薄膜材料廣泛應(yīng)用于食品包裝、醫(yī)藥包材、農(nóng)業(yè)覆蓋、電子器件及新能源等領(lǐng)域，其力學(xué)性能直接關(guān)系到產(chǎn)品的使用可靠性與安全性。其中，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率是評(píng)價(jià)薄膜材料機(jī)械性能的兩個(gè)核心指標(biāo)，分別反映材料抵抗外力破壞的能力及其延展性。為準(zhǔn)確獲取這兩項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)，薄膜拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)儀（又稱薄膜拉力機(jī)或智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)）已成為實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)線質(zhì)量控制中的檢測(cè)設(shè)備。本文將系統(tǒng)介紹該儀器對(duì)薄膜材料拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率的檢測(cè)原理、方法步驟及所依據(jù)的國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)。

一、關(guān)鍵性能指標(biāo)定義

1. 拉伸強(qiáng)度（Tensile Strength）

• 指薄膜在拉伸過(guò)程中所能承受的最大應(yīng)力，單位為兆帕（MPa）或牛頓每平方毫米（N/mm2）。

2. 斷裂伸長(zhǎng)率（Elongation at Break）

• 指試樣在拉斷時(shí)標(biāo)距段的伸長(zhǎng)量與原始標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比，反映材料的塑性變形能力。

二、薄膜拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)儀的工作原理與結(jié)構(gòu)

1. 工作原理

試驗(yàn)儀通過(guò)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)上下夾具以恒定速度分離，對(duì)夾持的薄膜試樣施加單軸拉伸載荷，同步采集拉力與位移數(shù)據(jù)，自動(dòng)繪制“應(yīng)力-應(yīng)變"或“力-位移"曲線，并計(jì)算拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率。

2. 主要組成部分

• 高精度負(fù)荷傳感器：量程通常為0~500 N，精度達(dá)0.5級(jí)或更高；

• 精密滾珠絲杠與伺服控制系統(tǒng)：確保拉伸速度穩(wěn)定（如50 mm/min、100 mm/min等）；

• 薄膜專用夾具：防止試樣打滑或局部撕裂；

• 智能軟件系統(tǒng)：支持標(biāo)準(zhǔn)模板調(diào)用、自動(dòng)計(jì)算、數(shù)據(jù)導(dǎo)出及報(bào)告生成。

三、檢測(cè)方法步驟（依據(jù)GB/T 1040.3）

1. 試樣制備

• 按標(biāo)準(zhǔn)裁取啞鈴型或矩形試樣（常用寬度10–15 mm，標(biāo)距50 mm）；

• 厚度需用測(cè)厚儀在標(biāo)距內(nèi)多點(diǎn)測(cè)量，取平均值；

• 試樣數(shù)量不少于5個(gè)，確保統(tǒng)計(jì)有效性。

2. 環(huán)境調(diào)節(jié)

• 在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境（溫度23±2℃，相對(duì)濕度50±5%）下?tīng)顟B(tài)調(diào)節(jié)至少4小時(shí)（部分材料需更長(zhǎng)時(shí)間）。

3. 儀器設(shè)置

• 選擇對(duì)應(yīng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)（如GB/T 1040.3、ISO 527-3、ASTM D882）；

• 設(shè)置拉伸速度（常見(jiàn)為50 mm/min或100 mm/min，具體依材料而定）；

• 輸入試樣尺寸（寬度、厚度、標(biāo)距）。

4. 裝夾試樣

• 將試樣平整夾入上下夾具，避免預(yù)張力或扭曲；

• 對(duì)于易滑脫薄膜（如PE、PP），可使用帶鋸齒面夾具或襯墊紙。

5. 啟動(dòng)測(cè)試

• 自動(dòng)運(yùn)行至試樣斷裂，儀器實(shí)時(shí)記錄最大力值與斷裂位移；

• 軟件自動(dòng)計(jì)算拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率。

6. 數(shù)據(jù)處理

• 剔除異常數(shù)據(jù)后，計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差；

• 判定是否符合產(chǎn)品技術(shù)要求或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)限值。

四、測(cè)試注意事項(xiàng)

1. 試樣均勻性：避免有折痕、氣泡或厚度不均區(qū)域；

2. 夾持方式：過(guò)緊易造成應(yīng)力集中提前斷裂，過(guò)松則打滑導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真；

3. 拉伸速度影響：速度越快，拉伸強(qiáng)度通常越高，必須嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；

4. 環(huán)境溫濕度：尤其對(duì)吸濕性材料（如PA、EVOH）影響顯著；

5. 厚度測(cè)量精度：厚度誤差對(duì)拉伸強(qiáng)度計(jì)算影響極大，建議使用數(shù)顯測(cè)厚儀。

薄膜拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)儀通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化的測(cè)試流程，為薄膜材料的研發(fā)、生產(chǎn)與質(zhì)量控制提供了科學(xué)可靠的數(shù)據(jù)支撐。準(zhǔn)確測(cè)定拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率，不僅有助于評(píng)估材料的力學(xué)性能，還能指導(dǎo)配方優(yōu)化、工藝改進(jìn)及終端應(yīng)用適配。