塑料片材拉伸性能的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法|塑料拉伸試驗(yàn)機(jī)|薄膜拉力試驗(yàn)機(jī)

1. 范圍
1.1 本試驗(yàn)方法規(guī)定了塑料片材和薄膜（厚度小于1.0mm）拉伸性能的試驗(yàn)方法。
注1——薄膜被強(qiáng)制定義為額定厚度不大于0.25mm（0.01in）的片材。
注2——厚度大于1mm（0.04in）的塑料應(yīng)按D 638試驗(yàn)方法測試其拉伸性能。
1.2 本試驗(yàn)方法可以測試符合上述厚度和試驗(yàn)機(jī)負(fù)荷量程的所有塑料。
1.2.1 夾具的靜態(tài)稱重、和恒定速率分離試驗(yàn)——本試驗(yàn)方法使用以恒定速率分離的
夾具夾住試驗(yàn)樣本的兩端。
1.3 本試驗(yàn)方法通過分離夾、拉伸指示器或標(biāo)距線的位移，得出試驗(yàn)樣本的拉伸度。
1.4 彈性拉伸系數(shù)的測量步驟，包括一定的應(yīng)變率。
注3——拉伸系數(shù)是使用分離夾測量拉伸度得來的，使用5.2所描述的伸長計(jì)進(jìn)行測量的規(guī)定也包括在本
步驟中。
1.5 從本試驗(yàn)方法中獲得的數(shù)據(jù)，可以使用在工程學(xué)設(shè)計(jì)中。
1.6 所有數(shù)值采用單位制。圓括號內(nèi)的數(shù)值僅供參考。
1.7本標(biāo)準(zhǔn)不包含任何與標(biāo)準(zhǔn)的使用相關(guān)的安全問題（如果存在的話）。在使用本標(biāo)準(zhǔn)
前，使用者有責(zé)任建立合適的安全與衛(wèi)生規(guī)程，并制定標(biāo)準(zhǔn)的使用限制。
注4——本試驗(yàn)方法與ISO 527-3相似，但技術(shù)上二者不能等同。ISO 527-3可使用其他類型的樣本、測
試速度不同，并需要使用伸長計(jì)或表距線。
2. 相關(guān)文件
2.1 ASTM標(biāo)準(zhǔn)：[2]
D 618試驗(yàn)用塑料的調(diào)理的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)程
D 638塑料抗拉特性的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法
D 4000塑料材料的標(biāo)準(zhǔn)分類系統(tǒng)
D 5947 固體塑料樣本物理尺寸的試驗(yàn)方法
D 6287切片和壓片試驗(yàn)樣品的標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程
E 4試驗(yàn)機(jī)力鑒定規(guī)程
E 691測定試驗(yàn)方法精密性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室間研究的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)范
2.2 ISO標(biāo)準(zhǔn)
ISO 527-3塑料 拉伸性能的測定—— 第3部分:薄膜和薄板材的試驗(yàn)條件[3]
3. 術(shù)語
3.1 定義——塑料拉伸試驗(yàn)相關(guān)術(shù)語和符號的定義，見試驗(yàn)方法D 638的附錄。
3.1.1 線性夾具——夾具的設(shè)計(jì)應(yīng)使全部夾力沿垂直于試驗(yàn)樣本的直線分布。這樣的
夾具通常由一個標(biāo)準(zhǔn)水平夾面和一個半圓形對面組成。
3.1.2 撕裂破壞——從樣本的邊緣開始破裂，以足以產(chǎn)生荷載變形曲線的緩慢速率穿
過整個樣本的一種拉伸斷裂。
4. 意義和應(yīng)用
4.1 本試驗(yàn)方法測得的拉伸性能對材料的定義和描述、質(zhì)量控制和規(guī)格劃分非常有價(jià)
值。拉伸性能會隨著樣本厚度、制備方法、試驗(yàn)速度、夾具種類、和拉伸度測量方法
的變化而變化。因此，當(dāng)需要比對結(jié)果時(shí)，必須嚴(yán)格控制這些因素。除其他特殊
材料有明確規(guī)范外，本試驗(yàn)方法應(yīng)被用作仲裁。許多材料的規(guī)范可能要求使用本試驗(yàn)
方法，但為了符合規(guī)范必須*行一些程序上的調(diào)整。因此建議在使用本試驗(yàn)方法前
先查閱相關(guān)材料規(guī)范。D4000分類系統(tǒng)中的表1列出了現(xiàn)存的ASTM材料標(biāo)準(zhǔn)。
4.2 拉伸性能可為科研、工程學(xué)設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制和規(guī)格劃分提供相關(guān)數(shù)據(jù)。但是，在判
斷實(shí)際使用中材料長時(shí)間受力的情況時(shí)，不能只參考本試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)。
4.3 彈性拉伸系數(shù)是薄塑料片材的硬度指數(shù)。若試驗(yàn)環(huán)境得到控制，試驗(yàn)結(jié)果將具
有的非常好的重現(xiàn)性。若比較不同材料的硬度，應(yīng)使用同樣尺寸的樣本。
4.4 拉伸斷裂能（TEB）是指樣本處于破裂臨界點(diǎn)時(shí)每單位體積所含的總能量。這一特
性在一些文件中被稱為韌性，用來評估那些經(jīng)常承受較大負(fù)荷的材料的性能。但是，
應(yīng)變率、樣本參數(shù)、尤其是樣本瑕疵，可能會造成結(jié)果嚴(yán)重波動。因此，將TEB試驗(yàn)
結(jié)果用于zui終應(yīng)用產(chǎn)品的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)格外小心。
4.5 材料被撕裂破壞得到的不規(guī)則數(shù)據(jù)不能與普通破壞得到的數(shù)據(jù)相比較。
5. 儀器
5.1 試驗(yàn)機(jī)——試驗(yàn)機(jī)應(yīng)具有恒定的十字運(yùn)動速率，并其必須具備下列裝置：
5.1.1 固定部件——固定或基本固定的，帶有一個夾具。
5.1.2 運(yùn)動部件——可運(yùn)動的，帶有第二個夾具。
5.1.3 夾具——試驗(yàn)機(jī)上，固定部件和運(yùn)動部件之間，用來夾住試驗(yàn)樣本的一系列夾
子，可以是固定的或自動對齊的。無論何種夾具系統(tǒng)，都應(yīng)zui大限度的減小相對滑動
和應(yīng)力分布不均的情況。
5.1.3.1 固定夾具是牢固的安裝在試驗(yàn)機(jī)的固定或可動部件上的。當(dāng)使用這一類夾具
時(shí)，必須小心的將樣本夾在夾具中，從而使樣本的長軸與通過夾具中心線的拉力方向
重合。
5.1.3.2 自動對齊夾具是安裝在部件上，一旦達(dá)到一定負(fù)載就會自動排成一列，以使樣
本的長軸與通過夾具中心線的拉力方向重合。夾具應(yīng)盡可能按拉力的方向排成一行，
以避免樣本發(fā)生旋轉(zhuǎn)而滑動。自動對齊型夾具只能在一定限度內(nèi)自動調(diào)整。
5.1.3.3 應(yīng)盡可能防止樣本相對夾具滑動。使用薄橡膠、磨砂布、壓力敏感膠帶、平口
或鋸齒夾具，均可防止樣本滑動。夾具的表面應(yīng)按試驗(yàn)材料及其厚度選擇。使
用1.0mm（40mil）的吸墨紙或?yàn)V紙墊在夾具圓面上，效果更好。對于易“縮在”夾具里的材
料，能始終保持恒定壓力的氣動夾更有優(yōu)勢。對于經(jīng)常在夾具邊緣撕裂的材料，可稍
稍增大夾具與樣本接觸處的曲率半徑。
5.1.4 驅(qū)動裝置——驅(qū)動裝置可以施加給移動部件一個相對穩(wěn)定、可控制的速度。該速
度應(yīng)按第9節(jié)設(shè)定。
5.1.5 負(fù)荷指示器——一個合適的負(fù)荷指示裝置，能指示夾具上的試驗(yàn)樣本所承受的全
部拉伸負(fù)荷。本裝置在特定的試驗(yàn)速率下（注5），基本上沒有慣性滯后現(xiàn)象。除非使
用合適的伸長計(jì)，稱重系統(tǒng)的移動在測量范圍內(nèi)不應(yīng)超過樣本伸長量的2%。負(fù)荷指示
器對樣本所承受的拉伸負(fù)荷的指示到1%。試驗(yàn)機(jī)的度應(yīng)按E4規(guī)范校正。
5.1.6 十字伸長指示器——一個合適的伸長指示裝置能指示夾具做十字運(yùn)動時(shí)分離的距
離。本裝置在特定試驗(yàn)率下，基本上沒有慣性滯后現(xiàn)象。本指示器對夾具十字運(yùn)動距
離的指示到1%。
5.2 伸長計(jì)（可選）——若需要的話，可使用本儀器測量被拉伸的樣本上兩個確定點(diǎn)間
的距離。使用該儀器時(shí)，應(yīng)盡量減小儀器與樣本接觸點(diǎn)上的壓力（見8.3）。本儀器應(yīng)
自動記錄距離或樣本的任何變化，如樣本負(fù)荷的函數(shù)、所用時(shí)間的函數(shù)。若只記錄所
用時(shí)間的函數(shù)，則負(fù)荷時(shí)間的數(shù)值也應(yīng)記錄。本儀器必須在特定試驗(yàn)速率下基本無慣
性滯后現(xiàn)象（見注5）。
5.2.1 彈性系數(shù)和低拉伸量的測量——使用伸長計(jì)測量彈性系數(shù)和低拉伸量（低于伸長
量的20%），應(yīng)zui少到1%，并按E83規(guī)范對C儀器的要求操作。
5.2.2 高拉伸量的測量——測量高拉伸量（大于伸長量的20%）時(shí)，儀器和相關(guān)技術(shù)指
數(shù)應(yīng)到1%。
注5——在負(fù)荷和拉伸數(shù)據(jù)的標(biāo)示和記錄過程中，必須快速反應(yīng)。系統(tǒng)需要的反應(yīng)速度取決于試驗(yàn)的材
料（高拉伸量或低拉伸量）和應(yīng)變速率。
5.3 厚度測量器——試驗(yàn)方法D5947方法C所述的凈重轉(zhuǎn)盤千分尺，或等同的測量裝
置，應(yīng)到0.0025mm（0.0001in）或更小。
5.4 寬度測量儀——合適的測量器或其他能到0.25mm（0.010in）的儀器。
5.5 樣本裁切器——根據(jù)D6287規(guī)范選擇適合裁切薄膜和薄板材的技術(shù)和設(shè)備。
5.5.1 經(jīng)證明，使用刀片的裝置特別適合裁切破裂伸長率在10-20%以上的材料。
5.5.2 由于可能造成樣本邊緣不整齊或破裂，建議不要使用沖床或壓力機(jī)裁切樣本。
6. 取樣
6.1 試驗(yàn)樣本應(yīng)為統(tǒng)一寬度和厚度的條形，長度應(yīng)比夾具間距離長zui少50mm（2in）。
6.2 樣本的額定寬度應(yīng)不小于5.0mm（0.20in）、不大于25.4mm（1in）。
6.3 寬度和厚度的比至少為8。過窄的樣本會放大樣本邊緣的應(yīng)變情況和裂紋。
6.4 裁切樣本時(shí)應(yīng)盡量避免造成缺口或撕裂等可能使樣本過早斷裂的缺陷（注6）。樣
本的兩邊應(yīng)平行，邊緣部分寬度應(yīng)小于兩夾具間樣本的長度的5%。
注6——制備樣本時(shí)，應(yīng)是用顯微鏡檢查樣本是否存在缺陷。
6.5試驗(yàn)樣本的厚度應(yīng)恒定，當(dāng)材料厚度小于0.25mm（0.010in）時(shí)，樣本厚度應(yīng)小于夾具
間樣本的長度的10%；當(dāng)材料厚度大于0.25mm（0.010in）小于1.00mm（0.040in）時(shí)，樣本
厚度應(yīng)小于夾具間樣本的長度5%。
注7——當(dāng)樣本厚度超過6.5的*值時(shí)，試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)可能無法表示材料的特性。
6.6 如果懷疑材料是各向異性材料，則要分別準(zhǔn)備兩組樣本，其長軸應(yīng)分別與各向異性
的方向平行和垂直。
6.7 測量彈性拉伸系數(shù)時(shí)，應(yīng)以250mm（10in）為樣本標(biāo)準(zhǔn)長度。本長度被用來盡可能的
減小夾具滑動對試驗(yàn)結(jié)果造成的影響。當(dāng)該長度不可行時(shí)，在不影響試驗(yàn)結(jié)果的前提
下，試驗(yàn)區(qū)的長度可為100mm（4in）。但是，在仲裁中仍然應(yīng)使用250mm的長度。在測
試較短的樣本時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)試驗(yàn)速率，使應(yīng)變速率與標(biāo)準(zhǔn)樣本相同。
注8——一系列循環(huán)試驗(yàn)[4]表明，對于厚度小于0.25mm（10mil）的材料，在夾具的圓面墊
上1.0mm（40mil）吸墨紙測量試驗(yàn)區(qū)為100mm的樣本所得到的結(jié)果，與使用平口夾具測量試驗(yàn)區(qū)
為250mm的樣本所得的結(jié)果一樣。
注9——對于一些厚度大于0.25 mm（0.010 in）的高彈性系數(shù)材料，很難避免夾具發(fā)生滑動。
7. 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
7.1 環(huán)境——除合同或相關(guān)ASTM標(biāo)準(zhǔn)另有規(guī)定外，應(yīng)按D618方法A的要求，于試驗(yàn)前至
少40小時(shí)將樣本的環(huán)境調(diào)節(jié)至溫度23±2°C（73.4±3.6°F）、相對濕度50±10%。解
決有關(guān)爭議時(shí)允許的誤差范圍為溫度±1°C（±1.8°F）、相對濕度±5%。
7.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境——除合同或相關(guān)ASTM標(biāo)準(zhǔn)另有規(guī)定外，試驗(yàn)應(yīng)在溫
度23±2°C（73.4±3.6°F）、相對濕度50±10%下進(jìn)行。解決有關(guān)爭議時(shí)允許的誤差
范圍為溫度±1°C（±1.8°F）、相對濕度±5%。
8. 試驗(yàn)樣本的數(shù)量
8.1 對于各向同性材料，每個試樣至少要準(zhǔn)備5 個樣本。
8.2 對于各向異性材料，每個試樣至少要準(zhǔn)備10 個樣本。5 個長軸平行
于樣本的各向異性方向，5 個長軸垂直于樣本的各向異性方向。
8.3 若樣本在明顯缺陷處破裂、或在標(biāo)準(zhǔn)長度外破裂，也應(yīng)拋棄該樣本并重新進(jìn)行試
驗(yàn)，除非這種缺陷或環(huán)境是被研究的對象。但是，當(dāng)發(fā)生夾裂（夾具與樣本接觸處的
破裂）時(shí)，若試驗(yàn)所得的數(shù)值已被證明與標(biāo)準(zhǔn)長度內(nèi)發(fā)生破裂所得數(shù)值基本一致，則
夾裂可以被接受。
注10——對于某些材料，可在試驗(yàn)前和試驗(yàn)后使用光學(xué)正交偏振儀檢測樣本中可能或已經(jīng)造成提前斷裂
的缺陷。
9. 試驗(yàn)速度
9.1 試驗(yàn)速度是指，試驗(yàn)機(jī)無負(fù)荷運(yùn)行時(shí)兩部件（或夾具）分離的速度。此分離速度
與滿負(fù)荷分離速度之差，不能超過空負(fù)荷分離速度的5%。
9.1 試驗(yàn)速度應(yīng)按表1所示的要求計(jì)算初始應(yīng)變率。這些試驗(yàn)方法中，夾具
分離速度與初始應(yīng)變率的計(jì)算公式如下：
A = BC
其中：
A= 夾具的分離速度，mm（或in）/min；
B= 夾具間的初始距離，mm（或in）；
C= 初始應(yīng)變率，mm/mm·min（或in/in·min）。
9.3 除材料指標(biāo)另有規(guī)定外，初始應(yīng)變率應(yīng)按表1 中的規(guī)定。
注11——不同的初始應(yīng)變率下得到的結(jié)果不具可比性；因此，當(dāng)需要直接比較不同的拉伸等級的材料
時(shí)，應(yīng)使在同一應(yīng)變速率下比較。對于一些材料，建議在材料的屈服拉伸率的基礎(chǔ)上選擇應(yīng)變率。
9.4 特殊情況下，例如測量拉伸破裂率得到的值與材料的分類相矛盾，導(dǎo)致必須選擇
應(yīng)變率，則應(yīng)選擇較低的應(yīng)變率。
9.5 測量系數(shù)時(shí)，一旦應(yīng)變率和樣本尺寸與測試其他拉伸性能時(shí)不同，則應(yīng)使用另外
的樣本。
10.試驗(yàn)步驟
10.1 選擇一個負(fù)荷范圍，使樣本在負(fù)荷范圍三分之二處破裂。為了選擇合適的負(fù)
荷-樣本寬度組合，需要做幾個試驗(yàn)。
10.2 沿著樣本長度方向，在幾個不同的點(diǎn)測量其橫截面積。測量寬度應(yīng)
到0.25mm（0.010in）。測量厚度時(shí)，對于厚度小于0.25mm（0.010in）的薄膜，應(yīng)
到0.0025mm（0.0001in）；對于厚度大于0.25mm（0.010in）小于1.0mm（0.040in）的薄
膜，應(yīng)到1%。
10.3根據(jù)表1設(shè)定夾具的初始距離。
10.4根據(jù)表1和夾具的初始距離，設(shè)定夾具分離的速度，使其要求的應(yīng)變速度。將負(fù)
荷計(jì)量系統(tǒng)、拉伸指示器和記錄系統(tǒng)歸零。
注12：使用伸長計(jì)測量彈性拉伸系數(shù)，比使用分離夾具地方法要。要小心防止伸長儀的滑動，以及
避免樣本產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)膽?yīng)力。同樣參考6.7。
10.5 如果需要測量試驗(yàn)區(qū)的長度，而不是夾具間的長度，則應(yīng)使用柔軟的彩色蠟筆
或水筆在樣本上標(biāo)出試驗(yàn)區(qū)的兩端。不要使用硬物在樣本表面刻畫標(biāo)線，因?yàn)檫@些劃
痕可能會增大壓力并使樣本過早斷裂。若使用伸長計(jì)，試驗(yàn)區(qū)應(yīng)為伸長計(jì)與樣本接觸
點(diǎn)間的距離。
注13：對于一些拉伸量較高的樣本，測量其試驗(yàn)區(qū)的長度是必要的。隨著樣本
的伸長，夾具內(nèi)襯與材料解除面積將減小，導(dǎo)致材料松弛。結(jié)果上來說，這個問題與夾具的滑動相似，
也就是夸大了所測得的拉伸量。
10.6 將樣本放在試驗(yàn)機(jī)的夾具內(nèi)，小心的將樣本的主軸線與夾具接觸點(diǎn)的中心線對
齊，將夾具牢牢地夾緊，盡可能的減小樣本滑動的可能性。
10.7 啟動機(jī)器，記錄負(fù)荷-拉伸量。
10.7.1 當(dāng)夾具間的樣本全長作為測試區(qū)時(shí)，記錄負(fù)荷-夾具間距的值。
10.7.2 當(dāng)試驗(yàn)區(qū)已被標(biāo)記在樣本上，使用合適的儀器記錄邊緣邊界線的位移。如果需
要，可根據(jù)負(fù)荷指示器的讀數(shù)做出負(fù)荷-拉伸曲線。
10.7.3 當(dāng)使用拉伸計(jì)時(shí)，記錄拉伸計(jì)顯示的試驗(yàn)區(qū)的負(fù)荷-拉伸量。
10.8 如果需要系數(shù)值，選擇一個負(fù)荷范圍和制圖率，在X軸的30-60°范圍內(nèi)做出負(fù)
荷-拉伸曲線。為達(dá)到zui高度，應(yīng)使用該試驗(yàn)條件下zui靈敏的儀表測量負(fù)荷。如果
負(fù)荷-伸長曲線偏離了線性方向，則應(yīng)停止試驗(yàn)。
10.9 在測量材料正割系數(shù)的試驗(yàn)中，則應(yīng)在材料達(dá)到規(guī)定的伸長率時(shí)停止試驗(yàn)。
10.10如果測量材料的拉伸斷裂能，則應(yīng)準(zhǔn)備做應(yīng)力-應(yīng)力曲線的積分?？梢允窃囼?yàn)
中的電子積分，或者試驗(yàn)后求取曲線下的面積（見附錄A2）。
11.計(jì)算
11.1除非曲線的初始區(qū)域不是由樣本的張緊、安裝或其他人為因素造成的，而是材料
的真實(shí)反映，否則應(yīng)按附錄A1做初始補(bǔ)償。
11.2 破裂因數(shù)（標(biāo)稱值）的計(jì)算應(yīng)該是zui大負(fù)荷值除以樣本初始的zui小寬度。結(jié)
果應(yīng)表示為力每單位寬度，一般是牛頓每米（磅每英寸）；報(bào)告中到3 位有效
數(shù)字。薄膜的厚度應(yīng)接近0.0025毫米（0.0001英寸）。
示例：0.1300mm（0.0051in）厚的薄膜,破裂因數(shù)= 1.75kN/m（10.0 lbf/in）
注14——該法對于極其薄的塑料薄膜（厚度小于0.13mm（0.005in））是十分有效的。該種薄膜的斷裂負(fù)
荷可能與橫截面面積不成正比，厚度很難測量。而且，該種材料由于拉伸效果、表皮效果、結(jié)晶性
等因素的影響，拉伸性能與橫截面面積不成正比。
11.3 拉伸強(qiáng)度（標(biāo)稱值）的計(jì)算是zui大負(fù)荷值除以樣本初始zui小橫截面積。結(jié)果表示
為力每單位面積，一般是兆帕（磅每平方英寸）。報(bào)告中，數(shù)值到3 位有效數(shù)
字。
注15：當(dāng)發(fā)生撕裂破裂時(shí)，計(jì)算結(jié)果應(yīng)基于破裂發(fā)生時(shí)的負(fù)荷-拉伸量。
11.4 斷裂拉伸強(qiáng)度（標(biāo)稱值）的計(jì)算與拉伸強(qiáng)度的計(jì)算方法一樣，只是用破裂負(fù)荷代
替zui大拉伸負(fù)荷（參考注15和注16）。
注16——在很多情況下，斷裂拉伸強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度的計(jì)算是一樣的。
11.5 斷裂拉伸率的計(jì)算是樣本斷裂時(shí)的拉伸量除以樣本的初始標(biāo)距，再乘以100。當(dāng)
使用標(biāo)距線或者拉伸計(jì)表明試驗(yàn)區(qū)時(shí)，計(jì)算時(shí)就使用該數(shù)值；否則就使用夾具間
距離。結(jié)果以百分?jǐn)?shù)表示，到為2 位有效數(shù)字。
11.6 屈服強(qiáng)度的計(jì)算是在屈服點(diǎn)時(shí)的負(fù)荷除以樣本的初始截面面積。結(jié)果表示為力每
單位面積，一般是兆帕（磅每平方英寸）。到3 位有效數(shù)字。對于在曲線初始
段表現(xiàn)出虎克彈性行為的材料，應(yīng)按測試方法D638 的附錄所述補(bǔ)計(jì)算補(bǔ)償屈服強(qiáng)度。
此種情況下，結(jié)果應(yīng)表述微“屈服強(qiáng)度-補(bǔ)償%”。
11.7 屈服拉伸率的計(jì)算是以樣本屈服點(diǎn)的拉伸量除以樣本的初始標(biāo)距，再乘以100。
當(dāng)使用標(biāo)距線或者伸長儀標(biāo)記樣本試驗(yàn)區(qū)時(shí)，計(jì)算時(shí)使用該數(shù)值。計(jì)算前，要根據(jù)
附錄A1 所述對樣本的拉伸量進(jìn)行初始補(bǔ)償。結(jié)果表示為百分比，到2 位有效數(shù)
字。當(dāng)使用補(bǔ)償屈服強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)該計(jì)算在補(bǔ)償屈服強(qiáng)度時(shí)的拉伸率。
11.8 彈性系數(shù)的計(jì)算是在應(yīng)力-拉伸量曲線的初始部分劃一條切線，在切線上任選一
點(diǎn)，然后以拉伸應(yīng)量除以相應(yīng)的應(yīng)力。計(jì)算前，根據(jù)附件A1 所述對拉伸量進(jìn)行初始補(bǔ)
償。為此，拉伸應(yīng)力應(yīng)該是負(fù)荷值除以樣本的初始截面面積。結(jié)果表示為力每單位面
積，一般是兆帕（磅每平方英寸）。到3 位有效數(shù)字。
11.9 正割系數(shù)計(jì)算是在一定應(yīng)力下，標(biāo)稱壓力除以該應(yīng)力。應(yīng)優(yōu)先選用并計(jì)算彈性系
數(shù)。然而，對于相關(guān)性質(zhì)不成正比的材料，應(yīng)使用并計(jì)算正割模量。做出如附件A1.3
和附件A1中的圖A1.2 所示的切線，標(biāo)出出屈服點(diǎn)時(shí)的應(yīng)力，此時(shí)的切線要經(jīng)過零壓力
點(diǎn)。計(jì)算中使用的壓力是一定的應(yīng)力下的負(fù)荷除以的樣本初始截面面積。
11.10 斷裂拉伸能的計(jì)算應(yīng)該是在壓力應(yīng)力曲線下單位體積的能量積分值?；蛘呤怯?jì)
算材料吸收的總能量除以樣本標(biāo)線間的體積。如附件A2 所述，該計(jì)算可以通過電子的
積分器直接得到，或者是計(jì)算曲線下的面積。結(jié)果表示為能量每單位體積，兆焦每
立方米（分磅力每立方英寸）。該值到2 位有效數(shù)字。
11.11 在本試驗(yàn)中，所有計(jì)算應(yīng)到所要求的有效數(shù)字。
11.12 標(biāo)準(zhǔn)偏差（估計(jì)值）計(jì)算如下,到2位有效數(shù)字。
其中，
s= 標(biāo)準(zhǔn)偏差（估計(jì)值）
X= 單個記錄值
n= 紀(jì)錄值的個數(shù)
X= 記錄值的求平均
表1 初始夾具分離的十字運(yùn)動速度
破裂的伸長率初始應(yīng)變率初始夾具分離家具分離速率
Mm/mm·min
mm In Mm/min In/min
測量彈性
系數(shù)
0.1 250 10 25 1.0
測量除彈
性系數(shù)外
的
小于20 0.1 125 5 12.5 0.5
20到100 0.5 100 4 50 2.0
大于100 10.0 50 2 500 20.0
表2 系數(shù)的數(shù)據(jù)
正切系數(shù)
擦料厚度
mils
平均
103 psi
Sr,
103 psi
SR,
103 psi
Ir,
103 psi
IR,
103 psi
LDPE 1.4 53.9 1.81 8.81 5.12 24.9
HEPE 1.6 191 5.47 16.2 15.5 45.9
PP 1.1 425 10.3 34.5 29.0 89.1
PET 0.9 672 13.8 55.5 39.1 157.1
正割系數(shù)
LDPE 1.4 45.0 2.11 3.43 5.98 9.70
HAPE 1.6 150 3.29 9.58 9.30 27.1
PP 1.1 372 4.66 26.5 13.2 74.9
PET 0.9 640 10.0 27.5 28.4 77.8
12.試驗(yàn)報(bào)告
12.1 報(bào)告要包括以下內(nèi)容：
12.1.1 測試樣本的完整信息：類型，來源，生產(chǎn)代號，格式，尺寸，加工歷史。如果
是各向異性材料，還要有材料的拉伸方向等。
12.1.2 試驗(yàn)樣本的制備方法。
12.1.3 樣本的厚度，寬度和長度。
12.1.4 樣本的試驗(yàn)編碼。
12.1.5 使用的應(yīng)變速率。
12.1.6 使用的初始夾具距離。
12.1.7 夾具的分離速度。
12.1.8 標(biāo)線間的距離（如果不使用初始夾具間的距離）。
12.1.9 使用夾具的類型（包括夾具的內(nèi)表面類型）
12.1.10 樣本環(huán)境（試驗(yàn)環(huán)境，溫度和相對濕度）。
12.1.11 反常行為，如過早斷裂、斷裂發(fā)生在夾具邊緣。
12.1.12 平均斷裂因數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)偏差。
12.1.13 平均拉伸強(qiáng)度（標(biāo)稱值）和標(biāo)準(zhǔn)偏差。
12.1.14 平均斷裂拉伸強(qiáng)度（標(biāo)稱值）和標(biāo)準(zhǔn)偏差。
12.1.15 平均斷裂伸長率和標(biāo)準(zhǔn)偏差。
12.1.16 如果需要，還要有平均斷裂伸長能和標(biāo)準(zhǔn)偏差。
12.1.17對于有屈服現(xiàn)象的材料，要有平均屈服拉伸強(qiáng)度和標(biāo)準(zhǔn)偏差；平均屈服拉伸率
和標(biāo)準(zhǔn)偏差。
12.1.18對于沒有屈服現(xiàn)象的材料，要有平均百分補(bǔ)償值的屈服強(qiáng)度和標(biāo)準(zhǔn)偏差；平均
百分拉伸率和標(biāo)準(zhǔn)偏差。
12.1.19平均彈性系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)偏差（如果使用正割系數(shù)，要標(biāo)明計(jì)算用的應(yīng)力值）
12.1.20如果使用了拉伸計(jì)，要說明。
13. 精度和誤差
13.1 這些拉伸性能已經(jīng)進(jìn)行過兩次實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部試驗(yàn)。*次在1977年進(jìn)行，只測量系
數(shù)，使用隨機(jī)抽取的四種薄型材料，每個試驗(yàn)室次試驗(yàn)了5個樣本。彈性系數(shù)測量由6
個實(shí)驗(yàn)室測量，正交系數(shù)由5個實(shí)驗(yàn)室室測量。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部試驗(yàn)所采用的度，見表
2。
13.1.1 表2遵守E691規(guī)范，沒有刪除偏離數(shù)據(jù)。[5]
13.1.2 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)誤差S x¯，是由5個獨(dú)立樣本的標(biāo)準(zhǔn)誤差的平均值得來的S x¯ =
Sx/（5）1⁄2 .。S x¯是實(shí)驗(yàn)室對于同一給頂材料的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)誤差的匯總。見
13.3-13.3.2。
13.2 另一個實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部試驗(yàn)在1981年進(jìn)行，測試了除系數(shù)以外的其它拉伸性能。使用
了隨機(jī)抽取的6種材料（其中之一有3種厚度），厚度從0.019mm到0.178mm不等
（0.00075-0.007in）。試驗(yàn)結(jié)果是由5個樣本取平均值得來的。每個試驗(yàn)室試驗(yàn)了8個
樣本，但是，S x¯ 的計(jì)算如上S x¯ = Sx/（5）1⁄2。這樣做是為了在保持?jǐn)?shù)據(jù)與5個樣本試驗(yàn)一致
的同時(shí)，盡量改善數(shù)據(jù)質(zhì)量。表3-表7規(guī)定了材料及其厚度，每個表規(guī)定了下列一種特
性：拉伸屈服力，屈服拉伸量，拉伸應(yīng)力，破裂拉伸量，破裂拉伸能（見注17）。[6]
注17——為填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，本研究中低密度聚乙烯（LDPE）的檢測，使用十字偏光器測量長度線性和
分子取向上的寬度變化，可能并不能*代表實(shí)驗(yàn)室間的數(shù)據(jù)差異。
注18——警告：下文對IR和Ir的解釋（13.3-13.3.3）只是本試驗(yàn)方法處理精度的一種方式。表2的數(shù)據(jù)
可能與材料特性略有出入，只代表相關(guān)的一系列試驗(yàn)的結(jié)果，不代表其他環(huán)境、材料、或?qū)嶒?yàn)室。本實(shí)
驗(yàn)方法的用戶應(yīng)接受E 691規(guī)范所述的原則，承認(rèn)這些是由具體實(shí)驗(yàn)室對具體材料產(chǎn)生的具體數(shù)
據(jù)。13.3-13.3.3中的原則只對這些數(shù)據(jù)有效。）
表3 屈服力的數(shù)據(jù)
材料厚度，mils 平均，103 psi （Sr）A 103 psi （SR）B 103 psi I（r）C 103 psi I（R）D 103 psi
LDPE 1.0 1.49 0.051 0.13 0.14 0.37
HDPE 1.0 4.33 0.084 0.16 0.24 0.44
PP 0.75 6.40 0.13 0.52 0.37 1.46
PC 4.0 8.59 0.072 0.29 0.20 0.82
CTA 5.3 11.4 0.12 0.50 0.34 1.43
PET 4.0 14.3 0.12 0.23 0.34 0.66
PET 2.5 14.4 0.14 0.54 0.40 1.52
PET 7.0 14.4 0.13 0.36 0.37 1.03
（Sr）A
是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)誤差的平均值。
（SR）B 是實(shí)驗(yàn)室間標(biāo)準(zhǔn)誤差的平均值。
I（r）C = 2.83 Sr
I（R）D= 2.83SR
表4 屈服拉伸量的數(shù)據(jù)
材料厚度，mils 平均，% （Sr）A ,%i （SR）B ,% I（r）C ,% I（R）D ,%
PP 0.75 3.5 0.15 0.41 0.42 1.2
PET 2.5 5.2 0.26 0.92 0.74 2.6
PET 4.0 5.3 0.25 0.62 0.71 1.7
PET 7.0 5.4 0.14 1.05 0.40 3.0
CTA 5.3 5.4 0.19 0.99 0.54 2.8
PC 4.0 6.9 0.24 0.98 0.68 2.8
HDPE 1.0 8.8 0.32 1.82 0.91 5.2
LDPE 1.0 10.0 0.55 3.41 1.56 9.6
注1——見表3腳注的解釋。
表5 拉伸強(qiáng)度的數(shù)據(jù)
材料厚度，mils 平均，103 psi （Sr）A 103 psi （SR）B 103 psi I（r）C 103 psi I（R）D 103 psi
LDPE 1.0 2.43 0.14 0.53 0.40 1.5
HDPE 1.0 6.87 0.27 0.81 0.76 2.3
PP 4.0 12.0 0.34 0.93 0.96 2.6
CTA 5.3 14.6 0.20 1.37 0.57 3.9
PP 0.75 28.4 1.57 4.56 4.4 12.9
PET 4.0 28.9 0.65 1.27 1.8 3.6
PET 7.0 30.3 0.83 1.32 2.3 3.7
PET 2.5 30.6 1.22 2.64 3.4 7.5
注1——見表3腳注的解釋。
表6 破裂拉伸量的數(shù)據(jù)
材料厚度，mils 平均，% （Sr）A ,%i （SR）B ,% I（r）C ,% I（R）D ,%
CTA 5.3 26.4 1.0 4.3 3 12
PP 0.75 57.8 4.4 12.7 12 36
PET 2.5 120 8.0 14.6 23 41
PET 7.0 132 5.8 10.6 16 30
PET 4.0 134 4.4 12.2 12 35
PC 4.0 155 5.4 17.1 15 48
LDPE 1.0 205 24.4 73.3 69 210
HDPE 1.0 570 26.0 91.7 74 260
注1——見表3腳注的解釋。
表7 拉伸破裂能的數(shù)據(jù)
材料厚度, mils 平均, 103
in./lb⁄in.3
（Sr）A103
in./lb⁄in.3
（SR）B103
in./lb⁄in.3
I（r）C103
in./lb⁄in.3
I（R）D103
in./lb⁄in.3
CTA 5.0 3.14 0.14 0.70 0.4 2.0
LDPE 1.0 5.55 0.84 2.47 2.4 7.0
PP 0.75 11.3 1.19 3.11 3.4 8.8
PC 4.0 12.9 0.59 1.55 1.7 4.4
HDPE 1.0 26.0 1.87 5.02 5.3 14.2
PET 2.5 26.1 2.13 4.20 6.0 11.9
PET 4.0 27.1 1.42 2.75 4.0 7.8
PET 7.0 28.4 1.71 2.72 4.8 7.7
注1——見表3腳注的解釋。
附錄
（資料性附錄）
A1. 初始補(bǔ)償
A1.1 在典型的壓力應(yīng)力曲線（圖A1.1）中，初始區(qū)域AC，并不表現(xiàn)材料特性。這是在
樣本的加緊、固定、安裝過程中人為造成的。為了糾正參數(shù)的值，如系數(shù)、應(yīng)力、補(bǔ)
償屈服點(diǎn)，這種人為因素必須補(bǔ)償，以使應(yīng)力或拉伸量的軸回到0點(diǎn)。
A1.2 對于在一定區(qū)域中表現(xiàn)出虎克行為（圖A1.1）的材料，曲線線性區(qū)域（CD）的延
續(xù)是沿0壓力軸進(jìn)行的。內(nèi)部有區(qū)域（B）是0應(yīng)力點(diǎn)，從此點(diǎn)開始的所有應(yīng)力和拉伸量
必須測量，包括屈服補(bǔ)償（BE）。彈性系數(shù)可通過將CD上任意點(diǎn)的壓力除以同一點(diǎn)上
的應(yīng)力（B點(diǎn)定義為0應(yīng)力點(diǎn)）測得。
A1.3 對于不表現(xiàn)任何線性區(qū)域（圖A1.2）的材料，可通過在變形點(diǎn)（H′）zui大弧度
上做切線，實(shí)現(xiàn)同樣的0應(yīng)力點(diǎn)糾正。這一切線延伸并與應(yīng)力軸相較于B′，即0應(yīng)力糾
正點(diǎn)。以B′為0應(yīng)力點(diǎn)，正割系數(shù)（B′G′）即為曲線上任意點(diǎn)（G′）上的壓力除以
此點(diǎn)上的應(yīng)力。對于無線性區(qū)域的材料，若使用反應(yīng)點(diǎn)上的正割作為測量應(yīng)變補(bǔ)償?shù)?br /> 基礎(chǔ)，將造成無法接受的錯誤。
A2. 拉伸破裂能的確定
A2.1 拉伸破裂能（TEB）是壓力應(yīng)力曲線下的區(qū)域面積，或
其中，S是任何應(yīng)力上的壓力，εT是破裂時(shí)的應(yīng)力。數(shù)值的單位是能量每樣本初始區(qū)域
單位體積。使用帶有指示器的拉伸測試器能夠簡單的測得TEB。計(jì)算如下：
（I/K）（滿負(fù)荷量）（制圖速度）（十字移動速度/制圖速度）
TEB=---------------------------------------------------
（平均游標(biāo)卡尺）（樣本寬度）（標(biāo)定長度）
（A2.2）
其中I是指示器讀數(shù)，K是滿負(fù)荷下每單位時(shí)間zui大值。整個計(jì)算公式由電子計(jì)算完
成。結(jié)果通常表示為兆焦每立方米（分磅力每立方英寸）。
A2.2 除指示器外，壓力應(yīng)力曲線下的區(qū)域可通過測面器，測量面積或裁切曲線。因?yàn)?br /> 負(fù)荷值走一些制圖紙上并不是以整數(shù)記錄的，這些技術(shù)的度會隨著時(shí)間增加而降
低。如果表示的是力和拉伸量而不是壓力和應(yīng)力，則能量的計(jì)算應(yīng)以測量面積除以樣
本標(biāo)定長度、樣本寬度、和平均游標(biāo)卡尺：
（曲線面積）（力每圖上單位）（拉伸量每圖上單位）
TEB=---------------------------------------------
（平均游標(biāo)卡尺）（樣本寬度）（標(biāo)定長度）
A2.3 例如，力-拉伸量曲線的面積是60000mm2,負(fù)荷為2.0N/mm，樣本尺寸為0.1mm游標(biāo)
卡尺，寬度15mm，標(biāo)定長度100mm，則破裂拉伸能的計(jì)算為
修訂摘要
D20委員會已將可能影響本標(biāo)準(zhǔn)使用的修訂收錄于本標(biāo)準(zhǔn)的版本中（D 882-02）。
（2009年1月1日）
（1）修訂了第7節(jié)。
ASTM（美國材料實(shí)驗(yàn)協(xié)會）部對于本技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中提到的各項(xiàng)所涉及的相關(guān)權(quán)的有效
性不負(fù)責(zé)任。在此，我方明確地聲明：使用本技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的用戶應(yīng)單方面地自行確定該類全部專
利權(quán)的有效性以及可能侵犯這些權(quán)的風(fēng)險(xiǎn)性，并對此負(fù)有全部責(zé)任。
本技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可能會隨時(shí)由相關(guān)的技術(shù)委員會進(jìn)行修訂，因而必須每五年審查一次；如果沒有進(jìn)
行修訂，則需要被重新通過或予以撤消。我們歡迎廣大用戶對本技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提出修訂建議或增加
新的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，此時(shí)需要用戶與ASTM部進(jìn)行。我們將組織相關(guān)的技術(shù)委員會對來自
用戶方面的建議進(jìn)行詳細(xì)地評議，此時(shí)提出建議的用戶可以參加該評議。如果您認(rèn)為您所提出
的建議沒有得到公正的評議，您可以將您的意見反映給ASTM（美國材料實(shí)驗(yàn)協(xié)會）標(biāo)準(zhǔn)委員
會，地址如下：
本技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的版權(quán)歸ASTM部所有。100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West
Conshohocken, PA 19428-2959, United States. 欲索取本技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的單行再版本（1份或多份），
可通過上述地址與ASTM取得，也可通過下述方式索取。：610-832-9585；傳
真：610-832-9555；電子郵件：service@； 或通過ASTM的聯(lián)
系：www. 。
[1]本試驗(yàn)方法受ASTM D20-塑料委員會的管轄，同時(shí)由D20.19-薄膜和薄片附屬委員會直接負(fù)責(zé)。
當(dāng)前版本于2009年1月1日獲得批準(zhǔn)。于2009年1月出版。批準(zhǔn)的年份為1946年。zui近的一次修訂版
本（D882-02）的批準(zhǔn)于2002年。
[2]關(guān)于本標(biāo)準(zhǔn)中引用的ASTM標(biāo)準(zhǔn)，請?jiān)L問ASTM的WWW.或發(fā)送郵件
至service@與ASTM客戶服務(wù)部。欲索取ASTM標(biāo)準(zhǔn)卷的年鑒信息，請查閱ASTM
“Standard’s Document Summary（標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)概要）”頁。
[3] 可由美國國家標(biāo)準(zhǔn)委員會獲得，25 W. 43rd St.,4th Floor, New York, NY 10036, .
[4] 相關(guān)數(shù)據(jù)可從ASTM總部獲取，編碼D20-1068。
[5]相關(guān)數(shù)據(jù)可從ASTM總部獲取，編碼D20-1084。
[6]相關(guān)數(shù)據(jù)可從ASTM總部獲取，編碼D20-1101。