塑料試驗拉伸的樣品制備要求：確保精準測試的關鍵步驟

在材料科學與工程領域，塑料的性能評估對于其在眾多工業應用中的合理選用至關重要。而拉伸試驗作為衡量塑料力學性能的基本手段，其結果的準確性高度依賴于試驗樣品的精心制備。以下將詳細闡述塑料試驗拉伸的樣品制備要求，涵蓋從原材料選擇到最終樣品成型的各個環節，旨在為相關從業者與研究人員提供全面且清晰的指導。

一、原材料選擇與預處理

1. 選擇合適的塑料原料

1）依據試驗目的與所需測試性能，挑選具有代表性的塑料原料。例如，若研究某種通用塑料如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）的常規力學性能，應確保所選原料來自可靠生產商，且符合相應國家標準或國際標準的質量規范，如 ISO 標準系列中對塑料原料的各項參數規定。

2）針對特殊工程塑料如聚碳酸酯（PC）、尼龍（PA）等，需特別關注其分子量分布、添加劑含量等因素，因為這些特性會顯著影響拉伸性能。分子量分布較窄的塑料通常具有更穩定的力學性能，而不同類型與含量的添加劑（如增塑劑、抗氧劑、填料等）則可能增強或削弱材料的韌性、強度等特性。

2. 原材料的預處理

1）在制備樣品前，塑料原料可能需要進行干燥處理，尤其是對于那些吸濕性較強的塑料如聚酰胺（PA）、聚丁烯苯（ABS）等。水分的存在會在拉伸過程中引發應力集中，導致樣品提前破壞，使測試結果失真。通常采用干燥烘箱，在設定的溫度（如 80 - 100°C 對于 PA，60 - 80°C 對于 ABS）與時間（4 - 24 小時不等，依原料性質與顆粒大小而定）條件下進行干燥，直至達到恒定質量，以確保水分充分去除。

2）對于含有雜質或團聚顆粒的原料，應通過過篩或過濾的方式進行凈化與分散處理。過篩可去除較大尺寸的雜質與未分散的團聚物，一般選用合適孔徑（如 80 - 200 目，依原料特性定）的金屬篩網；對于更細微的雜質或難以篩分的團聚體，可采用溶解 - 沉淀法或離心分離法進一步提純與分散原料，保證后續樣品制備的均勻性。

二、注塑樣品成型方法與工藝參數

1）模具設計與準備

a.設計符合拉伸試驗標準尺寸要求的模具型腔。對于啞鈴形或矩形等標準拉伸試樣，模具型腔的尺寸精度應控制在極小范圍內（如±0.1 mm），以確保樣品的一致性。模具材料需具備高硬度、高耐磨性與良好的熱傳導性，通常采用優質模具鋼制造，并經過精細的拋光處理，以減少表面粗糙度對樣品脫模與性能的影響。

b.在模具安裝前，仔細檢查其密封性與排氣系統。良好的密封可防止熔體泄漏，保證樣品成型壓力穩定；有效的排氣系統能及時排出模具型腔內的氣體，避免氣泡缺陷產生，影響樣品質量。

2）注塑工藝參數設置

a.溫度控制是注塑成型的關鍵。料筒溫度應根據塑料原料的熔點與玻璃化轉變溫度合理設定，一般分為加料段、壓縮段與計量段三段加熱，且溫度逐漸升高。例如，對于聚苯乙烯（PS），加料段溫度可設為 180 - 200°C，壓縮段 200 - 220°C，計量段 220 - 230°C。模具溫度則依據塑料的結晶性能調整，非結晶塑料如 PS、PMMA 等模具溫度可控制在 40 - 60°C，而結晶塑料如 PE、PP 等需適當提高至 60 - 100°C，以促進結晶均勻生長，提高樣品強度與韌性。

b.注射壓力與保壓壓力對樣品質量同樣重要。注射壓力需足夠克服熔體在管道與模具型腔中的流動阻力，確保充模完整，但過高壓力可能導致樣品內應力增大甚至溢料。一般起始注射壓力可設為 80 - 120 MPa，并根據原料流動性與樣品復雜程度適時調整。保壓壓力用于補充熔體冷卻收縮時的體積變化，保持樣品致密性，通常為注射壓力的 80% - 90%，保壓時間持續 5 - 20 秒不等，依樣品厚度與形狀而定。

3）后處理過程

注塑成型后的樣品常帶有內應力，需進行退火處理以消除應力。將樣品置于恒溫烘箱中，在略低于塑料熱變形溫度的條件下（如對于 PE，退火溫度可設為 100 - 120°C）保持一定時間（2 - 4 小時），然后緩慢冷卻至室溫。此過程有助于改善樣品的尺寸穩定性與力學性能均勻性，減少因內應力集中導致的拉伸測試偏差。