PEEK塑料高温拉伸试验怎么做?玻璃化温度以上还能测吗?
发布时间:
2023-08-18 00:00
PEEK塑料高温拉伸试验怎么做?玻璃化温度以上还能测吗?PEEK是高性能工程塑料,广泛用于高温环境,其高温力学性能是关键指标。本文讲清PEEK的特点、高温拉伸试验标准、设备、步骤、玻璃化温度以上能否测试,以及注意事项。

01 PEEK塑料的特点
PEEK(聚醚醚酮)是高性能工程塑料,具有优异的耐高温、耐化学腐蚀、机械强度高、阻燃等性能。PEEK的玻璃化转变温度(Tg)约143℃,熔点约343℃,长期使用温度约260℃,短期使用温度可达300℃。PEEK在室温下拉伸强度约90—100MPa,弹性模量约3.5—4GPa。在高温下力学性能会下降,但仍保持较好的强度和刚度。

02 高温拉伸试验的标准和设备
测试标准:国内采用GB/T 1040.1-2025和GB/T 1040.2-2022,国际采用ISO 527-1:2019、ISO 527-2:2012和ASTM D638-14。高温试验需要使用高温炉,温度控制精度±2℃或±3℃,试样保温15—30分钟确保温度均匀。
设备配置:万能试验机+高温炉+高温夹具+高温引伸计+温度传感器。高温炉温度范围通常室温—300℃或更高,温度均匀性±2℃;高温夹具采用不锈钢或高温合金制造,避免高温下变形;高温引伸计采用陶瓷杆或高温应变片,直接测量标距段变形;温度传感器用热电偶或铂电阻测量试样温度。

03 高温拉伸试验步骤
按标准加工哑铃形试样(1A型,标距50mm,宽度10mm,厚度4mm),安装在高温夹具上并安装高温引伸计,确保对中良好。将高温炉升温至试验温度,保温15—30分钟确保试样温度均匀。按标准控制速度(通常1mm/min或5mm/min)加载,采集力值和应变数据,绘制应力-应变曲线,计算拉伸强度、弹性模量、屈服强度和断裂伸长率。试验完成后降温取出试样,注意防止烫伤。
04 玻璃化温度以上还能测吗
可以测。PEEK的Tg约143℃,在Tg以上从玻璃态转变为高弹态,力学性能会发生显著变化,但仍可进行拉伸试验。150—200℃时拉伸强度和弹性模量下降,但仍保持较好的强度和刚度,断裂伸长率增加;250—300℃时力学性能进一步下降,但仍可测试;接近熔点343℃时PEEK软化甚至熔融,不能进行拉伸试验。因此PEEK在Tg以上、熔点以下都可以进行拉伸试验,但需注意高温下的夹具和引伸计选择,以及温度控制精度。
05 注意事项
温度均匀性±2℃,保温15—30分钟;高温夹具选择能够在试验温度下使用的夹具,避免变形或失效;高温引伸计选择陶瓷杆或高温应变片型;试样对中良好,高温下试样可能膨胀;加载速度控制,高温下材料蠕变明显,避免蠕变影响;安全防护,高温炉表面温度高,防止烫伤;试验报告注明试验温度、保温时间、夹具和引伸计类型。

06 BOYI 2025电子万能试验机
PEEK高温拉伸试验需要精确的力值和位移测量、稳定的速度控制,以及高温炉和高温夹具配套。广州鲲鹏仪器有限公司生产的BOYI 2025电子万能试验机,试验力示值误差≤±0.3%(传感器容量1/1至1/100范围),横梁速度精度为显示值的±0.1%以内,速度范围0.001—1000mm/min无级设定,可稳定覆盖高温拉伸测试常用的1—5mm/min速度;位移显示分辨率达0.01µm,数据采集频率达1kHz(2025型)至5kHz(2025A型),可精确捕捉高温下的力值和应变变化。可配套高温炉(室温—300℃或更高)、高温夹具和高温引伸计,配合Smartest软件自动计算拉伸强度、弹性模量、屈服强度和断裂伸长率,为PEEK高温力学性能测试提供可靠平台。

结语
PEEK高温拉伸试验采用GB/T 1040.1和GB/T 1040.2标准,需要万能试验机+高温炉+高温夹具+高温引伸计,步骤包括试样制备、装夹、升温保温、加载、数据处理、降温。PEEK的Tg约143℃,在Tg以上、熔点(343℃)以下都可以进行拉伸试验,但力学性能会随温度升高而下降,接近熔点时不能测试。高温试验的关键是温度控制精度(±2℃)、保温时间(15—30分钟)、高温夹具和引伸计选择、加载速度控制和安全防护。