熱塑性塑料加工與力學(xué)性能綜合實(shí)驗(yàn)講義-阻燃

1、熱塑性塑料加工與力學(xué)性能綜合實(shí)驗(yàn)塑料加工與力學(xué)性能綜合實(shí)驗(yàn)是材料學(xué)院設(shè)置的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課專業(yè)實(shí)驗(yàn)（2）的內(nèi)容之一，要求學(xué)生針對高分子材料的加工性能特征進(jìn)行自我設(shè)計(jì)加工工藝和加工條件，完成工藝的全過程，并對產(chǎn)品的力學(xué)性能進(jìn)行表征和分析。讓學(xué)生掌握高分子材料加工原理及常用的高分子材料的加工設(shè)備的操作方法，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動手能力，同時為其畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。一、熱塑性塑料擠出造粒高分子材料的成型加工方法：（1） 橡膠：煉膠機(jī)（雙輥塑煉機(jī)、密煉機(jī)和平板硫化機(jī)）（2） 塑料：熱塑性塑料：擠出機(jī)和注塑機(jī) 熱固性塑料：模壓或者擠出（3） 纖維：熔融紡絲：高聚物加熱熔融后噴絲、冷卻、拉絲 溶液紡絲：溶劑溶解高聚

2、物成溶液、噴絲、拉絲（4） 膠粘劑和涂料：攪拌1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?（1）通過本實(shí)驗(yàn)，應(yīng)熟悉擠出成型的原理，了解擠出工藝參數(shù)對塑料制品性能的影響 （2）了解擠出機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及各部分的作用，掌握擠出成型基本操作2.實(shí)驗(yàn)原理（1）塑料造粒：合成出來的樹脂大多數(shù)呈粉末狀，粒徑小成型加工不方便，而且合成樹脂中又經(jīng)常需要加入各種助劑才能滿足制品的要求，為此就要將樹脂與助劑混合，制成顆粒，這步工序稱作“造粒”。樹脂中加入功能性助劑可以造功能性母粒。造出來的顆粒是塑料成型加工的原料。 使用顆粒料成型加工的主要優(yōu)點(diǎn)有：顆粒料比粉料加料方便，無需強(qiáng)制加料器；顆粒料比粉料密度大，制品質(zhì)量好；揮發(fā)物及空氣含量少，制品不易

3、產(chǎn)生氣泡；使用功能性母料比直接添加功能性助劑更容易分散。 塑料造粒可以使用輥壓法混煉，塑煉出片后切粒，也可以使用擠出塑煉，塑化擠出后切粒。本實(shí)驗(yàn)采用擠出冷卻后造粒的工藝。（2） 擠出成型原料及應(yīng)用 熱塑性塑料的擠出成型是主要的成型方法之一，塑料的擠出成型就是塑料在擠出機(jī)中，在一定的溫度和一定的壓力下熔融塑化，并連續(xù)通過有固定截面的模型，得到具有特定截面形狀連續(xù)型材的加工方法。不論擠出造粒還是擠出制品，都分兩個階段，第一階段，固體狀樹脂原料在機(jī)筒中，借助于料筒外部的加熱和螺桿轉(zhuǎn)動的剪切轉(zhuǎn)動的剪切擠壓作用而熔融，同時熔體在壓力的推動下被連續(xù)擠出口模；第二階段是被擠出的型材失去塑性變?yōu)楣腆w即制品，可

4、以分條狀、片狀、棒狀、筒狀等。因此，應(yīng)用擠出的方法既可以造粒也能夠生產(chǎn)型材或異材。3、擠出成型工藝預(yù)熱和干燥粒狀或粉狀塑料或混合物配料擠出機(jī)加熱開動螺桿加料調(diào)整工藝擠出成型定型冷卻牽引卷取或切割后處理擠出制品4、擠出機(jī)構(gòu)造圖 1 單螺桿擠出機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖1電動機(jī)； 2減速裝置； 3冷卻水入口；4冷卻水夾套； 5料斗；6溫度計(jì)；7加熱套； 8螺桿； 9濾網(wǎng)； 10多孔板； 11機(jī)頭和口模； 12機(jī)座（1） 傳動裝置：由電動機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和軸承等組成，具有保證擠出過程中螺桿轉(zhuǎn)速恒定、制品質(zhì)量的穩(wěn)定以及保證能夠變速作用。（2） 加料裝置：無論原料是粒狀、粉狀和片狀，加料裝置都采用加料斗，加料斗內(nèi)應(yīng)有切斷

5、料流、標(biāo)定料量和卸除余料等裝置。（3） 料筒： 料筒是擠出機(jī)的主要裝置之一，塑料的混合、塑化和加壓過程都在其中進(jìn)行。擠壓時料筒內(nèi)的壓力可達(dá)55Mpa，工作溫度一般為150250oC，因此料筒是受壓和受熱的容器，通常由高強(qiáng)度、堅(jiān)韌耐磨和耐腐蝕的合金鋼制成。料筒外部設(shè)有分區(qū)加熱和冷卻的裝置，而且各自附有熱電偶和自動儀表等。（4） 螺桿： 螺桿是擠出機(jī)的關(guān)鍵部件，一般螺桿的結(jié)構(gòu)如圖2所示。（5）口模和機(jī)頭：機(jī)頭是口模與料件之間的過渡部分，其長度和形狀隨所用塑料的種類、制品的形狀加熱方法及擠出機(jī)的大小和類型而定。機(jī)頭和口模結(jié)構(gòu)的好壞，對制品的產(chǎn)量和質(zhì)量影響很大，其尺寸根據(jù)流變學(xué)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。 （6）

6、冷卻裝置：使熔融物料冷卻為固體（或產(chǎn)品），以便于切割成?；虍a(chǎn)品。 （7）卷?。ㄇ懈睿?（8）后處理：噴涂、絲印、表面處理等5、擠出機(jī)參數(shù)：（1）螺桿直徑（DS）：螺桿外徑，常用60150mm，直徑增大，擠出機(jī)輸送能力增大，生產(chǎn)能力提高。（2）螺桿長徑比L/DS：工作部分的有效長度與直徑之比，通常為2040，長徑比大，混合均勻，減少逆流和漏流。要求塑化時間長，如硬質(zhì)塑料、粉狀塑料或結(jié)晶塑料，長徑比要求較大。熱敏性塑料，受熱易分解，長徑比較小。 (3) 螺槽深度H：H小時，產(chǎn)生較高剪切力，有利于塑化，但擠出生產(chǎn)率降低。H較大，則反之。H沿著螺桿軸向變化。（4）螺旋角：螺紋與螺桿橫截面之間夾角，增

7、大，生產(chǎn)能力提高，剪切作用減小。介于1030度之間。 （5）螺紋棱部寬E：太小則漏流增加，產(chǎn)量降低；太大則易局部過熱。0.080.12 DS。 （6）螺桿與料筒間隙：大小影響擠出機(jī)生產(chǎn)能力和塑化效果。較大時，剪切力變小、生產(chǎn)能力下降、物料熔融塑化慢。過小，強(qiáng)剪切力易引起物料受熱降解。0.10.65mm。圖2 螺桿示意圖H1送料段螺槽深度；H2計(jì)量段螺槽深度；D螺桿直徑；Q螺旋角；L螺桿長度； e螺棱寬度； S螺距6、螺桿作用：（1）輸送作用（2）傳熱塑化物料（3）混合均化物料螺桿各段作用：（1） 加料段：物料固態(tài)，H為等深等距的深槽螺紋，利于吃料。長度：結(jié)晶較長，60左右；無定形較短，1025

8、。（2） 壓縮段：起擠壓和剪切作用，物料由固體變?yōu)槿廴趹B(tài)。H逐漸減小，物料熔融程度逐漸增大，末端基本熔融完全。無定形物料壓縮段較長，熔融溫度范圍寬塑料，如PVC，壓縮段為全長，熔融溫度范圍窄，如尼龍，壓縮段為12個螺距。（3） 均化段：進(jìn)一步混合塑化，并定量定壓地輸送物料到機(jī)頭。螺距和槽深不變。H較小，利于塑化均勻。長度一般為螺桿全長的2025。熱敏性塑料，均化段短；7. 配方設(shè)計(jì)原理7.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和原料原料：高密度聚乙烯（HDPE），低密度聚乙烯（LDPE），乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA），聚磷酸胺（APP），紅磷，季戊四醇，PE蠟和抗氧劑。儀器：雙螺桿擠出機(jī)，切粒機(jī)。7.2阻燃塑料配方

9、（質(zhì)量比）原料HDPELDPEEVAMg(OH)2APP紅磷季戊四醇PE蠟抗氧劑1010配方1配方2配方3151515504540151515200200200001005020.51.50.50.50.58. 實(shí)驗(yàn)步驟（1）根據(jù)塑料的種類、配方設(shè)計(jì)及熔融指數(shù)，確定擠出溫度控制范圍及各段溫度。（2）檢查擠出機(jī)的各部分，確認(rèn)設(shè)備正常，接通電源，打開冷卻水、加熱，待各段預(yù)熱到要求溫度時，再次檢查并趁熱擰緊機(jī)頭各部分螺栓等銜接處，保溫10min以上再加料。（3）開動主機(jī)螺桿，待轉(zhuǎn)動正常后再開動喂料螺桿， 在轉(zhuǎn)動下先加少量塑料，注意進(jìn)料和電流計(jì)情況，待熔料擠出正常后，將擠出物用手（戴上手套）和鑷子慢慢

10、引上冷卻牽引裝置，同時開動切粒機(jī)切粒并收集產(chǎn)物。（4）擠出平穩(wěn)后，繼續(xù)加料，調(diào)整各部分，控制溫度等工藝條件，維持正常操作。（5）觀察擠出料條形狀和外觀質(zhì)量，記錄擠出物均勻、光滑時各段溫度等工藝條件，記錄一定時間內(nèi)的擠出量，計(jì)算產(chǎn)率，重復(fù)加料，維持操作1h。（6）實(shí)驗(yàn)完畢，用物料洗機(jī)，先關(guān)閉喂料螺桿，等螺桿剩余物料清理完畢后關(guān)閉主機(jī)螺桿，趁熱消除機(jī)頭中殘留塑料，關(guān)閉切粒機(jī)、冷卻水和電源。9. 注意事項(xiàng) （1）熔體擠出前，任何人不得在機(jī)頭口模的正前方，擠出過程中，嚴(yán)防金屬雜質(zhì)、小工具等物落入料斗及進(jìn)料口中。 （2） 清理設(shè)備時，只能使用鋼棒、銅制刀等工具，切忌損壞螺桿和口模等處的光潔表面。 （3）

11、 擠出過程中，要密切注意工藝條件的穩(wěn)定，不得任意改動，如果發(fā)生不正?，F(xiàn)象，應(yīng)立即停機(jī)，進(jìn)行檢查處理后再恢復(fù)實(shí)驗(yàn)。10. 實(shí)驗(yàn)報告（1）列出實(shí)驗(yàn)用擠出機(jī)的技術(shù)參數(shù)。螺桿直徑、長徑比、電機(jī)功率、加熱功率、螺桿轉(zhuǎn)速、產(chǎn)率。（2） 報告實(shí)驗(yàn)所用原料、配方及操作工藝條件，并計(jì)算擠出機(jī)產(chǎn)率。（3）取樣測試熔融指數(shù)和力學(xué)性能。（4）討論 A 結(jié)合試樣性能檢驗(yàn)結(jié)果，分析產(chǎn)物性能與原料、工藝條件及實(shí)驗(yàn)設(shè)備操作的關(guān)系。B 影響擠出物均勻性的主要原因有哪些，怎樣影響？如何控制？C 實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)控制哪些條件才能保證得到質(zhì)量好的樣品和制品？D擠出機(jī)的主要結(jié)構(gòu)有哪幾部分組成？E 擠出時物料下料不順利，總是斷料，可能有哪些原

12、因？二、拉伸、沖擊樣條的制備1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）掌握拉伸、沖擊樣條的制備方法和使用方法。（2）利用萬能制樣機(jī)或注塑機(jī)制備塑料拉伸、沖擊實(shí)驗(yàn)樣條。2. 實(shí)驗(yàn)原理可利用萬能制樣機(jī)或注塑機(jī)制備拉伸和沖擊實(shí)驗(yàn)樣條。萬能制樣機(jī)能加工塑料以及非金屬材料的拉伸、沖擊性能等實(shí)驗(yàn)用的標(biāo)準(zhǔn)樣條，能夠切斷、銑缺口、銑曲線型和平面加工。注塑機(jī)能成型各種形狀復(fù)雜的產(chǎn)品，工藝簡單，方便快捷。（1）拉伸試樣 形狀規(guī)格如圖3、4、5、6所示；尺寸規(guī)格 如表1、2、3、4所示圖3 I試樣 型試樣尺寸公差符號名稱尺寸/mm公差/mm符號名稱尺寸/mm公差/mmL總長度（最小）150-W端部寬度200.2H夾具間距離1155.0d

13、厚度4-C中間平行部分長度600.5b中間平行部分寬度100.2G0標(biāo)距（或有效部分）500.5R半徑（最小）60-本實(shí)驗(yàn)使用ZHY-W萬能制樣機(jī)，把擠出PE粒料制成拉伸測試試樣5根，試樣規(guī)格為I型（2） 懸梁臂沖擊試樣沖擊試樣的尺寸規(guī)格如下表所示試樣類型及尺寸試樣類型長度L/mm寬度b/mm厚度h/mm80.0210.00.24.00.263.5212.70.212.70.26.40.23.20.2 沖擊試樣的形狀及缺口形狀規(guī)格如圖7和下表所示圖7 沖擊試樣缺口形狀型試樣的缺口類型及尺寸缺口類型缺口底部半徑r/mm缺口底部剩余寬度bn/mm無缺口-002DA0.250.058.00.2B1.

14、00.058.00.2三、試樣的拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長率實(shí)驗(yàn)1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私飧叻肿硬牧系睦鞆?qiáng)度及斷裂伸長率的意義及其測試方法，通過應(yīng)力應(yīng)變曲線的測定，判斷不同高分子材料的性能特征。2. 實(shí)驗(yàn)原理將試樣夾持在專用夾具上，對試樣施加靜態(tài)拉伸負(fù)荷，通過壓力傳感器、形變測量裝置以及計(jì)算機(jī)處理，測繪出試樣在拉伸變形過程中的拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線，計(jì)算出曲線上的特征點(diǎn)如試樣直至斷裂為止所承受的最大拉伸應(yīng)力（拉伸強(qiáng)度）、試樣斷裂時的拉伸應(yīng)力（拉伸斷裂應(yīng)力）、在拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線上屈服點(diǎn)處的應(yīng)力（拉伸屈服應(yīng)力）、應(yīng)力應(yīng)變曲線偏離直線性達(dá)規(guī)定百分?jǐn)?shù)（偏置）時的應(yīng)力（偏置屈服應(yīng)力）和試樣斷裂時標(biāo)線間距離的增加量與初始標(biāo)距

15、之比（斷裂伸長率，以百分?jǐn)?shù)表示）。3.實(shí)驗(yàn)試樣的選擇及實(shí)驗(yàn)條件3.1實(shí)驗(yàn)試樣的選擇不同的材料由于尺寸效應(yīng)不同，故應(yīng)盡量減少缺陷和結(jié)構(gòu)不均勻性對測定結(jié)果的影響，按下表選用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的拉伸試樣類型以及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)速度拉伸試樣類型以及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)速度試樣材料試樣類型試樣制備方法試樣最佳厚度試樣速度硬質(zhì)熱塑性塑料注塑成型4B、C、D、E、F熱塑性增強(qiáng)塑料壓制成型硬質(zhì)熱塑性塑料板熱固性塑料板（包括層壓板）機(jī)械加工4A、B、C、D、E、F軟質(zhì)熱塑性塑料軟質(zhì)熱塑性塑料板注塑成型2F、G、H、I壓制成型板材機(jī)械加工板材沖切加工熱固性塑料注塑成型-C包括填充和纖維增強(qiáng)塑料壓制成型熱固性增強(qiáng)塑料板-B、C、D 試樣

16、僅用來測試?yán)鞆?qiáng)度實(shí)驗(yàn)速度為以下九種：A: 1mm/min 50% B: 2mm/min 20% C: 5mm/min 20%D: 10mm/min 20% E: 20mm/min 10% F: 50mm/min 10%G: 100mm/min 10% H: 200mm/min 10% I: 500mm/min 10%3.2實(shí)驗(yàn)條件：實(shí)驗(yàn)速度的選擇應(yīng)從表7中與各試樣類型所對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)速度范圍內(nèi)選取，實(shí)驗(yàn)速度應(yīng)為試樣在0.55min實(shí)驗(yàn)時間內(nèi)斷裂的最低速度。實(shí)驗(yàn)速度也允許按照產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定領(lǐng)選其他實(shí)驗(yàn)速度。4. 實(shí)驗(yàn)設(shè)備拉力試驗(yàn)機(jī)及夾具（），游標(biāo)卡尺、直尺、千分尺、記號筆。5.實(shí)驗(yàn)步驟（1） 試樣

17、的狀態(tài)調(diào)節(jié)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境按GB2918規(guī)定進(jìn)行（2） 測量試樣中間平行部分的寬度和厚度，精確到0.01mm，II型試樣中間平行部分的寬度精確到0.05mm；每個試樣測量三點(diǎn)，取算術(shù)平均值。（3） 在試樣中間平行的部分作標(biāo)線示明標(biāo)距，此標(biāo)線對測試結(jié)果不應(yīng)有影響。（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，并且要松勁適宜，以防止試樣滑脫或斷在夾具內(nèi)。（5） 選定實(shí)驗(yàn)速度，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（6） 記錄屈服時的負(fù)荷，或斷裂負(fù)荷及標(biāo)距間深長，若試樣斷裂在中間平行部分之外時，此試樣作廢，另選取試樣補(bǔ)做。6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)處理6.1 理論計(jì)算和表示（1） 拉伸強(qiáng)度或拉伸斷裂應(yīng)力或拉伸屈服應(yīng)力

18、或偏離屈服應(yīng)力t按式（1）進(jìn)行計(jì)算： （1）式中t抗拉伸強(qiáng)度或拉伸斷裂應(yīng)力或拉伸屈服應(yīng)力或偏離屈服應(yīng)力，MPa； p最大負(fù)荷或斷裂負(fù)荷或屈服負(fù)荷或偏離屈服負(fù)荷，N； b試樣寬度,mm; d試樣厚度，mm各應(yīng)力值在拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線的位置如圖8所示。圖 8 拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線t1-拉伸強(qiáng)度；t2-拉伸斷裂應(yīng)力；t3拉伸屈服應(yīng)力；t4偏置屈服應(yīng)力；t1拉伸最大強(qiáng)度時的應(yīng)變；t2斷裂時的應(yīng)變；t3屈服時的應(yīng)變；t4偏置屈服時的應(yīng)變A-脆性材料; B-具有屈服點(diǎn)的韌性材料; C-無屈服點(diǎn)的韌性材料(2) 斷裂伸長率t按式（2）計(jì)算 （2）式中t斷裂伸長率，；G0試樣原始標(biāo)距，mm； G試樣斷裂時標(biāo)線間距，

19、mm （3）標(biāo)準(zhǔn)偏差值S按式（3）的計(jì)算 （3）式中S標(biāo)準(zhǔn)偏；Xi單個測定值；一組測定值的算術(shù)平均值；n測定個數(shù)（4） 計(jì)算結(jié)果以算術(shù)平均值表示，t取三位有效數(shù)字，t取兩位有效數(shù)字，S取兩位有效數(shù)字。6.2 實(shí)驗(yàn)記錄與數(shù)據(jù)處理結(jié)果把測試的所得各結(jié)果列入下表8中表8 拉伸實(shí)驗(yàn)的測試結(jié)果與數(shù)據(jù)處理結(jié)果試樣名稱： 拉伸速度： 溫度: 濕度:編號d/cmb/cmdb/cm2P/NG0/cmG/cmt/Pat123457. 實(shí)驗(yàn)報告與思考題（1）7.1 實(shí)驗(yàn)報告包括以下內(nèi)容 材料名稱、規(guī)格、來源及生產(chǎn)廠家； 試樣類型、尺寸、制備方法和試樣的主軸方向； 實(shí)驗(yàn)溫度、濕度及試樣狀態(tài)的調(diào)節(jié)； 試驗(yàn)機(jī)型號，實(shí)驗(yàn)速

20、度； 拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率； 拉伸斷裂應(yīng)力、偏置屈服應(yīng)力和拉伸屈服應(yīng)力； 解答思考題（2）思考題： 分析試樣斷裂在線外的原因 如何用據(jù)應(yīng)力應(yīng)變曲線來判斷材料的適應(yīng)性能？ 拉伸速度對測試結(jié)果有和影響？ 同樣是PS試樣，為什么測試的拉伸性能（強(qiáng)度、斷裂伸長率、模量）有差異？四、試樣的沖擊實(shí)驗(yàn)沖擊實(shí)驗(yàn)式測定塑料材料和制品在高速沖擊狀態(tài)下的韌性或?qū)嗔训牡挚鼓芰?，這一實(shí)驗(yàn)對研究塑料在經(jīng)受沖擊載荷時力學(xué)行為有一定的實(shí)際意義。塑料制品在使用的過程中，經(jīng)常受到外加沖擊作用致使受到破壞。因此，在塑料材料的力學(xué)性能測試中，只進(jìn)行靜力實(shí)驗(yàn)時不能滿足材料使用要求的，所以必須對塑料材料進(jìn)行運(yùn)動載荷實(shí)驗(yàn)，這一點(diǎn)在其工程

21、設(shè)計(jì)中尤其重要。 沖擊強(qiáng)度是塑料韌度的主要指標(biāo)，測量沖擊強(qiáng)度有兩種實(shí)驗(yàn)方法，一種是擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)，另一種是落球式?jīng)_擊試驗(yàn)，最常用的式擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)。擺錘式又分懸臂梁式和簡支梁式?jīng)_擊試驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)采用懸臂梁式?jīng)_擊試驗(yàn)。1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆沼脩冶蹧_擊實(shí)驗(yàn)機(jī)測試高分子材料沖擊性能的方法、操作及其實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理；了解測試條件對測試結(jié)果的影響 2. 實(shí)驗(yàn)原理 本方法式用懸臂量沖擊試驗(yàn)機(jī)對試樣施加一次沖擊彎曲負(fù)荷，以試樣破壞斷裂時的單位面積所消耗的能量來衡量材料的沖擊韌性。圖 9 試樣加持臺、擺錘的沖擊刃及試樣位置3. 實(shí)驗(yàn)材料本實(shí)驗(yàn)前面制備的PS樣條IV，試樣長度63.52mm，寬度為12.70.2mm，厚度

22、為3.20.2mm，試樣側(cè)面中部帶有45o1o、底部曲率半徑(r)為0.250.025mm的缺口，缺口處試樣的剩余厚度為10.160.05mm。4. 實(shí)驗(yàn)設(shè)備：擺錘式懸臂梁沖擊試驗(yàn)機(jī)（UJ-40懸臂梁沖擊試驗(yàn)機(jī)）5. 實(shí)驗(yàn)步驟（1） 按試樣標(biāo)準(zhǔn)制樣，每組5個樣（例如硬質(zhì)PVC可選用IV型試樣，A型缺口）；（2） 測試缺口處的試樣寬度，精確到0.05mm，試樣應(yīng)在（230.5oC）和相對濕度為50環(huán)境中，放置24h；（3）實(shí)驗(yàn)時應(yīng)把溫度設(shè)定在230.5oC下進(jìn)行（4）選擇適宜的擺錘，使試樣破斷所需要的能量在總能量的1080區(qū)間內(nèi)；（5）將擺錘連同被動指針從預(yù)揚(yáng)角為止釋放，空試樣沖擊，從刻度盤讀取

23、示值，此值即克服風(fēng)阻和摩擦的動能損失，校正刻度盤指針；（6）用適宜的夾持力夾持試樣，如圖9 所示試樣在夾持臺中不得有扭曲和側(cè)面彎曲；試樣夾持力的大小，有時會影響死活眼結(jié)果，適宜的夾持力會隨材料的不同而異，當(dāng)試樣破斷后，斷面與試樣夾持臺上表面基本呈一平面，此時的夾持力被認(rèn)為對此材料示適宜的，使用轉(zhuǎn)矩扳手來獲得適宜的夾持力；將擺錘連同被動指針從預(yù)揚(yáng)角為止釋放，（7） 沖擊試樣后，從刻度盤讀取示值。（8） 此示值即試樣破斷所消耗的能量W；試樣經(jīng)一次沖擊后，分離成兩段或兩段以上者為破斷，或者雖然沒有完全分離成兩段，但破裂已達(dá)到試樣缺口處剩余厚度的90者也屬破斷。6. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算 （1） 無缺口試樣

24、懸臂梁沖擊強(qiáng)度按式（4）計(jì)算 （4）式中iv懸臂梁沖擊強(qiáng)度， kJ/m2;W試樣破斷所消耗的能量， J;h試樣厚度，m；b試樣寬度，m。（2） 缺口試樣懸臂梁沖擊強(qiáng)度按式（5）進(jìn)行計(jì)算： （5）式中in缺口試樣懸臂梁沖擊強(qiáng)度，kJ/m2;W破壞試樣所吸收的沖擊能量，J;h試樣厚度，m；b試樣寬度，m。儀表讀數(shù)若為kgcm,請按1kgcm9.8J進(jìn)行換算。試驗(yàn)結(jié)果以沖擊強(qiáng)度的算術(shù)平均值表示，破斷試樣不足3個時，以單個沖擊強(qiáng)度表示。五、試樣的阻燃性能測試1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解開發(fā)阻燃型塑料的重要性，掌握阻燃劑的阻燃類型和阻燃機(jī)理。（2）掌握垂直法測試塑料阻燃性能的方法。2. 實(shí)驗(yàn)原理聚合物的燃燒

25、是一個非常激烈復(fù)雜的熱氧化反應(yīng)，具有冒發(fā)濃煙或熾烈火焰的特征。燃燒的一般過程是在外界熱源的不斷加熱下，聚合物先與空氣中的氧發(fā)生自由基鏈?zhǔn)浇到夥磻?yīng)，產(chǎn)生揮發(fā)性可燃物，該物達(dá)到一定濃度和溫度時就會著火燃燒起來，燃燒所放出的一部分熱量供給正在降解的聚合物，進(jìn)一步加劇其降解，產(chǎn)生更多的可燃性氣體，火焰在很短的時間內(nèi)就會迅速蔓延而造成一場大火。一般如PP、PA、PE、PS、ABS、EVA及PET、PBT等易燃的高分子塑料在特殊用途中都需要添加阻燃劑。阻燃劑，又稱難燃劑，耐火劑或防火劑，賦予易燃聚合物難燃性的功能性助劑。依應(yīng)用方式分為添加型阻燃劑和反應(yīng)型阻燃劑。添加型阻燃劑直接與樹脂或膠料混配，加工方便，

26、適應(yīng)面廣，系阻燃劑的主體；反應(yīng)型阻燃劑常作為單體鍵合到聚合物鏈中，對制品性能影響小且阻燃效果持久。根據(jù)組成，添加型阻燃劑主要包括無機(jī)阻燃劑、鹵系阻燃劑(有機(jī)氯化物和有機(jī)溴化物)、磷系阻燃劑(赤磷、磷酸酯及鹵代磷酸酯等)和氮系阻燃劑等。反應(yīng)型阻燃劑多為含反應(yīng)性官能團(tuán)的有機(jī)鹵和有機(jī)磷的單體。此外，具有抑煙作用的鉬化合物、錫化合物和鐵化合物等亦屬阻燃劑的范疇。常用的幾種阻燃劑的阻燃機(jī)理如下：（1）聚磷酸銨 膨脹型防火涂料，使防火涂料在火焰溫度下膨脹起泡，在被覆蓋基材上，受熱脫水生成聚磷酸，使有機(jī)物表面脫水生成碳化膜，并產(chǎn)生大量的不燃?xì)怏w，形成厚厚的泡沫絕熱層，對基材起到絕熱，隔絕空氣而達(dá)到阻燃目的，

27、生成膨脹泡沫層主要成份有：碳化物質(zhì)(碳源)：主要是高碳水化合物，季戊四醇、雙季戊四醇、淀粉等。 催化劑(磷酸源)：含磷量高，有較高的但又低于碳化物質(zhì)分解溫度下分解出的聚磷 酸，在基材上生成碳化膜。 發(fā)泡劑(氣源)：發(fā)泡劑釋放出氣體使碳化膜形成泡沫膨脹成很厚的碳化高效碳化層，發(fā)泡劑為三聚氰胺(蜜胺)、雙氰胺和尿素等。（2）氫氧化鎂氫氧化鎂在受熱時發(fā)生分解吸收燃燒物表面熱量起到阻燃作用；同時釋放出大量水分稀釋燃物表面的氧氣，分解生成的活性氧化鎂附著于可燃物表面又進(jìn)一步阻止了燃燒的進(jìn)行。氫氧化鎂在整個阻燃過程中不但沒有任何有害物質(zhì)產(chǎn)生，而且其分解的產(chǎn)物在阻燃的同時還能夠大量吸收橡膠、塑料等高分子燃燒所產(chǎn)生的有害氣體和煙霧，活性氧化鎂不斷吸收未完全燃燒的熔化殘