聚合物拉伸强度的测定

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1、目录实验1材料拉伸性能2实验2材料弯曲性能5实验3材料介电常数测试8实验4差热分析11实验5热重分析18实验6材料热膨胀系数的测定25实验7材料硬度测试27实验8材料冲击性能测试34实验9材料透光性能测试37实验10材料导热系数测定41实验11材料的蠕变实验46实验12材料气孔率与体积密度的测定49实验13聚合物材料维卡软化点的测定5759实验1材料拉伸性能一、实验目的通过实验了解聚合物材料拉伸强度及断裂伸长率的意义，熟悉它们的测试方法；并通过测试应力—应变曲线来判断不同聚合物材料的力学性能。二、实验原理为了评价聚合物材料的力学性能，

2、通常用等速施力下所获得的应力—应变曲线来进行描述。这里，所谓应力是指拉伸力引起的在试样内部单位截面上产生的内应力；而应变是指试样在外力作用下发生形变时，相对其原尺寸的相对形变量。不同种类聚合物有不同的应力—应变曲线。图1无定形聚合物的应力－应变曲线从曲线的形状以及和σt和εt的大小，可以看出材料的性能，并借以判断它的应用范围。如从σt的大小，可以判断材料的强与弱；而从εt的大小，更正确地讲是从曲线下的面积大小，可判断材料的脆性与韧性。如果要使材料产生链段运动及分子位移所需的负荷较大，材料就较强及硬。结晶型聚合物的应力—应变曲线与无定型

3、聚合物的曲线是有差异的，它的典型曲线如图2所示。微晶在点以后将出现取向或熔解，然后沿力场方向进行重排或重结晶，故σc称重点结晶强度，它同时也是材料“屈服”的反映。从宏观上看，材料在点将出现细颈，随着拉伸的进行，细颈不断发展，至点细颈发展完全，然后应力继续增大至点时，材料就断裂。材料的组成、化学结构及聚态结构都会对应力与应变产生影响。归纳各种不同类聚合物的应力—应变曲线，主要有以下5种类型，如图3所示。59图2结晶型聚合物的应力—应变曲线图35种类型聚合物的应力—应变曲线应力—应变实验所得的数据也与温度、湿度、拉伸速度有关，因此，应规定

4、一定的测试条件。三、实验仪器WDW1020型电子万能试验机四、试样制备拉伸实验中所用的试样依据不同材料可按国家标准GB1040—5970加工成不同形状和尺寸。每组试样应不少于5个。试验前，需对试样的外观进行检查，试样应表面平整，无气泡、裂纹、分层和机械损伤等缺陷。另外，为了减小环境对试样性能的影响，应在测试前将试样在测试环境中放置一定时间，使试样与测试环境达到平衡。一般试样越厚，放置时间应越长，具体按国家标准规定。五、试验步骤（1）将合格试样编号，并在试样平行部分划二标线（即标距），测量试样工作段任意三处宽度和厚度，取其平均值。（2）

5、安装拉伸试验用夹具。（3）调整引伸计标距至规定值。（4）装夹试样，要使试样纵轴与上下夹头的中心线重合。（5）在工作段装夹大变形引伸计，使引伸计中心线与上下夹头的中心线重合。（6）录入试样信息并按照标准设置试验条件。（7）联机。检查屏幕显示的试验信息是否正确，如有不适之处进行修改，然后对负荷清零、轴向变形清零、位移清零。按“试验开始”键，进行试验，横梁以设定的速度开始移动，同时屏幕显示出试验曲线（根据需要可随时打开想要观察的曲线，如：应力—应变曲线、负荷—变形曲线等多种曲线），观察试样直到被拉断为止，按“试验结束”键，结束试验。（8）按

6、“数据管理”键，查看试验结果。思考题：1．影响拉伸强度的因素有哪些？2．在拉伸实验中，如何测定模量？59实验2材料弯曲性能一、实验目的了解聚合物材料弯曲强度的意义和测试方法，掌握用电子万能试验机测试聚合物材料弯曲性能的实验技术。二、实验原理弯曲是试样在弯曲应力作用下的形变行为。弯曲负载所产生的应力是压缩应力和拉伸应力的组合，其作用情况见图1所示。表征弯曲形变行为的指标有弯曲应力、弯曲强度、弯曲模量及挠度等。图1支梁受到力的作用而弯曲的情况弯曲强度σf，也称挠曲强度（单位MPa），是试样在弯曲负荷下破裂或达到规定挠度时能承受的最大应力。

7、挠度S是指试样弯曲过程中，试样跨距中心的顶面或底面偏离原始位置的距离（mm）。弯曲应变εf是试样跨度中心外表面上单元长度的微量变化，用无量纲的比值或百分数表示。挠度和应变的关系为：S=εfL2/6h（为试样跨度，为试样厚度）。当试样弯曲形变产生断裂时，材料的极限弯曲强度就是弯曲强度，但是，有些聚合物在发生很大的形变时也不发生破坏或断裂，这样就不能测定其极限弯曲强度，这时，通常是以试样外层纤维的最大应变达到5%时的应力作为弯曲屈服强度。与拉伸试验相比，弯曲试验有以下优点。假如有一种用做梁的材料可能在弯曲时破坏，那么对于设计或确定技术特性

8、来说，弯曲试验要比拉伸试验更适用。制备没有残余应变的弯曲试样是比较容易的，但在拉伸试样中试样的校直就比较困难。弯曲试验的另一优点是在小应变下，实际的形变测量大的足以精确进行。弯曲性能测试有以下主要影响因素：①试样尺寸和加