Właściwości mechaniczne tworzyw sztucznych można badać m.in. maszyną wytrzymałościową. Aparatura ta pozwala na mierzenie naprężenia oraz odkształcenia przy dowolnej prędkości rozciągania, zginania lub ściskania.
Próba rozciągania polega na jednoosiowym odkształcaniu próbek i mierzeniu powstających sił. Badanie te jest jednym z najczęściej stosowanych oraz stanowi podstawowe źródło informacji o mechanicznych właściwościach tworzyw sztucznych. Wśród wielkości mierzonych podczas próby rozciągania wyróżniamy:
- wytrzymałość na rozciąganie – naprężenie rozciągające, przy którym siła obciążająca uzyskuje maksymalną wartość,
- granica sprężystości – naprężenie, po przekroczeniu którego materiał nie wraca do swojego pierwotnego wymiaru,
- umowna granica sprężystości – wartość naprężenia rozciągającego, które wywołuje wydłużenie trwałe = 0,05% pierwotnej długości pomiarowej próbki,
- wydłużenie bezwzględne – różnica między końcową a początkową długością odcinka pomiarowego.
Podczas próby ściskania, występują również te same podstawowe wielkości – odkształcenie oraz naprężenie. Pojęcia, które służą do scharakteryzowania właściwości mechanicznych tworzyw sztucznych to:
- wytrzymałość na ściskanie,
- granica plastyczności,
- umowna granica plastyczności.
Definicje powyższych pojęć są analogiczne do tych opisanych w przypadku próby rozciągania.
Próbie ściskania poddaje się głównie tworzywa kruche, gdyż ulegają one wyraźnemu zniszczeniu. Istnieje możliwość ściskania tworzyw miękkich w celu uzyskania charakterystyki eksploatacyjnej, natomiast próbki tego typu nie pękają, lecz ulegają spłaszczeniu.
Do przeprowadzenia próby ściskania potrzebne są znacznie większe maszyny wytrzymałościowe, niż te przeznaczone do rozciągania. Spowodowane jest to przede wszystkim koniecznością uzyskania wielokrotnie większych sił.
Próba zginania polega na obciążaniu próbki punktowo. Próbka musi być podparta na obu końcach, natomiast przykładana siła musi być skierowana prostopadle do jej osi podłużnej. Podczas takiej próby, analogicznie jak podczas rozciągania i ściskania, istnieje możliwość otrzymania wykresu zależności naprężenia od odkształcenia. Główną mierzoną wielkością jest wytrzymałość na zginanie.
Badanie te jest stosowane do tworzyw kruchych i sztywnych – wymagane jest, aby próbka uległa pęknięciu. W przypadku niespełnienia tego warunku, gdy tworzywo jest silnie odkształcalne i ulega zginaniu podczas badania, próbkę można poddawać obciążeniu w ograniczonym zakresie.
Maszyna wytrzymałościowa jest uniwersalnym urządzeniem, pozwalającym scharakteryzować istotne parametry wielu materiałów. Można ją wyposażyć również w specjalne oprzyrządowanie (takie jak komora termostatująca), aby dokładnie odwzorować środowisko, w jakim będzie znajdowało się badane tworzywo.
