聚合物材料拉伸性能.ppt

1、力學(xué)性能測(cè)定,聚合物力學(xué)性能是高分子聚合物在作為高分子材料使用時(shí)所要考慮的主要性能。它涉及到高分子新材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及高分子新材料的使用條件。因此了解聚合物的力學(xué)性能數(shù)據(jù)，是我們掌握高分子材料的必要條件。 聚合物的力學(xué)性能主要包括模量（E）,強(qiáng)度（）極限形變（）及疲勞性能（包括疲勞極限和疲勞壽命）。 由于高分子材料在應(yīng)用中的受力方法不同，聚合物的力學(xué)性能按不同受力方式定出了拉伸（張力）、壓縮、彎曲、剪切、沖擊硬度、摩擦損耗等不同的各種數(shù)據(jù)。,聚合物材料的拉伸性能,拉伸性能是聚合物力學(xué)性能中最重要、最基礎(chǔ)的性能之一。拉伸性能的好壞，可以通過(guò)拉伸試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)。 拉伸實(shí)驗(yàn)是在規(guī)定的試驗(yàn)溫度、

2、濕度、速度條件下，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試樣沿縱軸方向施加靜態(tài)拉伸負(fù)荷，直到試樣被拉斷為止。通過(guò)拉伸實(shí)驗(yàn)可以得到試樣在拉伸變形過(guò)程中的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線。從應(yīng)力-應(yīng)變曲線上可得到材料的各項(xiàng)拉伸性能指標(biāo)值：拉伸強(qiáng)度、拉伸斷裂應(yīng)力、拉伸屈服應(yīng)力、偏置屈服應(yīng)力、拉伸彈性模量、斷裂伸長(zhǎng)率等。 通過(guò)拉伸試樣提供的數(shù)據(jù)，可對(duì)高分子材料的拉伸性能做出評(píng)價(jià)，從而為產(chǎn)品質(zhì)量控制，按技術(shù)要求驗(yàn)收或拒收產(chǎn)品，研究、開(kāi)發(fā)與工程設(shè)計(jì)及其他目的提供參考。,影響塑料力學(xué)性能的因素,影響塑料力學(xué)性能的因素： 1）聚合物結(jié)構(gòu)和組成（如：聚合物種類，分子量及其分布，是否結(jié)晶等） 2）有成型加工的影響（如：成型加工的方式及加工條件導(dǎo)致結(jié)晶度、取向

3、度的變化，試樣的缺陷等）； 3）有測(cè)試條件的影響（如：測(cè)試溫度，濕度，速度等），它們會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)重復(fù)性差等缺陷，所以力學(xué)性能的測(cè)試有嚴(yán)格的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，如GB1042-92規(guī)定：環(huán)境溫度為251，相對(duì)濕度為65 5%，樣品的尺寸、形狀均有統(tǒng)一規(guī)定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往為五次以上平均。,電子拉力試驗(yàn)機(jī),定義,拉伸應(yīng)力：試樣在計(jì)量標(biāo)距范圍內(nèi)，單位初始橫截面上承受的拉伸負(fù)荷。 拉伸強(qiáng)度：在拉伸試驗(yàn)中試樣直到斷裂為止，所承受的最大拉伸應(yīng)力。 拉伸斷裂應(yīng)力：在拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線上，斷裂時(shí)的應(yīng)力。 拉伸屈服應(yīng)力：在拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線上，屈服點(diǎn)處的應(yīng)力。 斷裂伸長(zhǎng)率：在拉力作用下，試樣斷裂時(shí)，標(biāo)線間距離的增加量與初始標(biāo)距

4、之比，以百分率表示。 斷=(L-L0)/L0100% 式中：L0-試樣標(biāo)線間距離，mm L-試樣斷裂時(shí)標(biāo)線間距離，mm 彈性模量：在比例極限內(nèi)，材料所受應(yīng)力與產(chǎn)生響應(yīng)的應(yīng)變之比。,應(yīng)力-應(yīng)變曲線,由應(yīng)力-應(yīng)變的相應(yīng)值彼此對(duì)應(yīng)的繪成曲線，通常以應(yīng)力值作為縱坐標(biāo)，應(yīng)變值作為橫坐標(biāo)。應(yīng)力-應(yīng)變曲線一般分為兩個(gè)部分：彈性變形區(qū)和塑性變形區(qū)，在彈性變形區(qū)，材料發(fā)生可完全恢復(fù)的彈性變形，應(yīng)力和應(yīng)變呈正比例關(guān)系。曲線中直線部分的斜率即是拉伸彈性模量值，它代表材料的剛性。彈性模量越大，剛性越好。在塑性變形區(qū)，應(yīng)力和應(yīng)變?cè)黾硬辉诔收汝P(guān)系，最后出現(xiàn)斷裂。,試驗(yàn)方法,拉伸試驗(yàn)是對(duì)試樣沿縱向施加靜態(tài)拉伸負(fù)荷，使其破

5、壞。通過(guò)測(cè)定試樣的屈服力，破壞力和試樣間標(biāo)距間的伸長(zhǎng)來(lái)求的試樣的屈服強(qiáng)度，拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率。,操作要點(diǎn),在試樣中間部分作標(biāo)線，此標(biāo)線應(yīng)對(duì)測(cè)試結(jié)果沒(méi)有影響。 測(cè)量試樣中間平行部分的寬度和厚度，每個(gè)試樣測(cè)量三點(diǎn)，取算術(shù)平均值。 拉伸速度一般根據(jù)材料及試樣類型進(jìn)行選擇。 夾具夾持試樣時(shí)，試樣縱軸與上，下夾具中心線重合，并防止試樣滑脫，或斷在夾具內(nèi)。 試樣斷裂在中間平行部分之外時(shí)，應(yīng)另取試樣補(bǔ)做。,三 儀器和試樣,拉力試驗(yàn)機(jī)一臺(tái) 沖片機(jī)一臺(tái)；塑料片材一塊 或用注塑機(jī)制得標(biāo)準(zhǔn)試樣五根以上,四 實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)處理,試樣得制備 用啞鈴形標(biāo)準(zhǔn)裁刀在沖片機(jī)上沖取塑料薄片試樣，沿縱向和橫向各取五條，精確測(cè)量試樣細(xì)

6、頸處的寬度和厚度，并在細(xì)頸部分劃出長(zhǎng)度標(biāo)記。也可用注塑機(jī)模塑出標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣條。 選擇試驗(yàn)機(jī)載荷，以斷裂時(shí)載荷處于刻度盤得1/34/5范圍之內(nèi)最合適。 選擇，調(diào)整試驗(yàn)機(jī)的下夾具的下降速度。對(duì)于軟質(zhì)熱塑性塑料，拉伸速度可取50mm/min,100mm/min,200mm/min,500mm/min。 將試樣裝在夾具上，在使用夾具時(shí)應(yīng)先用固定器將上夾具固定，防止儀器刀口損壞，試樣夾好后松開(kāi)固定器。 按下啟動(dòng)按鈕，電機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，下夾具開(kāi)始下降，指針開(kāi)始指示。在此過(guò)程中，用手控制標(biāo)尺上的兩根劃尺，使形指針隨試樣細(xì)頸上的兩標(biāo)記而動(dòng)，直至試樣斷裂。記錄指示盤讀數(shù)和兩劃尺之間的距離。 按回行開(kāi)關(guān)，將下夾具回復(fù)到原來(lái)位置，并把指示盤指針撥回零位，開(kāi)始第二次試驗(yàn)。,五 數(shù)據(jù)的記錄與處理,參數(shù)說(shuō)明,拉伸強(qiáng)度： TS=Pmax/bd