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**承载能力。
表征材料**均匀塑性变形的抗力,拉伸试样在承受**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**值。