Разрывная машина для пластмасс, полимеров и резины — это универсальная установка, которая растягивает, сжимает или изгибает образец и одновременно фиксирует силу и деформацию. По этим данным рассчитывают предел прочности при растяжении, относительное удлинение и модуль упругости — ключевые характеристики полимерных и эластомерных материалов. Ниже разберём, какие методы применяют для пластиков и резины, по каким ГОСТ и ISO их проводят и как подобрать модель под нагрузку и тип образца.
Содержание:
Какие испытания полимеров и резины проводят
Механические испытания полимеров и резины сводятся к нескольким базовым схемам нагружения, и почти все они выполняются на одной универсальной машине со сменной оснасткой. Чаще всего материал проверяют на растяжение: образец-лопатку зажимают с двух сторон и тянут с постоянной скоростью до разрыва. Для жёстких и конструкционных пластиков к этому добавляют сжатие и изгиб, а для эластомеров — растяжение с большими удлинениями.
Коротко о том, что определяет каждый метод:
- Растяжение — предел прочности, относительное удлинение и модуль упругости. Основной метод и для пластмасс, и для резины.
- Сжатие — прочность и деформацию при сжатии жёстких пластиков, пеноматериалов, эластомерных изделий. Проводят с плитами или на испытательных прессах.
- Изгиб — прочность и модуль при изгибе жёстких и хрупких пластиков.
Есть и характеристики, которые снимают не на разрывной машине: например, твёрдость резины по Шору А измеряют отдельным прибором. Подобрать установки под конкретный материал помогает раздел оборудование для испытания резины и пластмасс, а для контроля твёрдости — твердомеры и толщиномеры. Для сжатия жёстких образцов, помимо универсальной машины, применяют и специализированные испытательные прессы.
Стандарты ГОСТ и ISO
Метод, форма и размеры образца, скорость нагружения и условия испытания задаются стандартом — машина лишь воспроизводит эти условия и измеряет отклик материала. Для пластмасс и резины базовый набор выглядит так:
| Метод | Материал | ГОСТ | Аналог ISO |
| Растяжение | Пластмассы | ГОСТ 11262 | ISO 527 |
| Растяжение | Резина | ГОСТ 270 | — |
| Сжатие | Пластмассы | ГОСТ 4651 | ISO 604 |
| Изгиб | Пластмассы | ГОСТ 4648 | ISO 178 |
Испытание пластмасс на растяжение по ГОСТ 11262 (ISO 527) — самый частый запрос: по нему определяют прочность и удлинение, а с экстензометром — и модуль упругости. Резину испытывают по ГОСТ 270, где ключевую роль играют большие деформации до разрыва. Прежде чем выбирать оборудование, полезно свериться с перечнем ГОСТов и регламентов ТС и точной редакцией нужного стандарта: требования к образцу и скорости в разных версиях отличаются.
Характеристики и диаграмма «нагрузка–деформация»
В ходе испытания машина непрерывно записывает диаграмму «нагрузка–деформация». Из неё рассчитывают все нормируемые показатели, а форма кривой сразу показывает характер материала: хрупкий он или пластичный, где заканчивается упругая область и как наступает разрушение.
| Характеристика | Что показывает | Как определяют |
| Предел прочности при растяжении | Максимальное напряжение, которое выдерживает материал | По наибольшей нагрузке и начальному сечению образца |
| Относительное удлинение | Способность материала растягиваться до разрыва, % | По деформации образца в момент разрушения |
| Модуль упругости | Жёсткость материала в упругой области | По наклону начального участка диаграммы (нужен экстензометр) |
Диаграмму и итоговый протокол по нужному стандарту формирует фирменное ПО «Испытательная лаборатория» (российская разработка) с конструктором отчётов и архивом испытаний, если машина укомплектована ПК или ноутбуком вместо пульта. Важно помнить: предел прочности и удлинение при разрыве машина определяет и по перемещению траверсы, а вот для корректного модуля упругости нужна точная деформация на базе образца.
Захваты и экстензометр для полимеров
Захваты — половина успеха при испытании полимеров и особенно резины. Эластомеры сильно растягиваются и «выползают» из обычных клиновых зажимов, а тонкие плёнки рвутся прямо в месте закрепления. Поэтому для эластомеров применяют пневмозахваты или самозажимные захваты: они удерживают образец с постоянным усилием и не дают ему проскальзывать по мере роста нагрузки. «Метротекс» выпускает оснастку серии «МТ-Z» (в том числе самозажимные зажимы) и изготавливает захваты под конкретный метод по чертежам или техзаданию заказчика — подобрать вариант можно в разделе захваты для испытательных и разрывных машин.
Экстензометр нужен там, где важна точность деформации. Перемещение траверсы включает податливость самой машины и проскальзывание в захватах, поэтому для модуля упругости и точного относительного удлинения деформацию измеряют непосредственно на рабочей длине образца. Как это работает на практике, показано в материале о работе с длинноходовым экстензометром на испытательной машине.
Подходящие машины «МТ»
Модель подбирают прежде всего по нагрузке: максимальное усилие машины должно с запасом превышать разрушающую нагрузку образца, а датчик силы лучше загружать в средней части диапазона — так измерения точнее. Плёнки, тонкие пластики и большинство резин рвутся при усилиях от сотен ньютон до нескольких килоньютон, поэтому им достаточно одностоечной машины. Для образцов большего сечения и конструкционных пластиков берут двухзонную машину на бо́льшую нагрузку. Обзор всей линейки — на странице разрывные испытательные машины.
| Модель | Тип | Максимальная нагрузка | Для чего подходит |
| Разрывная машина МТ 110-2 | Одностоечная | до 2 кН | Плёнки, тонкие пластики, резина, малые усилия |
| Универсальная двухзонная МТ(М) 120-5 | Двухзонная | до 5 кН | Более широкая программа: растяжение, сжатие, изгиб |
Диапазон нагрузок всей серии «МТ» — примерно от единиц ньютон до 500 кН, а скорость нагружения регулируется под требования стандарта. Машины комплектуются пультом оператора или ПК с ПО, захваты и экстензометр устанавливаются опционально; серия «МТ» внесена в Госреестр средств измерений (свидетельство об утверждении типа № 57296-14). Как читать метрологические и технические характеристики при сравнении моделей, подробно разобрано в статье о характеристиках машин серии «МТ».
«Метротекс» — российский производитель: разработка и ПО отечественные, при этом часть узлов (сервопривод, тензометрия, рама) — импортные. Помимо выпуска оборудования компания оказывает метрологические услуги, включая аттестацию испытательного оборудования по ГОСТ Р 8.568, поверку и калибровку первичных преобразователей. Точную стоимость и комплектацию под задачу уточняйте через «Уточнить цену» — конкретную модель подберут под ваш материал и стандарт.
Частые вопросы
Какая разрывная машина нужна для плёнок и тонких пластиков? Обычно достаточно одностоечной машины на малые усилия с подходящими захватами, чтобы образец не рвался в месте закрепления. Датчик силы стоит подбирать так, чтобы рабочая нагрузка приходилась на среднюю часть его диапазона.
Чем испытание резины отличается от испытания пластмасс? Резина даёт большие удлинения и склонна проскальзывать в зажимах, поэтому нужны самозажимные захваты или пневмозахваты, а метод — ГОСТ 270. Пластмассы на растяжение испытывают по ГОСТ 11262 (ISO 527), а жёсткие и хрупкие — дополнительно на изгиб и сжатие.
Нужен ли экстензометр? Для предела прочности и удлинения при разрыве можно обойтись без него. Но для модуля упругости и точного относительного удлинения экстензометр обязателен, поскольку он измеряет деформацию на самом образце, а не перемещение траверсы.
Можно ли на одной машине делать растяжение, сжатие и изгиб? Да, универсальная машина выполняет все три метода при смене оснастки: захваты для растяжения, плиты или пресс для сжатия, приспособление для изгиба. Это удобно, когда лаборатория работает с разными типами полимеров.
Выдаёт ли «Метротекс» сертификат на мою продукцию? Нет. «Метротекс» — производитель испытательного оборудования и оказывает метрологические услуги (аттестация оборудования, поверка и калибровка узлов, метрологическая экспертиза), но не является органом по сертификации и не выдаёт сертификаты или декларации на продукцию заказчика.
Коротко о главном
Разрывная машина для пластмасс, полимеров и резины определяет предел прочности при растяжении, относительное удлинение и модуль упругости по диаграмме «нагрузка–деформация». Методы и стандарты зависят от материала: растяжение пластмасс — ГОСТ 11262 (ISO 527), сжатие — ГОСТ 4651 (ISO 604), изгиб — ГОСТ 4648 (ISO 178), резина — ГОСТ 270. Успех испытания решают правильные захваты (для эластомеров — пневмозахваты или самозажимные) и экстензометр для точного модуля, а модель подбирают по разрушающей нагрузке образца. Специалисты «Метротекс» помогут подобрать разрывную машину и оснастку под ваш материал и стандарт — оставьте запрос «Уточнить цену», и вам предложат подходящую конфигурацию.