,无塑性变形,速度快会应力集中,结果偏高,选5mm/min以下低速。
韧性塑料(PE、PP)有颈缩变形,速度慢会蠕变,强度偏低,选50mm/min较快速度。
软质塑料(PVC软膜)模量低,速度快易撕裂、慢效率低,选50mm/min中等速度。
结晶度高的HDPE结构规整,速度需略低于LDPE,避免晶区快速断裂。
试样类型与拉伸速度的关联
1A型(dog-bone型,标距50mm)是常用试样,适用于硬质塑料,速度按总则选50mm/min。
2型短试样(总长75mm)因长度短,速度略低(45-50mm/min),避免断裂位置偏移。
3型薄膜试样(厚度≤1mm)常规选50mm/min,快速测试(模拟拉扯)选250mm/min。
非标准试样(如管材条形样)参考类似标准试样速度,预试验验证后确定。
测试目的对拉伸速度的匹配
性能对比需同速度(如PE与PP都选50mm/min),确保数据可比。
产品验收按合同或标准速度(如客户要求50mm/min),否则结果无效。
模拟环境:快速受力(包装拉扯)选250mm/min,静态受力(水管承压)选5mm/min。
研究动态性能(齿轮啮合)选100-500mm/min,老化测试与初始同速度(如50mm/min)。
实验前的试样与设备准备
试样按标准制备:1A型总长115mm、标距50mm,至少5个;状态调节23℃±2℃、50%RH,16h以上。
检查试样:无裂纹、气泡等缺陷;尺寸偏差符合标准(如宽度±0.2mm)。
设备校准:试验机每年校力值(标准砝码)和速度(50mm/min运行1分钟位移50mm±1mm)。
选夹具:平口夹(硬质)、气动夹(软质);装引伸计(标距50mm),预运行检查正常。
试样装夹与参数设置
装夹对齐中心线:试样轴线与夹具中心重合,用直角尺检查无弯曲。
dog-bone型试样夹标距段,不夹肩部;装夹力适中,硬质不压裂、软质不滑移。
参数设置:试验类型“拉伸”,速度50mm/min,力值量程覆盖预计最大力。
启动前确认:夹具夹紧、引伸计正确、紧急按钮可用,无误后启动。
测试过程与数据处理
测试中观察:韧性塑料记颈缩,断裂需在标距内(否则无效);滑移需调整装夹。
记录数据:编号、速度、最大力、断裂位移、弹性模量(若测)。
计算:拉伸强度σ=Fmax/(宽度×厚度);断裂伸长率ε=(断裂标距-原始标距)/原始标距×100%。
有效性:有效试样≥5个,变异系数≤10%,剔除无效样取平均值。