高分子物理課程實(shí)驗(yàn)

1、高分子物理課程實(shí)驗(yàn)一拉伸和沖擊實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私飧叻肿硬牧系睦鞆?qiáng)度、沖擊強(qiáng)度及斷裂伸長率的意義和測試方法，通過應(yīng) 力一應(yīng)變曲線，判斷不同高分子材料的性能特征。掌握用懸臂沖擊實(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。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)力一應(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(shí)的拉伸應(yīng)力（拉伸斷裂應(yīng)力）、在拉伸應(yīng)力一應(yīng)變曲線上屈服點(diǎn)處的應(yīng)力（拉伸 屈服應(yīng)力）和試樣斷裂時(shí)標(biāo)線間距離的增加量與初始標(biāo)距之比（斷裂

2、伸長率，以百分 數(shù)表示）。本方法用懸臂量沖擊試驗(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(shí)的 單位面積所消耗的能量來衡量材料的沖擊韌性。實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)原料：PS，HDPE。（1）拉伸樣條：啞鈴型樣條，測試標(biāo)準(zhǔn)：ASTM D638。樣條如下:表1I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?。?50-W端部寬度200.2H夾具間距離1155.0d厚度4-C中間平行部分長度600.5b中間平行部分寬度100.2Go標(biāo)距（或有效部分）500.5R半徑（最小）60-（2）懸梁臂沖擊試樣根據(jù)ASTM D256制備帶有缺口沖擊樣條，樣條寬12.70.2mm,厚4m

3、m,長642 mm。缺口形狀如下圖所示：本實(shí)驗(yàn)采用A型缺口。您J A型缺口(b)B型缺口(.25 0 05)(10 0.05)實(shí)驗(yàn)設(shè)備萬能材料實(shí)驗(yàn)機(jī)及夾具，直尺擺錘式懸臂梁沖擊試驗(yàn)機(jī)5.實(shí)驗(yàn)條件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，按表2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。表2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)熱塑性塑料熱塑性增強(qiáng)塑料I注塑成型壓制成型4B、 C、 D、 E、 F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

4、II注塑成型壓制成型板材機(jī)械加工2F、 G、 H、 I板材沖切加工熱固性塑料包括填充和纖維增強(qiáng)塑料m注塑成型壓制成型_C熱固性增強(qiáng)塑料板W_B、C、DIII試樣僅用來測試?yán)鞆?qiáng)度實(shí)驗(yàn)速度為以下九種：B: 2mm/min 20%E: 20mm/min 10%H: 200mm/min 10%C: 5mm/min 20%F: 50mm/min 10%I: 500mm/min 10%A: 1mm/min 50%D: 10mm/min 20%G: 100mm/min 10%實(shí)驗(yàn)步驟6.1拉伸實(shí)驗(yàn)試樣的狀態(tài)調(diào)節(jié)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境按GB2918規(guī)定進(jìn)行測量試樣中間平行部分的寬度和厚度，精確到0.01mm，每個(gè)試樣測

5、量三點(diǎn)，取 算術(shù)平均值。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。夾持試樣，夾具夾持試樣時(shí)，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)。選定實(shí)驗(yàn)速度，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。并記錄屈服時(shí)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(shí)，此試樣作廢，另選取試樣補(bǔ)做。6.2沖擊實(shí)驗(yàn)按試樣標(biāo)準(zhǔn)制樣，每組5個(gè)樣(硬質(zhì)PVC可選用IV型試樣，A型缺口)； 測試缺口處的試樣寬度，精確到0.05mm，試樣應(yīng)在(230.5C)和相對濕度 為50%環(huán)境中，放置24h；實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)把溫度設(shè)定在230.5oC下進(jìn)行選擇適宜的擺錘，使試樣破斷所需要的能量在總

6、能量的1080%區(qū)間內(nèi)；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；用適宜的夾持力夾持試樣，如圖所示。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(shí)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(shí)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，沖擊試樣后，從刻度盤讀取示值，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

7、口處剩余厚度的90%者也屬破斷。約T5實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)處理拉伸強(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a t按式(1)進(jìn)行計(jì)算： 廣 bd(1)式中。一抗拉伸強(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； tp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(2)斷裂伸長率按式(2)計(jì)算： e = 三x 100%(2)tt G0式中 t 一斷裂伸長率，%； G0一試樣原始標(biāo)距，mm； G試樣斷裂時(shí)標(biāo)線間距，mm。缺口沖擊實(shí)驗(yàn)：缺口試樣懸臂梁沖擊強(qiáng)度按式(3)進(jìn)行計(jì)算：a =M x 10-3(3)以 h - bn式中a in缺口試樣懸臂梁沖擊強(qiáng)度，kJ/m2;W一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)