基本概念
聚丙烯是一种常见的热塑性塑料。低温拉伸测试是在较低温度环境下对聚丙烯材料进行拉伸试验，以研究其在低温条件下的力学性能。在低温环境中，聚丙烯的分子链运动受到限制，其拉伸性能与常温下可能会有显著差异，如拉伸强度可能会增加，而韧性可能会降低。
测试标准与设备
低温箱：这是进行低温拉伸测试的关键设备。它能够控制试验温度，温度范围一般可以根据需要设定，例如 - 60℃ -0℃。低温箱内应该有足够的空间来放置拉伸试验机和试样，并且箱内温度的均匀性要好，通常要求温度偏差在 ±2℃以内。
拉伸试验机：与常温拉伸试验机类似，它能够对试样施加轴向拉力，并测量拉力大小和试样的伸长量。试验机的精度要求较高，拉力测量误差一般应控制在±1% 以内，位移测量误差控制在 ±0.5% 以内。试验机应该具备合适的拉伸速度范围，以满足不同测试速度的要求。
试样夹具：夹具的设计要考虑到聚丙烯在低温下可能会变脆的特性。对于低温测试，夹具需要能够牢固地夹住试样，防止试样在拉伸过程中从夹具处滑脱。通常采用带有锯齿或纹路的夹具，以增加与试样的摩擦力。
国内外有多种相关标准可以参考。例如，在国内有 GB/T 1040.1 - 2018《塑料 拉伸性能的测定 第 1部分：总则》，该标准规定了塑料拉伸性能测试的一般原则和要求。在低温测试时，需要结合低温环境控制的要求来实施这些标准。国际上，ISO527 - 1:2012《塑料 - 拉伸性能的测定 - 第 1 部分：总则》和 ISO 527 - 2:2012《塑料 -拉伸性能的测定 - 第 2 部分：模塑和挤塑塑料的试验条件》也提供了类似的测试原则和规范。
测试标准
测试设备
试样制备
试样形状通常为哑铃状，以保证在拉伸过程中应力集中在中间的平行部分。例如，按照相关标准，Ⅰ 型试样中间平行部分长度为115±5mm，宽度为 6.0±0.4mm，厚度根据材料厚度确定，但一般不超过 10mm。
聚丙烯试样的制备方法有多种。可以通过注塑成型，将聚丙烯颗粒在注塑机中加工成所需形状的试样。在注塑过程中，要注意控制注塑温度、压力和注塑速度等参数，以确保试样质量。也可以采用挤出成型后切割的方法，挤出的聚丙烯型材经过切割、加工成规定尺寸的试样。在制备过程中，要避免试样出现缺陷，如气泡、裂纹等，因为这些缺陷会影响测试结果的准确性。
测试步骤
温度控制：将低温箱温度设置到所需的测试温度，例如 -20℃。在温度达到设定值后，需要将试样放置在低温箱内进行足够长时间的预处理，一般至少 2 - 3小时，以确保试样内外温度均匀一致。
安装试样：在低温箱内，将试样正确地安装在拉伸试验机的夹具上，确保试样的轴线与试验机的拉力方向一致。由于低温环境操作不便，安装过程需要格外小心，避免因操作不当而损坏试样。
设置测试参数：根据材料的类型和测试要求设置拉伸速度。对于聚丙烯低温拉伸测试，拉伸速度可以设置在 1 - 10mm/min之间。要设置好数据采集的频率，以便能够准确记录拉力和伸长量随时间或位移的变化关系。
进行测试：启动拉伸试验机，开始对试样施加拉力。在试验过程中，试验机自动记录拉力和相应的伸长量数据。随着拉力的增加，试样会逐渐伸长，直到试样断裂或达到规定的应变值。
数据处理：根据记录的数据，计算相关的拉伸性能参数。例如，拉伸强度可以通过Zui大拉力除以试样原始横截面积来计算，断裂伸长率可以通过断裂时的伸长量除以试样原始长度来计算。
结果分析与应用
在包装行业，聚丙烯常用于制作低温环境下使用的包装材料。通过低温拉伸测试，可以评估包装材料在冷链运输等低温环境下的力学性能，确保包装材料在低温下不会轻易破裂，从而保护产品。
在汽车零部件制造领域，一些聚丙烯零部件可能会在寒冷环境下工作。低温拉伸测试结果可以为零部件的材料选择和设计提供依据，使零部件在低温环境下具有足够的强度和韧性。
通过低温拉伸测试，可以得到聚丙烯在低温下的拉伸强度、断裂伸长率等参数。与常温测试结果对比，可以分析聚丙烯在低温下力学性能的变化。例如，如果低温下拉伸强度明显增加，说明聚丙烯在低温下抵抗拉伸的能力增强；如果断裂伸长率大幅降低，表明聚丙烯在低温下韧性变差。
研究聚丙烯低温拉伸性能的变化规律，还可以分析材料的微观结构变化。在低温下，聚丙烯分子链的运动能力下降，结晶度等微观结构可能会发生改变，这些变化会反映在拉伸性能上。
