塑料试验拉伸的样品制备要求：确保精准测试的关键步骤

在材料科学与工程领域，塑料的性能评估对于其在众多工业应用中的合理选用至关重要。而拉伸试验作为衡量塑料力学性能的基本手段，其结果的准确性高度依赖于试验样品的精心制备。以下将详细阐述塑料试验拉伸的样品制备要求，涵盖从原材料选择到最终样品成型的各个环节，旨在为相关从业者与研究人员提供全面且清晰的指导。

一、原材料选择与预处理

1. 选择合适的塑料原料

1）依据试验目的与所需测试性能，挑选具有代表性的塑料原料。例如，若研究某种通用塑料如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）的常规力学性能，应确保所选原料来自可靠生产商，且符合相应国家标准或国际标准的质量规范，如 ISO 标准系列中对塑料原料的各项参数规定。

2）针对特殊工程塑料如聚碳酸酯（PC）、尼龙（PA）等，需特别关注其分子量分布、添加剂含量等因素，因为这些特性会显著影响拉伸性能。分子量分布较窄的塑料通常具有更稳定的力学性能，而不同类型与含量的添加剂（如增塑剂、抗氧剂、填料等）则可能增强或削弱材料的韧性、强度等特性。

2. 原材料的预处理

1）在制备样品前，塑料原料可能需要进行干燥处理，尤其是对于那些吸湿性较强的塑料如聚酰胺（PA）、聚丁烯苯（ABS）等。水分的存在会在拉伸过程中引发应力集中，导致样品提前破坏，使测试结果失真。通常采用干燥烘箱，在设定的温度（如 80 - 100°C 对于 PA，60 - 80°C 对于 ABS）与时间（4 - 24 小时不等，依原料性质与颗粒大小而定）条件下进行干燥，直至达到恒定质量，以确保水分充分去除。

2）对于含有杂质或团聚颗粒的原料，应通过过筛或过滤的方式进行净化与分散处理。过筛可去除较大尺寸的杂质与未分散的团聚物，一般选用合适孔径（如 80 - 200 目，依原料特性定）的金属筛网；对于更细微的杂质或难以筛分的团聚体，可采用溶解 - 沉淀法或离心分离法进一步提纯与分散原料，保证后续样品制备的均匀性。

二、注塑样品成型方法与工艺参数

1）模具设计与准备

a.设计符合拉伸试验标准尺寸要求的模具型腔。对于哑铃形或矩形等标准拉伸试样，模具型腔的尺寸精度应控制在极小范围内（如±0.1 mm），以确保样品的一致性。模具材料需具备高硬度、高耐磨性与良好的热传导性，通常采用优质模具钢制造，并经过精细的抛光处理，以减少表面粗糙度对样品脱模与性能的影响。

b.在模具安装前，仔细检查其密封性与排气系统。良好的密封可防止熔体泄漏，保证样品成型压力稳定；有效的排气系统能及时排出模具型腔内的气体，避免气泡缺陷产生，影响样品质量。

2）注塑工艺参数设置

a.温度控制是注塑成型的关键。料筒温度应根据塑料原料的熔点与玻璃化转变温度合理设定，一般分为加料段、压缩段与计量段三段加热，且温度逐渐升高。例如，对于聚苯乙烯（PS），加料段温度可设为 180 - 200°C，压缩段 200 - 220°C，计量段 220 - 230°C。模具温度则依据塑料的结晶性能调整，非结晶塑料如 PS、PMMA 等模具温度可控制在 40 - 60°C，而结晶塑料如 PE、PP 等需适当提高至 60 - 100°C，以促进结晶均匀生长，提高样品强度与韧性。

b.注射压力与保压压力对样品质量同样重要。注射压力需足够克服熔体在管道与模具型腔中的流动阻力，确保充模完整，但过高压力可能导致样品内应力增大甚至溢料。一般起始注射压力可设为 80 - 120 MPa，并根据原料流动性与样品复杂程度适时调整。保压压力用于补充熔体冷却收缩时的体积变化，保持样品致密性，通常为注射压力的 80% - 90%，保压时间持续 5 - 20 秒不等，依样品厚度与形状而定。

3）后处理过程

注塑成型后的样品常带有内应力，需进行退火处理以消除应力。将样品置于恒温烘箱中，在略低于塑料热变形温度的条件下（如对于 PE，退火温度可设为 100 - 120°C）保持一定时间（2 - 4 小时），然后缓慢冷却至室温。此过程有助于改善样品的尺寸稳定性与力学性能均匀性，减少因内应力集中导致的拉伸测试偏差。