聚乙烯拉伸性能試驗(yàn)影響因素的分析

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1、聚乙烯拉伸性能試驗(yàn)影響因素的分析聚乙烯拉伸性能試驗(yàn)影響因素的分析摘要：本文分析了影響聚乙烯塑料拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素，包括實(shí)驗(yàn)儀器、試樣制備與處理、實(shí)驗(yàn)環(huán)境、操作過(guò)程、數(shù)據(jù)處理和人員因素等。通過(guò)實(shí)驗(yàn)和分析，指出了這些外部因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響原因和影響方式，并據(jù)此給出了聚乙烯拉伸性能的最佳測(cè)試條件。關(guān)鍵詞：聚乙烯壓片拉伸強(qiáng)度斷裂伸長(zhǎng)率1引言聚乙烯塑料是一種性能優(yōu)良的材料，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面。在塑料的各項(xiàng)性能中，力學(xué)性能是影響塑料實(shí)際應(yīng)用的一個(gè)最重要方面，包括拉伸強(qiáng)度、彎曲模量、沖擊強(qiáng)度等。其中塑料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率是

2、決定塑料產(chǎn)品在使用過(guò)程中受外力作用下能否保持原有形狀的主要因素，因此它們的測(cè)試有著非常重要的意義。實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，由于影響拉伸性能試驗(yàn)的因素很多，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果波動(dòng)較大，從而影響聚乙烯產(chǎn)品等級(jí)的判定。于是廠里成立了技術(shù)攻關(guān)小組對(duì)生產(chǎn)工藝和試驗(yàn)部分加以改進(jìn)，本人主要負(fù)責(zé)測(cè)試方面的工作。通過(guò)對(duì)影響整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程的因素的分析，在遵循國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上確定了各參測(cè)量參數(shù)，制定了新的操作規(guī)程，為工藝生產(chǎn)及顧客提供真實(shí)準(zhǔn)確的產(chǎn)品數(shù)據(jù)。2試驗(yàn)部分2.1主要儀器和設(shè)備4465型萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)（美國(guó)INSRON公司）螺旋測(cè)微計(jì)可讀度0.01mmPL-15

3、型.壓片機(jī)（西班牙IQAPLAP公司）2.2測(cè)試方法依從標(biāo)準(zhǔn)拉伸斷裂強(qiáng)度：GB1040-92壓片試驗(yàn)：GB/T9053-88環(huán)境狀態(tài)調(diào)節(jié)：GB/T2918-19822.3試驗(yàn)材料我廠生產(chǎn)的聚乙烯（PE）LLDPE-F-20D008（國(guó)家牌號(hào)）9085（廠內(nèi)牌號(hào)）200610033（批號(hào)）2.4PE9085優(yōu)級(jí)品控制指標(biāo)熔融指數(shù)：0.75±0.2g/10min密度：0.920±0.002g/cm3拉伸強(qiáng)度：≥17Mpa斷裂伸長(zhǎng)率≥700%2.5樣條形狀采用GB/1040-1992Ⅱ型（啞鈴型）樣條3結(jié)果與討論：。3.1試樣的制備

4、對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響標(biāo)準(zhǔn)試樣的制備是塑料各項(xiàng)性能測(cè)定的基礎(chǔ)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有決定性的影響。我廠的拉伸性能測(cè)試中采用GB/1040-1992Ⅱ型（啞鈴型）樣條，壓片試驗(yàn)方法參考GB/T9053-88。3.1.1壓片溫度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響圖1.壓片溫度對(duì)斷裂伸長(zhǎng)率和拉伸強(qiáng)度的影響由圖1中試驗(yàn)結(jié)果可以看出，拉伸強(qiáng)度隨著溫度的增加而降低，拉伸斷裂伸長(zhǎng)率隨著溫度的升高而升高。壓片加熱的目的是使塑料塑化并流動(dòng)，但又不能產(chǎn)生熱分解。當(dāng)壓片溫度過(guò)低時(shí)，塑料塑化不良，因而其流動(dòng)性差，難以充滿?？?，即使提高壓力勉強(qiáng)充滿，由于塑化不良導(dǎo)致塑料拉伸強(qiáng)度性能下降

5、。溫度過(guò)高時(shí)，塑料內(nèi)分子排列被破壞并會(huì)導(dǎo)致分子鏈斷裂，最終降低塑料的拉伸強(qiáng)度。因此壓片溫度控制在塑料流動(dòng)溫度和分解溫度之間。溫度升高，聚合物的黏度較低，在恒定應(yīng)力下，高彈形變與粘性形變都要增大，但這高彈形變?cè)黾佑邢蓿承孕巫兡芎芸彀l(fā)展，所以斷裂伸長(zhǎng)率增大。由圖1可知，溫度應(yīng)控制在160-180℃之間，但是對(duì)于PE樣品可取高限以強(qiáng)化塑化效果。所以壓片溫度應(yīng)控制在(175±5）℃。3.1.2排氣對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響表1預(yù)熱后試樣排氣對(duì)拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的影響項(xiàng)目排氣不排氣拉伸強(qiáng)度（MPa）18.218.317.517.4斷裂伸長(zhǎng)率（

6、％）780782750752由表1可知：預(yù)熱壓片后，對(duì)試樣進(jìn)行排氣比不排氣平均數(shù)值上拉伸強(qiáng)度高了4%，斷裂伸長(zhǎng)率高了5.9%，這是因?yàn)?，熱塑性塑料中通常含有少量的水分和尚未反?yīng)的殘余單體，從而會(huì)造成試樣中含有氣泡。通過(guò)排氣，可以趕走氣泡，并壓實(shí)物料，使拉伸強(qiáng)度，斷裂伸長(zhǎng)率數(shù)值上升，所以我們規(guī)定，預(yù)熱后排氣5-10次。3.1.3壓片壓力對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響表2PE9085壓片熱壓，冷壓時(shí)壓力對(duì)拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率的影響項(xiàng)目壓力（bar）2050100200拉伸強(qiáng)度（MPa）15.216.518.521.6.斷裂伸長(zhǎng)率（％）8607957

7、70692由表2可知隨著壓力的增加拉伸強(qiáng)度有所增加，伸長(zhǎng)率下降。這是因?yàn)樵趬浩^(guò)程中，提高壓力會(huì)使熔融物的大分子結(jié)合的更加緊密，減小了分子間的自由體積，聚合物的黏度有所升高。在正常的溫度范圍內(nèi)，PE樣品增加壓力與降低溫度的影響具有等效性。壓力太高，試樣壓成片后會(huì)出現(xiàn)內(nèi)陷，厚度偏薄。壓力太低，厚度就會(huì)偏厚，超出規(guī)定的范圍。我廠壓片壓力控制在100bar±5%.3.1.4試樣厚度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響在壓塑樣片時(shí)使用不同厚度的模具可以得到不同厚度的樣條。因此，我制作了不同厚度的樣條，對(duì)拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率與樣條厚度的關(guān)系進(jìn)行了測(cè)試。實(shí)驗(yàn)

8、結(jié)果見(jiàn)表3PE9085試樣厚度對(duì)拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的影響。表3PE9085試樣厚度對(duì)拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的影響項(xiàng)目壓片厚度/mm124拉伸強(qiáng)度（MPa）13.813.5不斷裂斷裂伸長(zhǎng)率（％）370795不斷裂注：試樣拉伸速度200mm/min。國(guó)標(biāo)GB/T1040-92Ⅱ型