实验8聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定

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1、实验4聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定1.实验目的（1）熟悉高分了材料拉伸性能测试标准条件和测试原理。（2）掌握测定聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定方法。（3）考察拉伸速度对聚合物力学性能的影响。2.实验原理对标准试样沿其纵轴方向施拉仲试验是在规是的试验温度、试验速度和湿度条件下,加拉伸载荷，直到试样被拉断为止。基本公式:(2-13)(2-14)(2-15)◎=FL°£人0（厶一厶））式中，£伸长率即应变；b为应力；厶为样品某时刻的伸长；厶）为初始长度；血为初始横截而积；F为拉伸力；E为拉伸模量。聚合物的拉伸性能可通过其应力一应变曲线来分析

2、，典型的聚合物拉伸应力一应变曲线如图2-28（左）所示。在应力一应变曲线上，以屈服点为界划分为两个区域。屈服点Z前是弹性区，即除去应力麻材料能恢复原状，并在大部分该区域内符合虎克定律。屈服点之麻是塑性区，即材料产生永久性变形，不再恢复原状。根据拉伸过程中屈服点的表现，伸长率的大小以及具断裂情况，应力一应变曲线大致可分为如图2-28（右）所示的五种类型：①软而弱；②硬而脆；③硬而强；④软而强；⑤硬而韧。0£图2-28五种典型聚合物拉伸应力一应变曲线1—软而弱；2—硬而脆；3—硬而强；4—软而强；5—硬而韧本实验在不同应变速度下测定聚乙烯的应力

3、一应变Illi线。将已知长度和横截而积的样品，夹在两个夹具之间，以恒速拉伸至断裂，测定应力随伸氏的变化。分析在不同应变速度时测定的数据，可以了解材料的强度、韧性及极限性能。有合适的样品架或可设法固定住的聚合物都町进行本实验。均匀的样品重复性可优于±5%。但山于制各样品和实验操作中存在的-•些不可避免的可变因素，使重复性比此数值要差些。1.实验设备和材料(1)仪器设备万能电子拉力机(FI本岛津AG-10KNA)，游标卡尺、直尺。万能电了拉力机测试主体结构示意图，如图2-29所示。图2-29万能电子拉力机测试主体结构示意图1—传感器；2—主架；

4、3—横梁控制器；4—夹具；5—横梁；6—记录仪；7—控制台开关；8一控制面板；9一显示屏（2）实验材料聚丙烯（PP）,聚苯乙烯（PS）。1.实验步骤（1）试样准备用横压或片材、板材切割的方法,事先制好标准抗张样品（见ASTM标准D638）0选定的每种应变速度都应冇5块样品。试样形状拉伸试样共有4种类型：I型试验样（双铲型）,见图2-30,II型试样（哑铃型），见图2-31,III型试样（8字型）,图2-30I型试样见图2-32,IV型试样（长条型）,见图2-330•・L2」LxJ•11xG・H■VL图2-31II型试样图2-33IV型试样不

5、同类型的试样有不同的尺寸公差，具体见表2—7、表2—8、表2-9和表2-10o表2-7I型试样公差尺寸物理虽名称尺寸/mm公差/mmL总长度（最小）150—H夹具间距离115±5.0C中间平行部分长度60±0.5G0标距（或有效部分）50±0.5W端部宽度20±0.2D厚度4—B中间平行部分宽度10±0.2R半径（最小）60—表2-8TT型试样公差尺寸物理量名称尺寸/mm公差/mmL总长度（最小）110—C中间平行部分长度9.5±2.0do中间平行部分厚度3.2dl端部厚度6.5W端部宽度45—b屮间平行部分宽度25±0.4RO端部半径6.

6、5±1.0R1表面半径75±2.0R2侧面半径75±2.0表2-9III型试样公差尺寸物理量名称尺寸/mm公差/mmL总长度（最小）115—H夹具间距离80±5.0C中间平行部分长度33±2.0G0标距（或有效部分）25±0.2W端部宽度25±0.2d厚度2—b中间平行部分宽度6±0.2RO小半径14±0.2R1人半径25±0.2表2-10IV型试样公差尺寸物理量名称尺寸/mm公差/mmL总长度（最小）250—H夹具间距离170±5.0G0标距（或冇效部分）100±0.5W宽度25±0.5L1加强片间长度150±5.0L2加强片最小长度50

7、d0厚度2〜10dl加强片厚度3〜10D2加强片5（）〜30（）0加强片角度—塑料属于粘弹材料，它的应力松弛过程与变形速率密切相关，应力松弛蛊要一个时间过程。当低速拉仲时，分了链来得及位移、重排，呈现韧性行为，表现为拉伸强度减少，而断裂伸长率增人。高速拉伸时，高分子链段的运动跟不上外力作用速度，呈现脆性行为，表现为拉伸强度增加，断裂伸长率减少。山于塑料品种繁多，不同品种的塑料对拉伸速度的敏感程度不同。破而脆的塑料对拉伸比较敏感，一般采川较低的拉伸速度。韧性塑料对拉伸速度的皱感性较小，一般采用较高的拉伸速度。（2）实验过程1）用游标卡尺或测微

8、计测每块试片的宽度和厚度。算出横截面最小处的截面积并将数值记录。2)调换和安装拉伸试验用夹具，将试片放入夹具。3)设定试验条件如：试验方式、试验速度、返冋速度、返回位置、记录方式