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塑料拉伸性能标准测试方法

时间:2015-08-14      阅读:2308

本标准发布于固定名称   0638下, 0638后面的数字表示zui初采用的年份或zui后修订的年份。

圆括号中的数字表示zui后一次重新批准的年份。上标希腊字母们)表示自从zui后修订或重

新批准后的编辑变更。 该标准被国防部各下属机构采用。

1、范围

1.1 本试验方法包括在特定的状态调节、混度 、湿度和测试设备速度条件下对标准哑铃形状 试样增强和非增强塑料的拉伸性能的测定。

1.2 本试验方法 可用于厚度不大于 14m?1 (0.55in. )的任何测试材料。不过,对于薄板形状 的试样,包括厚度小于1.Omm 的薄膜,试验方法 0882 为优先测试方法。厚度大于 14阳 的材料必须通过机加工进行缩减。

1.3 本试验方法包括对 室温下 Poisson' s 比值的确定。

注  1:本试验方法在技术上等同于 150 527-1.

注 2: 本试验方 法计 划不包含的物理试验程序。连接杆运 行的恒定速率具 有理论立场 , 试样上的标准标记间的应变率与连接 杆运行率之间 可能会产生很大 的差异,特定的试验速度 掩盖塑性状态下材料的重要特性影响。此外,还要认识到,试样厚度的差异会产生试样表面 体积比的差异,且这些差异可能会影响试验结果。所以,想获得可直接比较的数据时,所有样品都要厚度相同。需要更多物理数据时,应进行其他特殊试验。

注 3: 本试验方 法可用来测定模压盼酷树脂或 层压,材料 。不过, 当这些材料用作电气绝缘时,应根据 0229试验方法和 0651 试验方法对其 进行测试 。

注 4: 对于用定向的连续或不连续高模量 >20-GPa [>3.OX 106-psiJ  纤维进行增强的树脂 母体复合材料的拉伸性能测定,应根据 D3039/D3039M 测试方法进行。

1.4 通过本试验方法获得的数据可适用于 工程设计。

1.1 以 SI 单位(单位制)表示的数值被视作标准值,圆括号内提供的数值仅供参考。

1.5   对于与使用本标准相关的安全事宜〈如果有的话 ),该标准未进行陈述 。采用该标准的 人员有责任在使用前进行适当的安全 和健康实践,以确定规定限 值的适用性。

牢: 本标准末尾处对变更部分给以了总结。

2、参考文献

2. 1 ASTM 标准 20229  电绝缘用硬质薄板及板材的标准试验方法

0412  硫化橡胶、热塑 j醋、胶和热塑合成橡胶的标准试验 方法.拉伸试验法

D618    调节试验用塑料的标准操作规程

0651  模压电气绝缘材料拉伸强度试验方法

0882 塑料薄板材抗拉特性的标准试验方法

0883 塑料相关标准术语

01822   测试断裂塑料及咆绝缘材料拉伸冲击能 量的试验方 法 D3039/D3039M  聚合母体混合材料抗拉特性的标准试验方法 04000    规范塑料材料的标准分类体系

04066 尼龙注射及挤 压材料的标准分类体系

05947  固体塑料样品物理尺寸的标准试验方法

E4 试验机的负荷检定的标准实施规范 E83 伸长计检验和分类的标准实施规施 E132 室温下泊松比率的标准试验方法

E691 为测定试验方法精密度开展的实验室间的研究

2.2、ISO 标准 3

ISO 527-1: 塑料拉伸性能的确定第  1部分:  一般原理。

3、标准术语

3. 1 定义一用于本试验方法的术语 定义可见 0883 标准和附录 A 。

4、意义和用途

4. 1  本试验方法为塑料材料控制和规范提供拉伸性能数据 。这些数据对质量性状、研究及 开 发也有用途。对于一些材料,可能会有要求使用本试验方法的规范,但当和规范一起使用的 时候,一些试验步骤上的修订可能会优先考虑。所以,使用本试验方法前,先查阅一下 材料规范 。04000 分类体系标准中表 1 列出了现有的 ASTM 材料标准 清单。

4.2 拉伸性能可能会随试样制备、试验速度和试验环境而变 化。所以, :1且在得的呵'比性

数据肘,必须对这些因素进行仔细控制。

4. 2. 1 对材料进行试验时不会对材料制备方法也进行试验 。所以,想要材料本身的可比性试 验时, 一定要小心操作 ,保证所有样品都以相同方法制备,除非试验要包括试样制备的影响。 同样,为了参考目的或是为了特定系列样品间比较,也必须在试样制备、处理和搬运上小 心 操作,从zui大程度上保证试样的一致性。

4. 3  拉伸性能可为工程塑料设计提供有用数据。不 过,因为 一些塑料对应变率和环境 条件的 敏感性,使得本试验方法所得的数据不能有效用于涉及到负荷时标或者和本试验方法不同的 环境下的应用。在这些差异点情况下,对大部分塑料来讲都无法得出限制用途的可靠估计。 如果拉伸性能要满足工程设计目的,则对应变率和环境的敏感性要求在高于负荷时标(包括 冲击和蜡变〉和环境条件范围之外进行试验 。

注 5:  因为对塑料〈如在其它 一些有机材料和金属中 一样)中正确弹性限值的存在具有争议 ,所以对使用 "弹性模zui" (用来描述塑料"硬度"或"刚性"进行的定义)术语的规范要求引起质疑。塑料材料的确切应力应变特性与诸多因素相关,如应力施加速度、混度、试样以前的情况等。不过 ,如本试验方法所述测定出的塑 料 应力-应变曲线大都显示 了低应力处 的线性区域,和本部分曲线相切的直线可用来计算通常类类试样的弹性模量。如果认识 到该恒量 的任意性和对时间、温度及同 等因素 的依赖性,则该恒量将很有用途。

4.4 Poisson's 比值一一当固体单向受到拉力肘, 则除了固体在施加力方向会伸伏(向轴 的方向)外,其余两个 方 向也会随之缩短 。如果固体为 同类且具有同向性 ,而且材料在施加 力的情况下还保持弹性,则横向应变和纵向应变之间具有恒定关系。该常数 叫做 Poisson' s 比值,被定义为宽度的侧向收缩与长度纵向延伸之比(负值)。

4.4. 1  Poisson's   比值用于结构设计,其中,要考虑到施加力过程 中和弹性一般理论用于

结构分析过程中 导致的所有尺寸变化。

注 6: Poisson' s 比值的测定是否准确受限 于横向应变 的测量 ,因为这些测量中的百分比 误差通常超出横向应变 测量 中的误差。因为测量 的是一个比值,则仅需知道伸长计的相关准 确数值即可 。此外,一般说来不需 知道施加的负荷准确数值  。

5、装置设备

5. 1 伸长计 :适用于测量伸长量较长之试验机。主要包括以下部分 .

5. 1.1 固定部分 :支撑一个夹具的固定部分。

5. 1.2 活动部分 : 支撑另一个夹具的活动部分。

5. 1.3 夹具:用来把试样保持在试验机上固定部分和活动部分之间的装置,可为固定式也可

为自动对准 式。

5. 1.3. 1  固定式夹具和试验机的 固定部分和活动部分之间紧紧相连 。使用该类夹具时要注 意,插入和夹持试样时要确保试样的长袖与夹具装置 中心线拉力方向相一致。

5. 1.3. 2 自动对准式夹具与试验机的固定部分和活动部分相连时 ,要符合 以下条件: 一施加 负荷,该类夹具就可自由排成 一行,以便试样的长 轴和夹具装置中心线拉力方向相 一致。应 尽可能排好试样以避免夹具出现滑动。对自动对准夹具未排好的数量有限制。

5. 1.3. 3 固定试样时要尽可能预防其与夹具间出现滑动。表面刻有与粗糙单纹铿刀相 似的式 样、锯齿间隔为 2.4mm(0.09in.)、深度为1.6mm (0.06mm)的夹具对 大部分热塑性塑 料都适用 。 具有更精细锯齿状的夹具适用于较硬塑料,如热固性材料。锯齿状要保持整齐、锐 利。即使 使用较深锯齿状或耐磨的试样表面,夹具  也会不时出现 断裂,此类情况下须使用其它方法。 发现比较有用的其它方法 ,尤其是对于光滑表团夹具而言 ,就是把试样表面被夹的那部分进 行磨损,并在试样和夹具表面之间塞上摩砂布 、砂纸或塑料或涂胶布。 80 号双面砂纸在一 些情况下都很有用 。一种线上涂有胶剂的开 孔网状织物也 比较有效。也可通过缩小试样横截 面的方法来达到这 一 目的。有时需要使用特殊类型夹具来预防夹具的滑动和破裂。

5. 1.4  传动装置 :赋予活动部分和 固定部分相关的统一、可调整速率,根据第 8 部分对速率进行调节。

5. 1.5  负荷指示仪 :能显示被夹具控制的试样所承担的拉伸负荷总值的适用负荷指 示机械装 置。 机械装置应无规定试验比率时的惯性、滞后现象 ,示值的误差应在+1% 内。根据 E4 标准要 求验证试验机的度。

注 7: 经验表 明,现在使用的一些试验机都不能足以在 E4 标准中建议的检验期间内保持精 确度。 所以,建议对每个试验机分别进行单独研究并经常进行校验 。往往需要每天进行该工 作。

5. 1.6 固定部分、活动部分、传动装置和夹具的材料和比例应能保证,试验过程中任 一时间 内、设备额定负荷能力内的负荷下,这些部分组成的系统的纵轴应变弹性总值不会超出试样 上两个标准标记之间的纵轴应变总值 。

5. 1.7 连接杆伸长指示仪:能显示夹具分离变化量 的伸长指示装置 ,即连接杆运转。该仪器 应无规定试验比率时 的惯性滞后现象,且应 以指示值 的土10%为度表示连接轩运转。

5.2     伸长指示仪(伸长计.):用来测定试样被拉长时,试样标准长度内两 个点之间问距 的适用装置。 伸长计必须设定在试样的 标准长度,如图l所 示。  这种仪器可以自动记录 试样上的负荷或自试验开始时的实用时间内的问距或者问距变化  。如果仅仅达到 后者 ,还必 须获得负荷时间数据。该 仪器应无规定试验 比率时的惯性滞后现象。应对 11 长计进行分类并 根据; E83 标准进行定期校准校验。

5. 2. 1 弹性模 量测量 : 对 于弹性模量 测 量 ,应使用一 个zui大 应变误差 为 0.0002 mm/mm(in./in.)、可 自动持续进行记录的伸长计。 E83 标准 中被列为可以满足 B-2 分类标准 要求的伸长计即符合该项要求。

5.2.2 小伸长测量 :对于屈服点伸长和小伸长测 量〈通常为 20%及以下),可采用减少到 20% 伸长率的同上伸长计 。不管任何情况下,伸长计都必须至少符合 C 级要求 (E83 标准),其 中包括 峭的固定应变误差或是指示应变的+ 1.0%,哪个值高就采用哪个数值。

5.2.3   大伸长测量 :为 了测量超出 20%的伸伏,可使用误差不大于测量数值工10%的测量方法。

5.2.4 Poisson' s 比值 :双轴伸长计或是能同时记录轴向 J!i.变和横向J!i.变的轴向、横向伸 长计。伸长计能以相 关数值的  1%为度测量应变变化。

注 8: 也可采用应变仪来测 量轴向和横 向应变。 不过 ,为 了获得数据 ,安装应变仪的方 法技巧很关键 。可向应变仪制造商咨询用法说明和 特殊方法技巧方面的培训事宣。

5 . 3  测微计 :用来测量试样宽度和厚度的仪器,应符合 D5947 标准要求。

6、试样

6. 1、薄板、 薄板材和模压塑料

6. 1.1 硬质和半硬质塑料 :试样应符合图 l 所示尺寸要求。 l 类试样是优先采用的试样,在具有厚度为 7mm(O . 28i n .)及以下的合格材料时可采用该试样 。优先性 I 类试样狭 窄部分材料未破裂时可采用 II 类试样。 V 类试样仅适用于厚度为 4mm (0. 16in. )的有限材料,或者 大量试样暴露在有限空间时(如热稳定性和环境稳定性试验),也适用 V 类试样。需要对不 同硬质状态(即非硬质和半硬质状态)下的材料间进行直接比较时 ,应使用 IV 类试样。对 厚度超出 7mm CO. 28in . ) 但不大于 14mm CO. 55in. ) 的所有材料都须采用 III 类试样。

6. 1.2 非硬质塑料 : 试样应符合图  l 所示尺寸要求。需使用  IV 类试样来对厚度为

4mm(0. 16in. )及以下的非硬质塑料进行试验。对于厚度大于  7mm   ( 0. 28in.  )但不超 出

14mm(O. 55in. ) 的所有材料必须使用 III 类试样。

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