1、高分子材料典型力學性能測試實驗實驗報告學 號姓名專業班級實驗地點指導教師實驗時間實驗序號:實驗項目名稱：機械性能測試在這一實驗中將選取兩種典型的高分子材料力學測試實驗，即拉伸實驗及沖擊試驗作為介紹。實驗一：高分子材料拉伸實驗一、 實驗目的(1)熟悉高分子材料拉伸性能測試標準條件、測試原理及其操作，了解測試條件對測定結果的影響。(2)通過應力一應變曲線，判斷不同高分子材料的性能特征。二、實驗原理在規定的實驗溫度、濕度和實驗速率下，在標準試樣(通常為啞鈴形)的兩端沿軸向施加載荷宜至拉斷為止。拉伸強度定義為斷裂前試樣承受晟大載荷與1）彈性形變。在Y點之前，應力隨應變正比增加，從宜線斜率可以求出楊 氏

2、棋M E。從分子機理看，這階段的普彈性行為主要是由高分子的健角、鍵長變化引起。2）屈服。應力在Y點達到極大值，這點稱為屈服點，其應力稱為屈服應力。3）強迫高彈形交（大形交）：過了 Y點應力反而降低。這是由于在大的外 力幫助下, 玻璃態聚合物本來被凍結的鏈段開始運動，高分子鏈的伸展提供了材料的大的形變。運動本質與橡膠的高彈態一樣，只不過是在外力作用下發生的，為了與普通高彈形變區分，通常稱為強迫高彈形變。這一階段加熱可恢復。4）應變硬化。繼續拉伸，分子鏈取向排列，使硬度提高，需更大的力才能形變。5）斷裂。達到B點時，材料斷裂，斷裂對應的應力 E即抗張強度；斷裂 時的應交又 稱為斷裂伸長率。宜至斷裂

3、，整條曲線所包圍的面積S相當于斷裂功。 結晶態聚合物拉伸時的應力-應變曲線，也同樣經歷了五個階段，除了棋M 和屈服應力較大外，其主 要特點是細頸化和冷拉。所謂細頸化是指試樣在一處或幾處薄弱環節首先變細，此后細頸部分逐漸縮短，宜至整個試樣變細為止。由于是在較低溫度下出現的不均勻拉伸，所以又稱為冷拉。將試樣夾持在專用夾具上，對試樣施加靜態拉伸負荷，通過壓力傳感器、形變測M裝置以及計算機處理，測繪出試樣在拉伸交形過程中的拉伸應力一應交曲線，計算出曲線上的特征點如試樣宜至斷裂為止所承受的晟天拉伸應力（拉伸強度）、試樣斷裂時的拉伸應力（拉伸斷裂應力）、在拉伸應力一應變曲線上屈服點處的應力（拉伸屈服應力）

4、和試樣斷裂時標線間距離的增加M與初始標距之比（斷裂伸長率，以百分數表示）。所涉及的相關計算公式：（1）拉伸強度或拉伸斷裂應力或拉伸屈服應力或借置屈服應力66按式（1）計算：Pat=bd（1）式中c抗拉伸強度或拉伸斷裂應力或拉伸屈服應力或偏置屈服應力，MPa;p一晟大負荷或斷裂負荷或屈服負荷或偏置屈服負荷，N； b一實驗寬度，mm；d一試樣厚度，mm。x 100%（2）斷裂伸長率£占按式（2）計算：G -G O式中哄一斷裂伸長率，%；G,一 試樣原始標距，mm;G試樣斷裂時標線間距離，mmo(3)模拉伸模M通常由拉伸初始階段的應力與應交比例按式(3)計E=a/e(3)各種不同類聚合物對

5、應不同應力-應萸曲線，主要有5種不同類型：軟而弱、 硬 而脆、硬而強、軟而韌、硬而韌。一般判斷規則：硬與軟從漠M比較；強與弱 從屈 服應力比較；脆與韌則可從斷裂伸長率或斷裂功比較。實際聚合物材料通常只是典型應力-應變曲線的一部分或者萸異，而且應力-應更試驗所得的數據也與溫度、濕度、拉伸速度有關。三、實驗材料(1)實驗原料：韌性材料(HDPE或PP或PES)、脆性材料(PS或PLA)。(2)試樣的制備方法：注塑成型。(3)試樣的形狀及尺寸：I型，如圖1-1及表1-1所示。1z.圖LT I型試祥(2)實驗拉伸速度的選擇：不同的材料由于尺寸效應不同，故應盡M減少缺陷和結構不均勻性對測定結果的影響，按

6、國家標準規定的拉伸試樣類型選擇相應的實驗速度。 四、 實驗儀器、用具及樣條(1)實驗機：微機控制10kN電子萬能試驗機，試樣的狀態調節和實驗環境按GB2918規定進行。(2)游標卡尺(3)實驗樣條：韌性及 ？臆性材料按照規定注塑成型，I型試樣。試樣表面 應平整，無氣泡、裂紋、分層及機械加工損傷等缺陷。五、實驗步驟(1)準備兩組標準試樣(韌性、脆性)。(2)測M試樣中間平行部分的寬度和厚度，精確至 0.01 mmo(3)熟悉萬能試驗機的面板、指示燈、顯示窗等，進行實驗參數設定。(4)夾持試樣，夾具夾持試樣時，要使試樣縱軸與上、下夾具中心連線相重合，并且要松緊適宜，以防止試樣滑脫或斷在夾具內。(5

7、)試驗：點擊負荷、萸形等清零，點擊開始試驗，進行拉伸試驗。(6)觀察拉伸過程的更形特征，宜到試樣斷裂為止，記錄試驗數據。若試樣斷裂在中間標距之外時，此試樣作廢。(7)分析數據。六、實驗注意事項(1)實驗前認真預習，集中精神聽老師講解，操作試驗機時，認真細致，注意安全。(2)夾具安裝時應注意上下垂宜在同一平面上，防止實驗過程中試樣性能受到額外剪切力的影響。七、分析與討論塑料薄膜拉伸測試-TSO試驗報告夾具間初始眸L 88. 93 nrn%初始品喃L斷裂能屋拉伸模曲拉伸強湊CM帚廿試樣寬庚試樣厚度nunIHP aHPaNirmUXD 第1根88. 9362.94162. 21399. 3411.2

8、33. 586.940. 05力-位移曲線61218243036424854601)/uni塑料薄膜拉伸測試-TSO試驗報告力他移曲線N夾具閭初始距離L 22. S5 iriiL| 1初始跟圖L斷后伸長率A技伸強縻最大力試樣置縻試樣厘縻n( n%JHPaNPaNntnon第1根22.85286.2374.22117. 9914.111.4120. 05塑料薄膜拉伸用愕和ISO試驗報告夬同間初始距庚L 7444 E初始足隔L浙后伸畏率A斷裂自炎量拉伸模帛最大力試祥眉度nun%JKPaHPaNnunnunr第i根74.1442. 941823. 422663. 87112.5582.176.240

9、.12拉伸實驗結果中，圖1和圖2是相同材料PP在不同大小相同厚度的試樣拉伸的 結N go l048121520242832 碼 40man果，從中可以看出兩個的力-位移曲線走位大致相同，但試樣小的斷裂伸長率大于試樣大的斷裂伸長率。從圖1和圖3可以看出PP和PET兩種不同材料在拉伸 力學性能上 截然不同。PET的彈性模M、斷裂棋M、拉伸強度均大于PP, PET的性能較韌，強度高； PP表現出相對軟而韌的力學性質。實驗條件對拉伸性能的影響有：1、溫度增天，分子內活動加速，材料宏觀性能明顯交得軟而韌，其拉伸強度降低而伸長率增大。2、拉伸能速度宜接影響材料抵抗外載荷的表現，拉伸速度增大，材料來不及發生

10、交化而表現出相對脆性的斷裂。3、濕度對材料的影響類似于溫度，斷裂強度減小，伸長率增大。實驗二：高分子材料沖擊實驗一、實驗目的及要求1 . 了解高分子材料的沖擊性能2 .理解擺錘式抗沖擊強度試驗機的原理3 .掌握沖擊強度的測試方法二、實驗設備（環境）及要求實驗儀器和材料1、 試驗機試驗機為擺錘式（懸臂梁和簡支梁），并由擺錘、試樣支座、能M指示機構和機體等主要構件組成。能指示試樣破壞過程中所吹收的沖擊能2、擺體擺體是試驗機的核心部分，它包括旋轉軸、擺桿、據錘和沖擊刀刃等部件。旋轉軸心到擺錘打擊中心的距離與旋轉軸心至試樣中心距離應一致。兩者之差不應超過后者的蟲。沖擊刀刃規定夾角為 3 （） 士 1。

11、端部圓弧半徑為2.0i0.5 mmo擺錘下擺時，刀刃通過兩支座問的中央偏差不得超過土（）.2 mm,刀刃應與試樣的 沖擊面接觸。接觸線應與試樣長軸線相垂宜，偏差不超過士2。3、試樣支座為兩塊安裝牢周的支撐塊，能使試樣成水平，其偏差在1/20以內。在沖擊瞬 間應能使試樣打擊面平行于擺錘沖擊刀刃,其偏差在1/20（）以內。支撐刃前角為 5°,后角為10 ± 1。，端部圓弧半徑為lmmo4、能M指示機構能M指示機構包括指示度盤和指針。應對能M度盤的摩掠、風阻損失和示值誤差做準確的校正。5、機體機體為剛性良好的金屬框架，并牢固地因定在質M至少為所用最重擺錘質M40借的基咄上。本試驗

12、采用帶缺口試樣。試樣表面應平整、無氣泡、裂紋、分層和明顯雜質。試樣缺口處應無毛刺。三、實驗內容與步驟1、試樣制備(1)制備特定形狀尺寸標準的兩種樣條 (韌性、.臆性材料)，并打磨光滑，使 無毛刺、 裂痕。(2)測M試樣中部的寬度和厚度，準確至 0.05mmo2、根據試樣破壞時所需的能M選擇擺錘，使消耗的能M在擺錘總能M的10-85%范圍內。3、抬起并鎖住擺錘，把試樣按規定放置在兩支撐塊上，試樣支撐面緊貼在支撐塊上,使沖擊刀刃對準試樣中心，缺口試樣刀刃對準缺口背向的中心位置。4、點擊釋放擺錘，從表危上讀取試樣吸收的沖擊能M、韌性等相關數值。5、觀察不同種材料樣條的不同破壞類型。注意事項1、試驗過

13、程中注意安全。在做空擊和沖擊試驗過程中，其他人應遠離沖擊試驗 機。2、試樣沖斷后應及時撿回并觀察斷裂情況是否符合要求。3、試樣無破壞的沖擊值應不作取值。試樣完全破壞或部分破壞的可以取值。四、實驗結果與數據處理材料ppplapla（成核劑）pbs角度-150. 57吸收功0.0150.0130.0160. 602簡支kj/nf1韌性0. 4230. 3840. 46116. 734材料ppplapla（成核劑）pbs角度-149.71吸收功0. 1000. 1430. 1491.049懸臂J/m275韌性25. 16135. 99237. 442262.436五、分析與討論1、影響高分子材料沖擊

14、強度測試值的閔素有哪些？是否加了成核劑加了成核劑的PLA的制品沖擊吸收功與沖擊韌性均較大于PLAo因為成核劑 可以有效地加快PLA的結晶速度，增強材料的性能，提高生產效率。缺口缺口是影響試驗結果的重要因素。缺口厚度對沖擊強度測試有宜接影響：缺口越深，沖擊強度越低。另外，加大缺口尖端半徑，沖擊強度也會提高。缺口的加工方式對沖擊強度也有很大影響：一次注塑的缺口試樣的沖擊強度 較高,而經二次加工的缺口試樣的沖擊強度較低，其中又以經銃床加工的缺口試樣沖擊強度晟低。使用不同加工方式加工的缺口試樣，其測得的沖擊強度數值不具可比性。原因是：使用棋塑方法一次性宜接成型時，由于材料的收縮率不同，脫棋后試樣缺口的實際外形尺寸總要發生不同程度的改交，特別是缺口底部曲率半徑巫化較大，難以保證缺口各部分符合標準規定的要求，從而影響其沖擊強度值。而使用機械加工方法加工缺口，并采用經過嚴格檢查的刀具，則可以提高缺口尺寸的精度，達到標準要求。2、高分子材料沖擊強度測試方法有哪些，各有什么不同？有擺錘沖擊試驗落錘沖擊試驗落錘試驗是錘體從設置的高度落到試樣（楓材或管材的試樣制品）上，求取落下高度和質M與試樣破壞率的關系。通過破壞率為50%時的落下高度和