高性能膜材料是新型高效分离技术的核心材料，已经成为广泛应用于航天、新能源、电子、医药、光学等领域。近年来，高性能膜行业在全球范围内受到高度重视，其中光学薄膜、电子薄膜(聚酰亚胺、锂电隔膜、光伏胶膜、质子膜等)最为突出。
 

　　膜性能指标是产品研发和质量控制不可少的参数，主要有阻隔性能、物理性能和化学性能三大类，其中物理性能中机械强度很重要，主要包括拉伸、弯曲、穿刺、剥离、撕裂、蠕变松弛等。本文主要介绍膜性能中拉伸强度测试的相关内容，其它测试可联系作者共同探讨。
 

　　■ 拉伸强度
 

　　膜材料拉伸测试方法通常执行GB/T 1040标准，该标准含测试的全部内容，包括样品制备、测试条件、测试结果等。如需计算模量及强度，依据膜软硬特性，需配备不同类型的引伸计和夹具。
 

　　1)引伸计：
 

　　对于硬质膜，可选择接触式引伸计，接触式引伸计通常是被动跟随，需要启动力才能测试。通过调整引伸计夹头的材质和松紧度，确保膜在测试过程中损伤最小。
 

　　对于软质膜，可选择视频引伸计，视频引伸计为非接触式，在样品上标记测试点，不但可以测试拉伸强度，也可检测拉伸和压缩两方向的长度变化。
 

　　全数字接触式引伸计不需启动力(或非常小)，夹口紧贴样品，样品受力时尺寸发生变化，夹口内置传感器测试压力变化，控制电机驱动夹臂跟随样品运动。这种类型引申计采用全数字输出，精度较高，但原理较为复杂。
 

　　无引伸计测试模量：如果用试验机的横梁位移做为材料拉伸长度变化的依据，需要考虑以下几点：
 

　　◆环境温度---温度的变化会引起仪器刚度和材料物性的变化，试验机摆放在窗边或空调风口，都是需要考虑的因素。
 

　　◆传感器原理---测试力值的传感器通常由一组应变片构成，样品测试过程中，应变片会有微小的形变，该形变会计算到样品长度变化范围内。
 

　　◆间隙的变化---样品测试过程，夹具和传感器间隙会有变化，夹具的安装须按照规定的操作指导。
 

　　◆仪器刚度的变化---样品测试过程，仪器整体会有刚度的变化，所以要考虑测试力值和仪器承载力的关系。
 

　　刚性补偿：如果环境条件稳定，由仪器(传感器、夹具、刚性)引起微量变化是可以量化，测试出相应曲线，记录各个载荷点对应的位移值，在测试过程中，将每个点的值实时补偿到测试曲线中，这种算法称为“刚性补偿”。刚性补偿的实现要求采集速率必须较高，并且位移分辨率必须足够精确，否则各个补偿点的值没有意义。注：下图为补偿前后曲线，以300N为例，位移变化约0.1mm，补偿后，位移基本无变化。
 

　　2)拉伸夹具：选择适合的夹具和夹具面，确保测试过程样品断裂位置在中部，可以得到有效的测试数据。
 

　　◆夹具面---膜材料拉伸夹具面一般采用橡胶面，邵氏硬度在80左右即可。对于软质膜，也有推荐聚氨酯面。
 

　　◆驱动方式---拉伸夹具闭合锁紧方式分为手动和气动两类。为采用气动夹具可消除人为上样误差，因膜材料厚度及硬度不同，压缩空气到夹具的压力和流速必须可调，确保拉伸过程中材料被加紧，且不被损坏。
 

　　◆夹具结构-----膜材料软硬不同，要求夹具的结构不同。硬质膜在拉伸夹具之间上样即可，通过对中装置，可确保上样准确。软质膜质地柔软，在拉伸夹具的内部上样较为方便，要求夹具必须有足够的操作空间，否则会发生夹手等情况。
 

　　3)测试参数：在实际拉伸测试中，测试软件有两个参数条件较为重要，即：预载应力及断裂的判定。
 

　　◆预载/应力---预应力的作用是在测试数据采集前，给试样施加一定的拉力，避免试样因在夹持时可能受到压缩力而导致的试样弯曲，从而造成应力/应变曲线开始阶段的趾区，进而影响测试结果。预载应力的设置，预估测试力值，可设置1%或稍小，用1 mm/min的速度移动横梁直至预载力设置点，测试开始。
 

　　◆断裂检测---样品拉伸过程中，通过力值的变化，可判定样品的断裂点。断裂点的判定，对于样品物性的分析尤为重要。断裂的判断可采用以下两种方法，即：暴跌和百分比下降。断裂发生可设置激活载荷值，即必须超过某载荷值以上，载荷发生衰减，才判定样品断裂。
 

　　本文结合作者对测试仪器及材料性能的认知，主要介绍膜拉伸测试的部分内容。测试样品的制备也很重要，尺寸的均匀性对测试结果影响较大。