塑料制品拉伸性能的影响因素

塑料制品拉伸性能的影响因素

瞿利民

身份证号：610323197309230514

摘要：伴随着我国科技的迅速进步，塑料制品被越来越多的行业所使用。在分析塑料制品拉伸性能进行试验的影响因素时，除了对塑料制品分子结构、塑料内部等可能对其产生直接影响的缺陷进行分析之外，还对塑料拉伸试验的仪器、试验样品的制备、试验样品的处理、拉伸的试验环境、相关试验人员的工作流程、试验数据的处理以及试验人员自身等都会对试验结果产生间接的影响。从塑料制品的拉伸特性出发，本文首先介绍了塑料制品拉伸试验中的拉伸机，然后对影响塑料制品拉伸性能的因素进行了分析，以此来检验塑料制品的拉伸性能结果。

关键词：塑料制品；拉伸性能；影响因素

前言：

在塑料行业中，每一种塑料制品在投放入市场之前，相关试验人员都要进行拉伸，压缩，断裂等试验。然而，在此过程中，由于，其试验结果常会受到外界因素的干扰，使得试验结果不具有预期的准确度与可比性，因此，需要试验人员通过对试验过程中的各种外在因素进行调控，以保证试验结果的准确与一致。

一、对塑料制品试验中拉伸机的研究

使用于塑料制品拉伸性能试验中的拉力器，又叫拉伸机。拉伸机是一种以材料力学特性为主要检测手段的专用设备，其试验内容主要有拉伸，压缩，弯曲，断裂等。采用拉伸仪及标准样件测试其抗拉强度、断裂伸长率、抗拉强度及断裂强度。其中，塑料制品材料的拉伸试验，是在指定的基准上，采用拉伸机及标准样对材料进行拉伸强度、断裂伸长、抗拉强度、断裂强度等指标的试验。在塑料抗张性能测试中，由拉伸机影响塑料拉伸性能试验结果的因素，主要有：

1.塑料制品材料测力传感器准确度

在塑料制品材料的拉伸性能试验中，测力传感器是拉伸机工作的主体部分，其试验结果的准确性，在一定程度上会直接影响到塑料制品试验结果的真实偏差。一般情况下，在塑胶制品的拉伸性能试验中，测力传感器的准确度要控制在0.3%~0.5%以内，并且要保证测力传感器在工作的时候，拉伸机始终保持匀速、平稳的工作，防止拉伸机在塑料制品的拉伸试验中，会发生拉速过快或过慢的情况，从而降低了测力传感器在拉伸试验中对结果的影响[1]。

2.塑料制品材料拉伸机同轴度

塑料制品拉伸机在进行拉伸性能试验时，由于拉伸机同轴度要求较高，在不同的角度下，也会造成塑料制品的拉伸变形，其原因是由于平行度的控制不准确造成的。这就导致塑料制品在试验过程中强度难以精确控制，从而影响了试验结果的准确性。

3.塑料制品材料拉伸机的数据收集频率

在塑料制品拉伸实验中，若不能对试验数据的收集频率进行统一的控制，会造成拉伸试验的峰值偏低，从而造成塑料制品拉伸试验结果的误差。

4.塑料制品材料拉伸机夹钳

塑料制品拉伸机在进行拉伸性能试验时，需要用夹钳来控制塑胶制品。目前常用的夹钳有两种，一种是人工夹钳，另一种是起动夹钳。在塑料制品的拉伸性能试验中，试验人员应根据有关规定，使用夹钳将塑料制品两端夹持，以保证其不因张力增加而发生变化，并保证塑料制品在张力增加时不受损伤或变形。

二、塑料制品拉伸性能的影响因素

1.试验样品的准备

在塑料制品的力学特性试验过程中，一般都是把塑料材料制作成长方形或者哑铃形的样品进行试验。塑料材料制作样品有两种工作，一种是直接使用原材料进行采样，另一种是从原材料中直接采样。其中，原材料的样品制备有薄膜压制、减压成型、吹风成型、注塑成型等，虽然每种方法的试样制备过程各不相同。但不同的样品制备方法，其测试结果并不具有可比性。在相同的取样方式下，需要保证模具的结构、压力、温度、冷却速率等一致，否则，塑料成型时的结晶度、分子取向等微结构将会产生很大的改变，从而影响试验结果。将塑料制品材料吹成薄膜或压片后，用成型机及标准裁切刀具，对其加工成标准样件，其中裁切刀具需具有标准化的锋利度，而不规范裁切刀具易造成毛面、刮痕等缺陷。另外，对于试验样品是有要求的，试验样品的尺寸和规格都是完全一致的，不同的试验样品厚度可能会产生不同的试验结果，如果试验样品全部都是相对厚的，所得的结果就会很低。例如，当拉伸速率为100毫米/分钟时，聚丙烯样品的拉伸强度随着其厚度的增加而降低，这是由于其厚度太大时，存在更高的缺陷几率。在对塑料制品进行直接采样的时候，要选取有代表性的部位取样，并且要远离制品的角落、边缘位置，并且要变换采样点和采样角度。试验样品制备后，要按照GB/T2918-1982的恒温保存方法对试验样品进行静置。在此过程中，塑料制品试验样品的分子结构、分子量、物性等都发生了改变，并且可以有效地消除残留的应力[2]。

2.拉伸性能试验实际操作

在塑料制品拉伸性能的试验中，拉伸速率的确定直接影响着塑料的力学性能。当拉伸速率很大时，施加在分子链上的作用力会使试验样品的抗拉强度和屈服应力增大，而断裂长度相应地减少。反之，在拉伸速率较小的条件下，分子链发生重排，时间空间移位，从而使塑料呈现粘滞特性。拉伸强度下降，而断裂延伸率升高。

3.拉伸性能试验环境

在塑料制品材料的拉伸性能试验中，有许多因素会对试验结果产生影响，例如：振动效应，静电，污染，温湿度，辐射等。GB/T2918-1982规定，在实验室中使用的标准温度是23℃，相对湿度为45%至55%。随着温度的增加，塑料制品材料的抗拉强度和弹性模量都会降低，而断裂伸长也会增加。一般情况下，试验环境中的相对湿度，对于高吸水性的塑料材料来说，往往会产生很大的影响。某些塑料材料在吸收水分后，其内部的水分子会发挥强化效应，导致其粘结功能、硬度和粘度发生改变，例如PMMA（聚丙烯酸酯）醋酸纤维素等，受湿度的影响很大。反之，湿度对低吸水性塑料材料的影响则不大，因此，需要在室内恒温条件下进行试验。

4.人工处理数据

在塑料制品的拉伸性能试验中，试验数据的处理是影响试验结果精度的重要因素。目前，关于塑料材料力学性能试验的数据，多采用程序编制和计算机处理。然而，在实际的力学性能试验中，仍有些试验数据需要人工进行，如试验样品的尺寸、位移的变化、拉伸率等，在处理这些数据时，根据四舍五入的计算原理，对拉伸试验结束后的数据取整，只取试验必需的数据，可以剔除超大及超小的部分，补足试验所需的试验样品数目，从而提高了检验的最后结果[3]。

5.试验人员的操作

在塑料制品的拉伸性能试验中，由于全过程基本上都是在人工操作的环境中进行的，因此，在人工操作过程中，带来的影响是不可避免的，并且，人工因素导致的试验结果往往与真实试验结果存在较大差异。即使是有着丰富的试验经验和细致的试验人员，在对同样的试验样品做了很多次的试验之后，得出的结果也会有一些细微的差别。与此同时，在试验中，人工因素是多方面的，包括试验样品的记录和制作、数据处理和人工维护等因素都会对试验结果产生间接或直接的影响。

结语：

综上所述，通过对影响塑料制品在拉伸性能试验过程中各种因素的研究，可以发现，影响塑料制品材料拉伸性能的诸多因素，除材料自身固有的影响之外，还存在着其它一些影响材料拉伸性能的因素。因此，在对塑料制品进行拉伸试验时，必须对其力学性能进行严格的控制，以防止在拉伸试验中产生较大的误差。

参考文献：

[1]郭蕾,王行连,边鹏等.拉伸速度及标距对热塑性塑料弹性模量的影响[J].塑料助剂,2021,(05):44-48.

[2]向倩瑶.塑料制品拉伸性能的影响因素[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(16):196-197.

[3]新型.陶氏公司和通源工业在亚太地区推出可再生原料制成的塑料拉伸缠绕薄膜[J].化工新型材料,2020,48(07):293.