广东省有色工业建筑质量检测站有限公司 广东 广州 510725
摘要：本文按《热塑性塑料管材 拉伸性能测定 第1部分 总则》GB/T 8804.1- 2003、《热塑性塑料管材 拉伸性能测定 第2部分 硬聚氯乙烯（PVC-U）、氯化聚氯乙烯（PVC-C）和高抗冲聚氯乙烯（PVC-HI）管材》GB/T 8804.2-2003方法试验，分析了PVC-U排水管材在样品、环境、人员、试验方法等条件下对拉伸屈服应力结果的影响。
关键词：PVC-U排水管材；拉伸屈服应力；样品加工条件；环境条件；试验速率；
1、前言
随着科学技术的快速发展，塑料制品已被得到广泛的运用。目前，建筑行业管道制品主要以PVC、PE、PP为原料加工而成，其中PVC-U排水管材运用的最为广泛。而PVC-U排水管材中拉伸屈服应力是一项重要的力学性能指标，国家相关标准对此项要求也非常严格。
2、试验准备
2.1、样品制备
取一根性能稳定的PVC-U排水管材（外径110mm），从管材上截取24组试样，其中两组以冲裁的方式加工制成，另外22组以机械加工的方式制成。
2.2、仪器设备
万能试验机WTT-20、烘箱101-5、制样机SG-ZY-E、电子游标卡尺、壁厚千分尺。
2.3、试验方法
按《热塑性塑料管材 拉伸性能测定 第1部分 总则》GB/T 8804.1-2003、《热塑性塑料管材 拉伸性能测定 第2部分 硬聚氯乙烯（PVC-U）、氯化聚氯乙烯（PVC-C）和高抗冲聚氯乙烯（PVC-HI）管材》GB/T 8804.2-2003测定，试验速率为5mm/min±0.5mm/min。
2.4、样品状态调节
将样品置于23℃±2℃的环境中进行状态调节，调节时间3h±15min。
3、不同因素对测试结果的影响
3.1、试样以不同加工方式下的拉伸屈服应力
抽取以冲裁方式制成的样品两组，分别编号为1#和2#，以机械加工制成的样品两组，分别编号为3#和4#，在标准温度23℃下进行试验，试验速率为5mm/min,试验结果如表1。
表1
编号 | 1# | 2# | 3# | 4# |
拉伸屈服应力（MPa） | 42.6 | 42.8 | 42.7 | 42.7 |
42.7 | 42.8 | 42.7 | 42.8 | |
42.5 | 42.7 | 43.0 | 42.7 | |
42.5 | 42.8 | 42.8 | 43.0 | |
42.7 | 42.5 | 42.9 | 42.7 | |
平均值（MPa） | 42.6 | 42.7 | 42.8 | 42.8 |
3.2、试样在不同环境条件下的拉伸屈服应力
抽取以机械加工制成的试样10组，分别编号为5#、6#、7#、8#、9#、10#、11#、12#、13#、14#。将5#、6#置于19℃下调节并试验；将7#、8#置于21℃下调节并试验；将9#、10#置于23℃下调节并试验；将11#、12#置于25℃下调节并试验；将13#、14#置于27℃下调节并试验。试验结果如表2。
表2
编号 | 5# | 6# | 7# | 8# | 9# | 10# | 11# | 12# | 13# | 14# |
拉伸屈服应力（MPa） | 43.5 | 43.6 | 43.0 | 43.0 | 42.7 | 42.8 | 42.0 | 42.1 | 41.6 | 41.6 |
43.5 | 43.5 | 43.1 | 43.1 | 42.5 | 42.7 | 42.1 | 42.0 | 41.3 | 41.7 | |
43.9 | 43.5 | 43.0 | 42.9 | 42.5 | 42.7 | 42.2 | 41.8 | 41.3 | 41.7 | |
43.8 | 43.8 | 43.0 | 43.1 | 42.8 | 42.9 | 42.1 | 42.1 | 41.7 | 41.4 | |
43.7 | 43.6 | 43.2 | 43.3 | 42.6 | 42.7 | 41.9 | 42.1 | 41.5 | 41.4 | |
平均值（MPa） | 43.7 | 43.6 | 43.1 | 43.1 | 42.6 | 42.8 | 42.1 | 42.0 | 41.5 | 41.6 |
3.3、试样在不同试验速率下的拉伸屈服应力
抽取以机械加工制成的样品6组，分别编号为15#、16#、17#、18#、19#、20#。将抽取的试样置于标准温度23℃下进行状态调节并试验，15#、16#试验拉伸速率为5mm/min,17#、18#试验拉伸速率为10mm/min，19#、20#试验拉伸速率为15mm/min。所得结果如表3所示。
表3
编号 | 15# | 16# | 17# | 18# | 19# | 20# |
拉伸屈服应力（MPa） | 42.7 | 42.6 | 43.1 | 43.2 | 43.6 | 43.8 |
42.9 | 42.8 | 43.3 | 43.2 | 43.9 | 43.9 | |
42.7 | 42.8 | 43.1 | 43.1 | 43.7 | 43.8 | |
43.0 | 42.9 | 42.9 | 43.4 | 43.7 | 43.6 | |
42.8 | 42.5 | 43.2 | 43.0 | 43.6 | 43.6 | |
平均值（MPa） | 42.8 | 42.7 | 43.1 | 43.2 | 43.7 | 43.7 |
3.4、试样在不同人员操作下的拉伸屈服应力
抽取以机械加工制成的试样4组，分别编号为21#、22#、23#、24#，并将试样置于标准温度23℃下进行状态调节，以不同试验人员在相同条件下进行试验，试验结果如表4。
表4
编号 | 21# | 22# | 23# | 24# |
拉伸屈服应力（MPa） | 42.6 | 42.5 | 42.5 | 42.5 |
42.8 | 42.6 | 42.6 | 42.4 | |
42.5 | 42.8 | 42.5 | 42.6 | |
42.5 | 42.6 | 42.7 | 42.6 | |
42.8 | 42.7 | 42.6 | 42.5 | |
平均值（MPa） | 42.6 | 42.6 | 42.6 | 42.5 |
4、结论
⑴由表1可知，在相同条件下，以冲裁方式加工制成的样品和以机械加工制成的样品，其拉伸屈服应力影响不大。
⑵由表2可知，在相同条件下，环境温度越高，其拉伸屈服应力越大。这是因为材料随温度升高，弹性模量减小，塑料变软变韧，屈服应力随温度的降低而增大，断裂应力也随温度的降低而增大，屈服应力增加较快。
⑶由表3可知，在相同条件下，拉伸速率越高，拉伸屈服应力越大。这是因为材料随拉伸速率提高，材料的模量增加，屈服应力增大，而断裂伸长率减小。
⑷由表4可知，不同的试验人员在相同条件下，其试验结果也存在一定的差异，这是因为不同试验人员在对试样尺寸测量时存在一定的误差，经试验研究表明，如果宽度增加0.02mm，结果减小0.12MPa，厚度增加0.02mm，结果减小0.25MPa，厚度和宽度同时增加0.02mm，结果减小0.39MPa。
5、建议
试验结果研究表明，为保证试验结果的准确性和可靠性，试验人员需有较高的责任心，严格按标准规范进行试验，对试验环境严格把控，加强试验人员的培训，提高试验人员的素质，加强仪器设备的检定/校准，减少因人员和仪器设备对试验结果造成的误差。
参考文献：
[1]金日光，华幼卿.高分子物理[M].北京：化学工业出版社，2006:221；
[2]GB/T 8804.1-2003热塑性塑料管材 拉伸性能测定 第1部分 总则；
[3]GB/T 8804.2-2003热塑性塑料管材 拉伸性能测定 第2部分 硬聚氯乙烯（PVC-U）、氯化聚氯乙烯（PVC-C）和高抗冲聚氯乙烯（PVC-HI）管材。
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