PP制品的各項性能測定_材料科學_工程科技_專業(yè)資料

1、聚 合 物 加 工 實 驗 報 告班級：12高分子材料與工程1班學號:1214121013姓名:矢名實驗pp/epdm共混改性及擠出造粒、注塑實驗二pe吹塑薄膜成型實驗三epdm橡膠的開煉及密煉實驗四pp/epdm性能測定實驗四pp/epdm性能測定聚合物拉伸性能測試一實驗目的(1) 繪制聚合物的應力一應變曲線。測定其屈服強度、拉伸強 度、斷裂強度和斷裂伸長率。(2) 觀察不同聚合物的拉伸特征，了解測試條件對測試結(jié)果的 影響；(3) 熟悉電子拉力機原理以及使用方法。二. 實驗原理拉伸性能是聚合物力學性能中最重要、最基本的性能之一。 拉伸性能的好壞，可以通過拉伸實驗來檢驗。拉伸實驗是在規(guī)定的試驗

2、溫度、濕度和速度條件下.對標準 試樣沿縱鈾方向施加靜態(tài)拉伸負荷，直到試樣被拉斷為止。用于 聚合物府應力應變曲線測定的電了拉力機是將試樣上施加的載 荷、形變通過壓力傳感器和形變測量裝置轉(zhuǎn)變成電信號記錄下 來.經(jīng)計算機處理后測繪出試樣在拉伸變形過程中的拉伸應力 應變曲線。從應力一應變曲線上可得到材料的各項拉伸性能指 標值：如拉伸強度、拉伸斷裂應力、拉仲屈服應力、偏置屈服應 力、拉伸彈性模量、斷裂伸長率等。通過拉伸試驗提供的數(shù)據(jù)。 可對高分子材料的拉伸性能做出評價，從而為質(zhì)量控制，按技術(shù) 要求驗收或拒收產(chǎn)品。研究、開發(fā)與工程設(shè)計及其他項目提供參 考。應力應變曲線，一般分兩個部分彈件變形區(qū)和塑件變形區(qū)

3、, 在彈件變形區(qū)域，材料發(fā)省可完全恢復的彈性變形.應力與應變 呈線性關(guān)系.符合胡克定律 在塑性變形區(qū)，形變足是不可逆的 塑性形變。應力與應變增加不再呈正比關(guān)系，最后出現(xiàn)斷裂。不同的高聚物材料、不同的測定條件.分別呈現(xiàn)不同的應力 應變行為。根據(jù)應力應變曲線的形狀，冃前大致可歸納成五種 類型.如圖31所示。(1) 軟而弱 拉仲強度低.彈性模量小，且仲長率也不大，如溶脹 的凝膠等。(2) 硬而脆 拉伸強度和彈性模量較大.斷裂伸長率小，如聚苯乙 烯等。(3) 硬而強 拉伸強度和彈性模量較大.且有適當?shù)纳扉L率、如硬 聚氯乙烯等。(4) 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

4、丁橡膠等。(5) 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。由以上5種類型的應力一應變曲線.可以看岀不同聚合物的斷裂 過程。影響聚合物拉伸強度的因索有：(1) 高聚物的結(jié)構(gòu)和組成 聚合物的相對分子質(zhì)量及其分布、 取代基、交聯(lián)、結(jié)晶和取向是決定其機械強度的主要內(nèi)在因素； 通過在聚合物中添加填料.采用共聚和共混方式來改變高聚物的 組成可以達到提高聚合物的拉伸強度的目的。(2) 實驗狀態(tài)拉伸實驗是用標準形狀的試樣，在規(guī)定的標淮 化狀態(tài)下測定聚合物的拉伸性能。標準化狀態(tài)包括：試樣制備、 狀態(tài)調(diào)節(jié)、實驗環(huán)境和實驗條件等。這些因素都將1直接影響實 驗結(jié)果?，F(xiàn)僅就試樣制

5、備、拉伸速度、溫度的影響闡述如下。a. 在試樣制備過程中.由于混料及塑化不均，引進微小氣 泡或各種雜質(zhì)。在加工過程中留下來的各種痕跡如裂縫、結(jié)構(gòu)不 均勻的細紋、凹陷、真空泡等.這些缺陷都會使材料強度降低。b. 拉伸速度和環(huán)境溫度對拉伸強度有著非常重要的影響。塑料屬于粘彈性材料，其應力松弛過程對拉伸速度和環(huán)境溫度非 常敏感。當?shù)退倮鞎r.分子鏈來得及位移、重排，呈現(xiàn)韌性行 為，表現(xiàn)為拉伸強度減小，而斷裂伸長率增大。高速拉伸時，高 分了鏈段的運動跟不上外力作用速度.呈現(xiàn)脆性行為，表現(xiàn)為拉 伸強度增大，斷裂伸長率減小。市于聚合物的品種繁多，不同的 聚合物對拉伸速度的敏感不同。硬而脆的聚合物對拉伸速度

6、比較 敏感.一般采用較低的拉伸速度。韌性塑料對拉伸速度的敏感性 小，一般采用較高的拉仲速度，以縮短實驗周期，提高效率。不 同品種的聚合物可根據(jù)國家規(guī)定的試驗速度范圍選擇適合的拉伸 速度進行實驗(gb / t1040 一 1992)。高分子材料的力學性能表現(xiàn)出對溫度的依賴性，隨著溫度的升高.拉伸強度降低，而斷裂伸 長則隨溫度升高而增大。因此實驗要求在規(guī)定的溫度下進行。一些重要聚合物材料的拉伸強度和斷裂伸長率如表31所示。圖3-1聚合物的拉仲應力應變曲線類型表3-1聚合物拉伸強度和斷裂伸長率聚合物性質(zhì)拉升強度(*105?/w2 )斷裂伸長率(%)pvc硬質(zhì)420-53040-80ps一般用350-

7、8401.0-2.5耐沖擊性110-4902.0-90abs耐沖擊性320-5305.0-60.0耐燃性350-4205.0-25.0pe高密度220-39020-1300中密度低密度超高80-25040-160180-250500-60090-800300-500eva100-200550-900pp非增強300-390200-700玻纖填充420-10202.0-3.6pa-6非增強玻纖填充700-830910-1760200-300pa-66非增強力 0-84060-300玻纖填充160-2004-5pc非增強560-670100-130玻纖填充840-17600.9-5.0尿素樹脂纖維

8、素填充390-9200.5-1.0環(huán)氧樹脂玻纖填充700-14004三. 儀器與樣品儀器：(1) 萬能拉力試驗機 任何能滿足實驗要求的、具有多種拉伸速率 的拉力試驗機均可使用。本次實驗采用cmt-6104系列微機控制 電子拉力試驗機，基本結(jié)構(gòu)如圖32所示。(2) 游標卡尺。'23圖3-2 微機控制電子拉力試驗機1 伺服器，2伺服電機，3傳動系統(tǒng)，4壓縮下壓板，5彎曲裝置,6彎曲壓頭，7移動橫梁，8-拉伸楔形夾具，9-位移傳感器，10固定扌當圈，11 滾珠絲杠，12 電子引伸計，13 可調(diào)扌當圈，14 手動控制盒，15-限位碰塊，16 力傳位器，17-可調(diào)擋圈，18 固定擋圈,19急停開

9、關(guān)，20電源開關(guān)，21 減速機，22聯(lián)軸器，23電氣系統(tǒng)（微處理器）試樣：拉伸試驗共有4種類型的試樣：i型試樣（雙鏟形）；ii型試樣（啞鈴型）；8字型試樣；長條型試樣。不同的材料優(yōu)選的試樣類型及相關(guān)條件及試樣的類型和尺寸參照gb/t1040-1992執(zhí) 行。本次試驗材料為三元乙丙橡膠/聚丙烯共混物，試樣采用i型試 樣（如圖3-3所示），每組試樣不少于5個，尺寸及公差參表3-2, 是由惰性腔模具注射成型獲得的。試樣要求表面平整，無氣泡、 裂紋、分層、傷痕等缺陷。fl圖3-3 i型試樣表3-2 i型試樣尺寸及公羌符號名稱尺寸公差符號名稱尺寸公差l總長150w端部寬度20±1h夾具間距離1

10、15±5.0d厚度4c平行部分長度60±2b平行部分寬度10±0.2g標距50±1r半徑60四. 準備工作(1) 試樣的制備和外觀檢查.按gb1039-1992規(guī)定進行；試樣的 狀態(tài)調(diào)節(jié)和實驗環(huán)境按gb2918規(guī)走執(zhí)行。(2) 試樣編號.測量試樣工作部分的寬度和厚度、精確至o.olmmo 每個試佯測量三點.取算術(shù)平均值。(3) 在試樣中間平行部分做標線.標明標距g； 此標線對測試結(jié) 果不應有影響。(4) 熟悉電子拉力實驗機的結(jié)構(gòu).操作規(guī)程和注意事項。五. 實驗步驟(1) 開機：試驗機一計算機。(2) 雙擊桌面上名為"powertesf快捷鍵進入

11、試驗軟件；在單機“聯(lián) 機”鍵后出現(xiàn)的窗口上，選擇止確的通訊口，選擇對應的傳感器 及引伸儀后單擊“聯(lián)機”；(3) 檢查夾具.根據(jù)實際情況(主要是試樣的長度及夾具的間距) 設(shè)置好限位裝置；在試驗軟件內(nèi)選擇相應的試驗方案.進入試驗 窗口輸入“用戶參數(shù)”；(4) 夾持試樣.夾具夾持試樣時.要使試樣縱軸與上、下夾具中 心線相重合.并且要松緊適宜，以防止試樣滑脫或斷在夾具內(nèi)，(5) 點擊“實驗”選擇文件生成路徑，單機“確定”鍵，程序 進入實驗狀態(tài)；(6) 單機“運行”鍵，自動開始實驗。試片拉斷后.打開夾具取出試片；(7) 重復36步驟.進行其余樣條的測試。若試樣斷裂在中間平 行部分之外時，此試樣作廢.另取

12、試樣補做；(8) 試驗目動結(jié)束后，軟件顯不試驗結(jié)果，點擊"用戶報告"，打印 實驗報告。六. 數(shù)據(jù)處理(1)拉伸強度或斷裂應力或拉仲屈服應力(mpa)式中 p=bd(3-1)最大負荷或斷裂負荷或屈服負荷，nb試樣工作部分寬度，mmd試樣工作部分厚度，mm各應力值在拉伸應力應變曲線上的位置如圖3-4所示。(2)斷裂伸長率(%)l-乙。=乙(3-2)式中 l試樣原始標距，mm乙'試樣斷裂時標線間距離，mm計算結(jié)果以算術(shù)平均值表示，取三位有效數(shù)值，吧取二位有效數(shù)值。圖3-4 拉伸應力應變曲線殆拉伸時的應變，%斷裂時的應變，%屈服時的應變， 拉伸強度，久2斷裂應力，久3屈服應

13、力，a脆性材料，b具有 屈服點的人性材料，c無屈服點的韌性材料pp/epdm塑料拉伸性能的測定試驗數(shù)據(jù)執(zhí)行標準 試樣標距gb/t 1040.2-2006 標距50 mm窄部分寬 度bl優(yōu)選厚度h最大力拉伸彈性 模量et拉伸強度om斷裂拉伸 應變e bmmmmnmpampa%第1根9.5603.9801092.42328.711第2根9.8804.0801068.934292.67126.518第3根9.7603.9901067.887182.94527.422第4根9.9604.0801053.181167.70625.917七. 注意事項(1) 微機控制電子拉力試驗機屬于精密設(shè)備，在操作材料

14、試驗機 時，務必遵守操作規(guī)程，精力集中，認真負責。(2) 每次設(shè)備開機后搖預熱lomin,待系統(tǒng)穩(wěn)定后，才可進行 實驗工作，如果剛關(guān)機，需要在開機，至少保證lmin的間隔時 間。任何時候都不能帶電插拔電源線和信號線，否則很容易損壞電器控制部分。(3) 試驗開始前，一定要調(diào)整好限位擋圈，以免操作失誤損壞力 值傳感器。(4) 試驗過程中，不能遠離試驗機。(5) 試驗過程中，除停止鍵和急停開關(guān)外，不要按控制盒撒謊能 夠的其他按鍵，否則會影響試驗。(6) 實驗結(jié)朿后，一定要關(guān)閉所有的電源。聚合物沖擊性能測試一、實驗目的（1）測定聚合物的沖擊強度，了解其對制甜使用的重要性：（2）熟悉聚合物的沖擊性能測試

15、的原理，掌握擺錘式?jīng)_擊試驗機操作方法（3）掌握實驗結(jié)果處理方法。了解測試條件對測定結(jié)果的彩響。二、實驗原理沖擊性能實驗室在沖擊負荷的作用下測定材料的沖擊強度。在實驗中， 對聚合物試樣施加一次沖擊負荷使試樣破壞，記錄下試樣破壞吋或過程屮試 樣單位截面積所吸收的能量，即得到?jīng)_擊強度，由于聚合物的制備方法和 本身結(jié)構(gòu)的不同，他們的沖擊強度也各不相同。在工程應用上，沖擊強度是 一項重要的性能指標，通過抗沖擊試驗，可以評價聚合物在高速沖擊狀態(tài)下 抵抗沖擊的能力或判斷聚合物性能和韌性程度。沖擊試驗的方法很多，根據(jù)實驗溫度可分為常溫沖擊、低溫沖擊和高溫 沖擊三種，依據(jù)試樣的受力狀態(tài)，可分為擺錘式彎曲沖擊（包

16、描簡支梁沖擊 gb1043和懸臂梁沖擊gb1843）,拉伸沖擊、扭轉(zhuǎn)沖擊和剪切沖擊；依據(jù)才 用過的能量和沖擊次數(shù)，可分為大能量的一次沖擊（簡稱一次沖擊試驗或落 錘沖擊實驗gb11548）和小能量的多次沖擊實驗（簡稱多次沖擊實驗），不 同材料或不同用途可選擇不同的沖擊實驗方法，由于各種試驗方法屮試樣受 力形式和沖擊物的兒何形狀不一樣，不同的試驗方法所側(cè)得的沖擊強度結(jié)果 不能相互比較。擺錘式彎曲沖擊實驗方法由于比較簡單易行，在控制產(chǎn)品質(zhì)量和比較制 品韌性時是一種經(jīng)常使用的測試方法，這里介紹擺錘式彎曲沖擊（簡支梁沖 擊和懸臂梁沖擊）試驗機的工作原理，如圖3-5:圖3-5擺錘式?jīng)_擊試驗機的工作原理1-

17、擺錘2-揚臂3-機架4-試樣(351)實驗時擺錘掛在機架的楊臂上，擺錘桿的中心線與通過擺錘桿軸心的鉛 垂線成一角度為q的揚角，此時擺錘具有一定的位能；然后計擺錘自由落下, 在它擺到最低點的憐間其位能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽埽浑S著試樣斷裂成兩部分，消耗了 擺錘的沖擊能并使其人人減速；擺錘的剩余能量使擺錘繼續(xù)升高至一定高 度，b為其升角。加以w表示探錘的質(zhì)量.1為探錘桿的長度，則擺錘的初 始功為：a) =w7(1 c0sc1)若考慮沖斷試樣時克服的空氣阻力和試佯斷裂而飛出時所消耗的功，根 據(jù)能量守恒定律，可用式(35-2)表示：人)=w7(l + cos0) +a + & +m v2(35-2)通常，式

18、(35-2)后三項都忽略不計，則可簡單地把試樣斷裂時所消耗 的功表示為：4。= w/(cosb + cosa)(35-3)式中除b角外均為已知數(shù)。因此，根據(jù)擺錘沖斷試樣后的升角b的數(shù) 值即可從讀數(shù)盤直接讀取沖斷試樣時所消耗功的數(shù)值。簡支梁沖擊試驗是使用已加能量的把錘一次性沖擊支承成水平梁的 試樣并使之破壞，沖擊線應位于兩支座(試樣)的正中間.被測試樣若為缺口 試樣，則沖擊線應正對缺口(參考圖3-6)；懸臂梁沖擊試驗則rfl已知能量的 擺錘一次性沖擊垂直固定成懸臂梁的試樣的口由端，擺錘的沖擊線與試樣的 夾且和試樣缺口的屮心線相隔一定距離(參考圖3-7) o根據(jù)擺錘的沖擊前初 始能量與沖擊后擺錘的

19、剩余能量z差，確定試樣在破壞時所吸收的沖擊能 量，沖擊能量除以沖擊截而積，就得到試樣的單位截而積所吸收的沖擊能 量.即沖擊強度。通常，沖擊性能實驗對聚合物的缺陷很敏感.而11影響因索也很多.聚 合物的沖擊強度常受到實驗溫度、環(huán)境濕度、沖擊速度、試樣幾何尺寸。缺 口半徑以及缺加工方法、試樣夾持力等影響，因此沖擊性能測試是一種操作 簡單而影響因素較復雜的實驗，在實驗過程屮不可忽視上述各冇關(guān)因素的影 響.一般應在實驗方法規(guī)z的條件下進行沖擊性能的測定。三、儀器與樣品1. 實驗儀器(1) zbc-4型簡支梁沖擊實驗機(圖3-8):圖3-8(2) 游標卡尺。2試樣試樣材料采用三元乙丙橡膠/聚丙烯共混物；

20、簡支梁沖擊試樣類型及尺 寸和缺口類型與尺寸參照gb/t104393執(zhí)行。木次試驗采用多型腔模具注射成型的三元乙丙橡膠/聚丙烯共混物長條 試樣作為無缺口試樣，在三元乙丙橡膠/聚丙烯共混物長條帶缺口試樣作為 缺口沖擊試樣。每組試樣不少于5個。試樣要求表而平整，無氣泡、裂紋、 分層、傷痕等缺陷。四. 實驗準備(1) 試樣的制備和外觀檢查，按gb1043-93規(guī)定進行；試樣的狀態(tài)調(diào) 節(jié)和實驗環(huán)境按gb2918規(guī)定執(zhí)行。(2) 試樣編號.對于無缺口試樣.分別測出試樣中部邊緣和試樣端部中 心位置的寬度和厚度，并取英平均值為試樣的寬度和厚度.準確至0. 02mm； 缺i試樣應測量缺i處的剩余厚度.測量時應在

21、缺口兩端齊測一次，取其算 術(shù)平均值。(3) 熟悉沖擊試驗機，檢查機座是否水平。(4) 在確認儀表的電源連線和信號連線連接無誤后，按下控制盒后面的 電源開關(guān)，使系統(tǒng)上電，上電后約2秒鐘，液品顯示屏上顯示應正常，否則 應檢查電氣系統(tǒng)是否有故障。(5) 檢查沖擊試驗機是否冇規(guī)定的沖擊速度.并根據(jù)試樣破壞時所需的 能量選擇試驗機擺錘，使消耗的能量在擺錘總能量的10%飛5%內(nèi)。若符合 這一能量范圍的不止一個擺錘時，應該用最大能量的擺錘。(6) 調(diào)節(jié)刻度盤指針零點，使它在擺錘處于起始位置時與主動針接觸。 進行空白實驗.保證總摩擦損失不超過擺錘沖擊試驗機特性參數(shù)的規(guī)定.否 貝ij進行沖擊試驗機的校準。五.

22、實驗步驟簡支梁沖擊實驗(1)根據(jù)試樣尺寸，進行實驗機樣條跨度l的調(diào)節(jié)，跨度數(shù)值根據(jù)試樣類型進行選擇，參照gb10431993執(zhí)行。(2)拾起并鎖住擺錘，將試樣按規(guī)定放置在兩塊撐塊上，將而緊貼在直角支座的垂直面上.使沖擊刀刃對準試樣屮心.缺口試樣刀刃對準缺口背向的中心位置.如圖3-6所示。圖3-6簡支梁沖擊實驗屮沖擊刀刃、試樣和支座的相互關(guān)系1試樣2沖擊方向3沖擊瞬間擺錘位置4下支座5沖擊刀刃6支撐塊液m顯示屏圖3-7 zbc-4c試驗機的液品控制面板(3) 選擇試驗方法：用“試驗方法”鍵進行切換窗口顯示。選擇所需要的試 驗方法。試驗方法包括簡支梁和懸臂梁兩種。顯示在顯示窗口的右下角。開機記 憶

23、上次選擇的試驗方法。(4) 選擇量程：按“量程”鍵進行切換窗口顯示，選擇所需要的量程。顯示 在顯示窗】的中下部位。(5) 輸入試樣形狀、編號、溫度。試樣形狀默認有缺口試樣，試樣溫度默認值25°c；按“試樣形狀”-“數(shù)字”-a “確認”鍵，設(shè)置試樣形狀。按“試樣批號”一 “數(shù)字”一 “確認”鍵，設(shè)置試樣批號。按“試樣溫度”-> “數(shù)字”-> “確認”鍵，設(shè)置試樣溫度。（6）預置試樣長度、寬度、厚度和缺口深度。按“試樣t度”-“數(shù)字”一 “確認”鍵，設(shè)置試樣氏度。按“試樣寬度”-“數(shù)字”-“確認”鍵，設(shè)置試樣寬度。按“試樣厚度”一 “數(shù)字”一 “確認”鍵，設(shè)置試樣厚度。按“缺

24、口深度” f “數(shù)字”一“確認”鍵，設(shè)置試樣缺口深度。默認 值為ommo（7）待指針撥至滿量程位置。（8）扳動手柄抓鉤，平穩(wěn)釋放擺錘.從能量度盤上讀取試樣吸收的沖擊能量 并記錄。（9）試樣可能會冇三種破壞類型.完全破壞（指經(jīng)過一次沖擊使試樣分成兩 段或幾段）；空分破壞（指一種不完全破壞.即無缺口試樣或缺口試樣的橫斷 面至少斷開90%的破壞）；無破壞（指一種不完全破壞，即無缺口試樣或缺 口試樣的橫斷而斷開部分小于90%的破壞）。對于同種材料，如果可以觀察 到一種以上的破壞類型，須在報告中標明其破壞類型。試樣無破壞的的應不 取沖擊值.實驗記錄為個破壞或nb；試樣完全破壞或部分破壞的口j以取 值.計

25、算平均沖擊值。并記錄部分破壞試樣的破壞百分數(shù)。不同破壞類型的 結(jié)果個能進行比較。六. 數(shù)據(jù)處理與記錄1. 無缺】試樣簡支梁沖擊強度a4。譏萬 xl(f(kj *)式屮a試樣吸收的沖擊能量jb試樣的寬度，mmd試樣的厚度，mm2. 缺口試樣簡支梁沖擊強度a kag & . i x (kj : m2)式中ak缺口試樣吸收的沖擊能量，jo b試樣的寬度，mmdk缺口試樣缺口處剩余厚度，mmpp沖擊實驗數(shù)據(jù)表1數(shù)據(jù)處理結(jié)果試樣寬度/mm缺口厚度nun沖擊吸收功/j神擊強度kj/m219.753.180.12554.0429.763.180.14624.6139.663.2400553.50平均

26、值9.723.200.12574.05七.注意事項(1) 擺錘舉起后，人體各部分都不要伸到重錘下面及擺錘起始處，沖 擊實驗時注意避免樣條碎塊傷人。(2) 版手柄吋，用力適當，切忌過猛。維卡軟化點溫度測定一. 實驗目的1 掌握維卡耐熱溫度的測定方；2. 測定聚丙烯的維卡軟化點。二. 實驗原理各類塑料，即使是一些性能優(yōu)良的工程塑料，當溫度升高時，其在負荷作用 下的形變量均會增加，但增加的幅度不盡相同。測出形變能力的大小對于確定材 料的適用范圍、使用條件是非常重要的。塑料的耐熱性能，通常是指它在溫度升 高時保持其物理機械性質(zhì)的能力。塑料在使用時要承受外力的作用，英耐熱溫度 是指在卜定外力作用卜它到達

27、某一規(guī)定形變值時的溫度。馬丁耐熱和維卡軟化點 是工業(yè)部門常用塑料耐熱性能的測試方法。維卡軟化點測試方法是塑料試樣在一 個等速升溫的液體傳熱介質(zhì)屮（甲基硅油）、在一定的負荷、一定的升溫速度下, 被lnim的壓針壓人lmm深度時的溫度。它適用于大多數(shù)的熱塑性塑料。三. 儀器和原料圖.23-1軟化點c堆卡實臉裝置圖2變形測fit裝2 1負«fft測溫裝置*5試樣,7披拌舂$ &支架i久保溫倍槽、jlf10.壓針頭；1l加熱器rh-6020系列熱變形、維卡軟化點溫度測定儀，木儀器符合iso75-1974, iso306-1974, gb1633-79, gb1634-79標準的要求,

28、可實現(xiàn)實時顯示、控溫、 測量等功能。如圖23-1所示。該儀器包括：支架:用于試樣放置，并可方便地浸于保溫浴椚中。支架和負荷桿的熱膨 脹系數(shù)要小，負荷桿能自由垂直移動，壓針固定于負荷桿末端，壓針頭應經(jīng)硬 化處理，其長為3-5mm,橫截面為(1. 000±015)mm保溫浴槽:供存放液體傳熱介質(zhì)并具冇攪拌器和加熱器。加熱器等速升溫 速率為(5土0. 5) °c/6min； (12 + 0. 5) °c/6mino加熱介質(zhì)：甲基硅油(200厘斯以下，閃點300°c以上)。試樣承受的靜負荷總質(zhì)量m為(1000±88) g; (5000±88)

29、 go負載桿 及托盤的質(zhì)量為88g. m由加碼質(zhì)量、壓針及負荷桿質(zhì)量和變形測量裝置附加 質(zhì)量三部分總和組成。測溫裝置分度值應為0. 5°c,變形測量裝置為精度0. 01mm.試樣：1o x 10 x3-6mm,模塑試樣厚度為3-4nun,板材試樣取原厚度， 原厚度超過6inin可單而加工至3-4加mm,原厚度不足3mm由2-3塊疊合至規(guī)定 厚度。每組試樣2個，表面應平整光滑，元氣泡、凹痕、飛邊等缺陷，上下表 面應平行。四. 實驗步驟實驗準備1. 根據(jù)試驗類型選擇試驗壓頭，維卡為針型壓頭。將所需的壓頭與負載桿固 定好。2. 根據(jù)試驗類型和試樣的尺寸計算載荷：維卡試驗只冇兩種規(guī)定的負荷：

30、a 法 9. 81n 即 1000gb 法 49. 05n 即 5000g3. 打開攪拌電機電源，指示燈亮，攪拌電機工作，攪拌速度可以通過攪拌電 機控制盒上的旋鈕調(diào)節(jié)（溫度高時用慢速，溫度低時用快速）。4.安裝試樣:啟動攪拌器jkj（a）將試樣架抬（升）出油面，將熱變形試樣放在支撐架上（維卡試樣放在平面上），放下負載桿，將試樣壓緊。（b）將試樣架放（降）回油池內(nèi)，將相應質(zhì)量的耘碼放在托盤上。要求抵碼放正實驗步驟:1. 打開電腦一雙擊“mcgs”圖標進入主界面圖1 -儀器面板上有攪拌電機（按一下攪拌電機旋轉(zhuǎn)再按一次攪拌電機停轉(zhuǎn)）按“工具” 菜單進入下一窗口（圖4-2）系統(tǒng)笞理住工具 題準爲程序支

31、形準岳程序檢作宙口歷史試並數(shù)據(jù)維卡熱變形測定系統(tǒng)收形（uh） ' 18變形血）ii兩組態(tài)工程殺開始 （5二戸功讒卡hicrosoft.應凱處組亦環(huán)境-圖4-22. 選擇升溫速率和溫度上限輸入材料名稱，試驗員，試選擇維卡、熱變形（如選擇熱變形則選擇a法與b法c法測試并輸入試樣面積，按一下計算祛 碼重量，根據(jù)框內(nèi)數(shù)值加上所需要的硅碼。）（圖4-3）系歩甘湮【$】工且z8i#準対程序變形準備程序 wft宙口 歷史試夠數(shù)!8#3試存5e形fit :260 (um)桁試祥加幾iee：巨061 藝(kg> i i+ttt3fc£w2a i o- <k2>材料名稱升溫速率

32、潟度上限i |®be熱變形試驗選擇試驗法©a謖 ob諼 oc法l .8cwpfc 0.4511甌 8 ocwp遶擇試徉放豊方式o水平o側(cè)立紀試樣厚度:i io: iioco紀試祥支形量：i no （wi） 制試祥加銭重量：i2.g40s2 （心 計曲敘舷碼重量 _0一 （kg）留(woj1a)訖試繹厚度:i 10*2試枠寬反:|10竝sh?跨度：#2試祥支形量:530（5）#2試祥加銭重量：| 2.44890 （宼 |計算私誌碼重量 f （kg）選擇試樣試驗員'i壬王選擇試驗©熱支形試驗#3試祥盡度:10: |10#3曲跨度：40自才義窗口abc設(shè)出存儲退

33、出rrrr廠 lxr® *i試拌名舫:j a o如徉名舔:| o耐試樣名稱:|維卡試驗a法b怯» 卡:108(un)試存加疏玉金:冋】9 (kg)試徉莊網(wǎng)玉凰:r°943（燉）度:l檢試1t賈度:熔（e紐試存長度：3 骨(wt)紇試祥厚度：j°s (lui)炫時寬度:5 骨3松試徉長腹:6曾3住試徉庠腹:7尋（顧: 83(to)ts試祥長度：9尋（顧o維卡試驗區(qū)i組玄工程0屯is屛爲裁e）怏健0維卡 hicrosoft圖4-33.調(diào)零設(shè)定（圖4-4）:調(diào)整測試傳感器，微調(diào)使三只傳感器使數(shù)值調(diào)整到紅、綠、蘭線框內(nèi)然后按1號、2號、3號零點。把框內(nèi)為零把其余

34、參數(shù)設(shè)好、按操作進入測試界面（圖4-5）玄蛆玄工程交刑（s）5 叫 no |o號史（3）| 28330.015000.0 |xk#.點（5）3462交形30.0珈(s5oqoo | 0ta (s)| 30<2尋tty點注:調(diào)節(jié)變形傳感器的位迄 將滑塊進入顏論茯內(nèi)u!出國俎態(tài)工程圖牛4調(diào)零系統(tǒng)咎瑾【門 工貝 甌準備程序 芟形準備建序 樓作©歷史試驗數(shù)搭900.0800.0700.0600.0500.0400.0300.0200.0100.030.060.090.0120.0150.0180.0210.0240.0270.0(um)1000.0300.0cc)自定義宙口#1試樣*2

35、i式樣#3試樣wit a：王王材斛名稱：abc試驗w間2010年12月20日5 bt 39 4* 27 k起蝴a度：0p升慮逶率50p/h試驗方法：滋 1.80wpa初試撐紐試拝約試樣名稱批號:4試祥鬲度10iui10jvn試祥跨度：60jiri2.04082kg泄卡se：受形雖0ujt0t平均溫度0£0 0 0.0;”缶 e q翌衛(wèi)淅gs辺態(tài)環(huán)境國組態(tài)工程電j ift卡"microsoft圖45單擊“操作”鍵4. 試驗結(jié)束，記錄下溫度；移開千分表及ii去碼，抬（升）起試驗架，取下 試樣。注意不要把試樣謀入油池。5. 降溫采用氣冷或水冷，也可自然冷卻。冷卻時，可抬起或?qū)⒃嚇?/p>

36、架潛入 油池。6. 關(guān)閉主機電源、攪拌電機電源。維卡軟化點實驗數(shù)據(jù)系統(tǒng)管理$】工貝 溫度腥備程手 珈準備建序 銖作 宙口歷兗試驗城 (um)e并始e"袒姦工程u ©11 32注意事項1. 在試驗進行屮，若因意外情況而停止試驗，則此試驗不能繼續(xù)進行，需 油溫降到室溫后，更換試樣，重新開始試驗。否則試驗數(shù)據(jù)不準確。2. 在試樣安裝或取出時，不要將試樣掉入油池中，若掉入一定要取出。否 則會損壞儀器。油池屮禁止有任何雜物。3. 試驗完成后，一定要關(guān)閉電控箱上的電源。pp彎曲性能測定一、目的要求1. 明確彎曲試驗為何可作為復合材料的篩選試驗緣故。2. 了解方法要點，測試塑料及玻璃鋼彎

37、曲強度。二、實驗原理復合材料的彎曲試驗中試樣的受力狀態(tài)比較復雜，冇拉力、壓力、剪力、 擠壓力等，因而對成型工藝配方、試驗條件等因素的嫩感性較大。用彎曲試驗作 為篩選試驗是簡單易行的，也是比較適宜的。玻璃纖維增強議料彎曲性能試驗方法（gb1449 83）適用于測定玻璃纖維 織物塑料板材和短切玻璃纖維增強塑料的彎曲性能，包扌舌彎曲強度、彎曲彈性模 量、規(guī)定撓度下的彎曲應力、彎曲載荷一撓度曲線。gb1042-79適用于塑料彎 曲性能測定。1 彎曲強度。彎曲試驗一般采用三點加載簡支梁，即將試樣放在兩支點上，在兩 支點間的試樣上施加集屮載荷，使試樣變形直至破壞吋的強度為彎曲強度。2. 彎曲彈性模量。它是

38、指在比例極限內(nèi)應力與應變比值3. 某些試驗由于特殊要求，可測定表觀彎曲強度，即超過規(guī)定撓度時（如超過 跨距的10%）載荷達到最大值時的彎曲應力。三、實驗方法要點（）試樣 試樣型式和尺寸見圖55t,表55t、表55-2、表55-3。（二）試驗條件與步驟 彎曲試驗裝置示意圖55-2。加載上壓頭圓柱面半徑r 為5±0. 1mm,支座圓角半徑r為2±0. 2mm （當h > 3mm吋）和0. 5 + 0. 2mm （當h w3mm時），若試樣出現(xiàn)明顯支座壓痕，r應改為2mm。1. 加載速度。仲裁試驗時（跨厚比l/h=16± 1時），v = h/2mm/min,常規(guī)試

39、驗 時v= 10mm> mine測定彎曲彈性模量及彎曲載荷一撓度取線時v = 2mm/niin。2. 規(guī)定撓度。取試樣厚度的15倍。3. 跨厚比。一般取16±lo對很厚的試樣，為避免層間剪切破壞，可取大于16, 如32或40等。對很薄的試樣，為使其載荷落在試驗機許可的量程范圍內(nèi)，可 取小于16,如10o測定彎曲彈性模量和彎曲載荷一撓度曲線時，將測量變形儀表置于試樣跨 距屮心與試樣下表而接觸，施加約為5%破壞載荷的初載，檢查并調(diào)整儀表使整 個系統(tǒng)處于止常狀態(tài)，然后分級加載（測彈性模量時至少分五級加載），施加載 荷不超過破壞載荷的50%,記錄各級載荷和撓度，亦口j自動連續(xù)加載和記錄

40、。測定彎曲強度吋連續(xù)加載。在撓度小于或等于1. 5倍試樣厚度下呈現(xiàn)最大載 荷或破壞的材料，記錄最大載荷或破壞載荷。在撓度等于1.5倍試樣厚度下不呈 現(xiàn)破壞的材料，記錄該撓度下的載荷。試樣呈層間剪切破壞，有明顯內(nèi)部缺陷或在試樣中間的1/3跨距1以外破壞 的試樣應予作廢。四、實驗方法說明1. 根據(jù)材料品種和形式的不同選擇不同的彎曲試驗方法。為了使試驗結(jié)果具冇 可比性，不要輕易改變試驗方法。2. 彎曲試驗一般采用三點加載簡支梁法，在彎曲過程中同時受到正應力和剪力 的影響。屮性層不受拉應力也不受壓應力，中性層下而纖維受拉應力，中性層 上面纖維受壓應力。根據(jù)材料力學分析，梁最外層纖維拉、壓應力都最大。三

41、點彎曲試驗是在非純彎曲情況下進行的，試樣的橫截面上既冇正壓力，又 有剪切應力。最大剪切應力發(fā)生在矩形截面試樣厚度的屮性層，因此對矩形截 面試樣，橫截面受到的最大正應力（即最大彎曲應力）可見，在進行彎曲試驗時，為了盡量減少剪切應力的彩響（特別是層壓材 料），必須取足夠大的跨厚比（1/h）。如取l/h=10,則剪切應力的影響為5%； 若1/h < 10,則剪切應力的影響更大，將會給試驗結(jié)果帶來影響，所以試驗方法 都規(guī)定1/h > 10o3.壓頭圓柱面r太小，對試樣易產(chǎn)生明顯的壓痕；壓頭圓柱面r太大，對于小跨度會增加剪切應力的影響，一般規(guī)定r為5±0mmo下支 座圓角半徑r 一

42、般為2土0.2mm；當厚度hw3mm時，r為0.5±0.2mm。3. 彎曲試驗中，外層纖維應變速率對試驗結(jié)果亦有明顯的影響，一般用上壓頭移動速度來控制。對j'吊'規(guī)試驗，上壓頭移動速度米用10mm/mirio五. 實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)記錄實驗現(xiàn)彖：樣條逐漸彎曲，在彎曲點上可以清楚地看到一條白線，白線的產(chǎn)生為應力發(fā)白現(xiàn)象；最后斷裂。應力發(fā)口現(xiàn)象在拉伸的實驗中更為明顯。塑料彎曲性能試驗報告執(zhí)行標準 gb/t 9341-2008試樣跨度試樣寬度試樣厚度9. 7 mm3. 8 mm彎曲模量ef彎曲強度ofmmpampa第4根571.748224. 9221第5根744.323526

43、. 6753第6根1024.738625. 4975第7根787. 100825. 3992第8根640.851125. 9096應力(mpa)20123456789六、現(xiàn)象分析與討論思考1、塑料彎曲性能試驗的影響因素答：1 試樣尺寸橫梁抵抗彎曲形變的能力與跨度和橫截面積有很大關(guān)系，尤其是厚度對撓度影 響更大。同理，彎曲試驗如呆跨度相同但試樣的橫截而積不同，則結(jié)果是冇差別 的。所以標準方法中特別強調(diào)（規(guī)定）了試樣跨度比，厚度和試驗速度等幾方面 的關(guān)系，廿的是使不同厚度的試樣外部纖維形變速率相同或相近，從而使各種厚 度之間的結(jié)果有一定可比性。2.試樣的機械加對結(jié)果冇影響。有必要時盡量采用單面加工

44、的方法來制作。試驗時加工面對著加載壓頭，使未加 工面受拉伸，加工面受壓縮。3加載壓頭圓弧半徑和支座圓弧半徑加載壓頭圓弧半徑是為了防止剪切力和對試樣產(chǎn)生明顯壓痕而設(shè)定的。一般只要 不是過大或過小，對結(jié)果影響較小。但支座i員i弧半徑的大小，耍保證支座與試樣 接觸為一條線(較窄的面)。如果表面接觸過寬，則不能保證試樣跨度的準確。4. 應變速度試樣受力彎曲變形時，橫截而上部邊緣處冇最大的壓縮變形，下部邊緣處冇最大 的拉伸變形。所謂應變速率是指在單位時間內(nèi)，上卜層相對形變的改變量，以每 分鐘形變百分率表示，試驗中口j控制加載速度來控制應變速度。隨著應變速率和 加載速度的增加，彎曲強度也增加，為了消除其影

45、響，在試驗方法屮對試驗速度 作出統(tǒng)一的規(guī)定，如gb/t 9341-2000規(guī)定了從表2中選一速度值，使應變速率 盡可能接近1%/min,這一試驗速度使每分鐘產(chǎn)生的撓度近似為試樣厚度值的0.4 倍，例如符合推薦試樣的試驗速度為2mm/mino 一般說來應變速率較低時，其 彎曲強度偏低。試驗速度-般都比較低，這是因為塑料在常溫下均屬粘彈性材料, 只有在較慢的試驗速度下，才能使試樣在外力作用下近似地反映其松弛性能和試 樣材料自身存在不均勻或其他缺陷的客觀真實性。5 試驗跨度彎曲試驗大多采用“三點式”方式進行。這種方式在受力過程中，除受彎矩作用 外，還受剪力的作用。故采用“三點式”方式進行測試，對于反映塑料材料