塑膠材料的測試

美國材料測試協會(THE AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS)(ASTM)制定了塑膠材料重要性質的標准測試方法.材料制造廠所發表的其材料性質的資料,一般也都是根據ASTM測試方法所建立.關於測試程序的細節.請參考ASTM標准:塑膠    測試方法.

從塑膠材料圖表所獲得的測試值,可作為選擇特殊用途的塑膠材料之起點;但是由於制造方法,生產條件,產品的形狀和設計,以及環境因素的影響,使得材料的強度性質有所變化,即使材料原先是根據適當的性質所選用的.通常還是需要做使用測試(END-USE TESTS).而使用或評估測試其測試條件通常要較產品實際使用時更為嚴苛.設定固定的條件去測定所有產品的塑膠元件預期的使用壽命是不可能.不過,籍著把許多可能存在的變數列入考慮,標准測試可能被修正到獲得滿意的結果.用來評估塑膠材料性質的一些重要的物理,機械和電氣測試方法,將在以下作簡要的描述的說明.

拉伸特性(TENSILE  PROPERTIES):

拉伸特性是指當塑膠材料承受拉力時,它本身會有趨向於伸長的行為,這種特性為材料強度的最重要指數.

ASTM一般都使用如圖一所示的標准形狀試片作拉伸特性的測定,最常用的測試征是如ASTM D-638所界定的:全長8.5吋長,其均勻斷面為1/2吋×1/8吋.另外在中間段長2吋的兩端各刻以記號,這記號稱為”標准記號”(GAUGE MARKS),在這記號內的范圍,就是試片測試部分.

測試時,測試的樣品兩端被固定在產生垂向拉力的機械上,而沒有任何彎曲或扭曲作用力,當樣品在被拉伸時    拉應力和拉應變(TENSILE STRESS&TENSILE STRAIN)兩項被記錄或量測.拉應力是指在標測記號內,單位面積所承受的拉力,單位為PSI(磅/每吋平方).而拉應變則是指試片受力后被拉伸的長度,它是由標測記號內的伸長度除以未受力前的原有長度(2吋)所計算獲得的.

彈性模數(ELASTIC  MODULUS  OR  TENSILE  MODULUS)是由應力除以應變所獲得.

E= S∕δ        S=P∕A             δ=d∕L

E:彈性系數(模數)              S:拉應力

δ:拉應變                     P:拉力

A:受力截面積                  L:未受力前標記內長度

d:受力后標記內伸長量.

這是個有用的資料,因為設計產品時,其所承受應力必須遠低於必須標准,表一和表二列出了一些熱塑性塑膠(THERMOPLASTIC)和熱固性塑膠(THERMOSETTING)材料相對的抗拉強度.

Table 12-1 Average tensile strength of some thermoplastic

Materials at room temperature