材料的拉伸强度测试(高分子材料的拉伸强度“洗礼”)

Posted 2023-05-29

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材料的拉伸强度测试(高分子材料的拉伸强度“洗礼”)

高分子材料千万种，每一种材料都需要进行试验测试，得出物性的数据。必不可少要进行的一项就是在学术界中称为抗拉强度，在工程上称为拉伸强度的测试。拉伸强度一般指抗拉强度，是金属由均匀塑性形变向局部集中塑性变形过渡的临界值，也是金属在静拉伸条件下的最大承载能力。表征材料最大均匀塑性变形的抗力，拉伸试样在承受最大拉应力之前，变形是均匀一致的，但超出之后，金属开始出现缩颈现象，即产生集中变形；对于没有（或很小）均匀塑性变形的脆性材料，它反映了材料的断裂抗力。

同样，随着技术与科学的发展，出现了许多高分子材料代替金属材料，实现轻量化工程，在高分子材料例如PPS/PEEK/PES等材料的物性表中都会出现拉伸强度的数据。

拉伸强度的测试受以下几种情况的影响：

（1）拉伸速度的影响：

塑料属粘弹性材料，它的应力松弛过程与变形速率紧密相关，应力松弛需要一个时间；硬而脆的塑料对拉伸速度比较敏感，一般采用比较低的拉伸速度，韧性塑料对拉伸速度的敏感性小，一般采用较高的拉伸速度，以缩短试验周期，提高效率；

（2）温度和湿度的影响：

高分子材料对温度有依赖性，随温度的升高，拉伸强度降低，而断裂伸长率增大，随温度的降低，拉伸强度升高，断裂伸长率减小；实验环境：温度23±2℃，相对湿度50±5%，气压是86～106KPa。

（3）成型条件：

由试样自身的微观缺陷和微观不同性引起。

（4）预处理：

材料在加工过程中，由于加热和冷却的时间和速度不同，易产生局部应力集中，经过一定温度下的热处理，可消除内应力，提高强度。

（5）材料性质：

结晶度、取向、分子量及其分布、交联度。

（6）老化：

老化后强度明显下降。

高分子材料的刚度和韧性在一些应用上较为弱势，因此需要加入增强剂，例如碳纤维、玻璃纤维、铁氟龙等材料进行改性，改性后的复合材料的韧性大大增加，达到了使用的最佳值。