1、實驗八 電子拉力機測定聚合物的拉伸應力應變曲線1目的和要求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。2、了解測試條件對測定結果的影響。3、測定聚丙烯等材料的屈服強度，斷裂強度和斷裂伸長率，并理解應力應變曲線的意義；4、掌握高聚物的靜載拉伸實驗方法。2實驗原理1、應力應變曲線 拉伸實驗是最常用的一種力學實驗，由實驗測定的應力應變曲線，可以得出評價材料性能的屈服強度，斷裂強度和斷裂伸長率等表征參數，不同的高聚物、不同的測定條件，測得的應力應變曲線是不同的。3應力與應變之間服從虎克定律，即：式中應力，MPa； 應變，； E彈性模量，MPa； A為屈服點，A點所對應力叫屈服應力或屈服強

2、度。42、玻璃態高聚物拉伸時曲線開展的幾個階 段 (1)屈服區(2)延伸區(3) 增強區3、影響高聚物機械強度的因素 (1)大分子鏈的主價鏈，分子間力以及高 分子鏈的柔性等，是決定高聚物機械強度的主要內在因素。 (2)混料及塑化不均, 會產生細紋、凹陷、真空泡等形式留在制品外表或內層。 (3)環境溫度、濕度及拉伸速度等對機械強度有著非常重要的影響 。54、由于不同的高分子材料，在結構上不同，表現為應力-應變曲線的形狀也不同。目前大致可歸納成5種類型 (a)的特點是軟而弱。拉伸強度低，彈性模量小，且伸長率也不大，如溶脹的凝膠等。(b)的特點是硬而脆。拉伸強度和彈性模量較大，斷裂伸長率小，如聚苯乙

3、烯等。 6(c)的特點是硬而強。拉伸強度和彈性模量大，且有適當的伸長率，如硬聚氯乙烯等。(d)的特點是軟而韌。斷裂伸長率大，拉伸強度也較高，但彈性模量低，如天然橡膠、順丁橡膠等。(e)的特點是硬而韌。彈性模量大、拉伸強度和斷裂伸長率也大，如聚對苯二甲酸乙二醇酯、尼龍等。7儀器、設備和材料1、 材料試樣(1) 試樣的類型和尺寸 I型試樣 I型試樣形狀及尺寸分別見圖2-1和表1-1。 圖2-1 I型試樣8表 1-1 I型試樣尺寸(mm)9 II型試樣 II型試樣形狀及尺寸分別見圖2-2和表1-2。 圖2-2 II型試樣 表1-2 II型試樣尺寸10 III型試樣形狀及尺寸分別見圖2-3和表1-3。

4、 圖2-3 III型試樣 表1-3 III型試樣尺寸(mm) 11 IV型試樣形狀及以下分別見圖2-4和表1-4。 圖2-4 IV型試樣 表1-4 IV型試樣尺寸(mm)12 (2)試樣類型的選擇 不同的材料由于尺寸效應不同，故應盡量減少缺陷和結構不均勻性對測定結果的影響，按表2選用國家標準規定的拉伸試樣類型以及相應的實驗速度。 III型僅用于測定拉伸強度13 (3) 試樣的制備及要求 試樣制備和外觀檢查，按GB 1039規定進行。 試樣厚度除表中規定外，板材厚度dl0mm時，可用原厚為試樣厚度；當厚度d10mm時，應從兩面等量機械加工至10mm，或按產品標準規定加工。 每組試樣不少于5個，對

5、各向異性的板材應分別從平行與主軸和垂直與主軸的方向各取一組試樣。142、儀器、設備實驗設備為CMT微機控制電子萬能試驗機 15實驗步驟 1 按以下順序開機：試驗機打印機計算機。每次開機后，最好要預熱10分鐘，待系統穩定后，再進行試驗工作。2 雙擊電腦桌面圖標 ，進入試驗軟件，選擇好聯機的用戶名和密碼 選擇對應的傳感器（本實驗為1號傳感器）后擊 。 163 準備好楔形拉伸夾具。若夾具已安裝到試驗機上，則對夾具進行檢查,并根據試樣的長度及夾具的間距設置好限位裝置。4 點擊新試驗，選擇相應的塑料拉伸試驗方案(試驗方案的設置參照軟件說明書)，輸入試樣的原始用戶參數如尺寸等，如下所示。多根試樣直接按回車

6、鍵生成新記錄。 175 分別將上、下夾具裝到試驗機的上、下接頭上，插上插銷，旋緊鎖緊螺母。先搬動上夾具的上搬把，使鉗口張開適當的寬度，大于所裝試樣的厚度即可；將試樣一端放入上夾具鉗口之間，并使試樣位于鉗口的中央，松開上搬把，將試樣上端夾緊。在夾好試樣一端后，力值清零（點擊力窗口的 按鈕）再夾另一端。6 將大變形的上下夾頭夾在試樣的中部，并保證上下夾頭之間的頂桿接觸，以保證試樣原始標距的正確。本實驗頂桿的間距設置為50mm。7 點擊 ，開始自動試驗。試驗自動結束后，軟件顯示試驗結果，包括試樣的拉伸斷裂強度、斷裂伸長率和彈性模量等結果參數。 188 重復上述5-6步驟做完5個試樣后，試驗完成。點擊

7、 ,打印試驗報告。9 關閉試驗窗口及軟件。關機順序：試驗軟件試驗機打印機計算機。 19實驗數據與處理1.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。 拉伸強度；拉伸時的應變；拉伸斷裂應力；斷裂時的應變； 拉伸屈服應力；屈服時的應變； 偏置屈服應力；偏置屈服時的應變X； A脆性材料；B具有屈服點的韌性材料；C無屈服點的韌性材料 圖3-1 拉伸應力-應變曲線 20 按式(1-1)計算： （1-1）式中 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 最大負荷或斷裂負荷或屈服負荷或偏置屈服負荷，N； b 試樣寬度，mm； d 試樣厚度，mm。 各應力值在拉伸應力-應變曲線上的位置見圖3-1。212、斷裂伸長率 按式(1-2)計算： （1-2） 式中 斷裂伸長率，； Go 試樣原始標距，mm； G 試樣斷裂時標線間距離，mm。3、標準偏差值S S按式(1-3)計算： （1-3） 式中 S 標準偏差值， 單個測定值， 一組測定值的算數平均值： n 一測定個數4、計算結果以