高分子材料性能实验指导书.doc

实验一 聚合物热变形温度、维卡软化点的测定一、 实验目的通过实验测定高聚物维卡软化点温度，掌握维卡软化点温度测试仪的使用方法和高聚物维卡软化温度的测试方法。二、 实验原理维卡软化温度是指一个试样被置于所规定的试验条件下，在一定负载的情况下，一个一定规格的针穿透试样1mm深度的温度。这个方法适用于许多热塑性材料，并且以此方法可用于鉴别比较热塑性软化的性质。图1. 维卡软化点试验装置图三、 实验仪器维卡软化点测试仪主要由浴槽和自动控温系统两大部分组成。浴槽内又装有导热液体、试样支架、砝码、指示器、温度计等构件，其基本结构见图1。（1） 传热液体：一般常用的矿物油有硅油、甘油等，最常用的是硅油。本仪器所用传热液体为硅油，它的绝缘性能好，室温下黏度较低，并使用试样在升温时不受影响。（2） 试样支架：支架是由支撑架、负载、指示器、穿透针杆等组成。都是用同样膨胀系数的材料制成。（3） 穿透针：常用的针有两种，一种是直径为1 -0。02mm +0.05mm的设有毛边的圆形平头针，另一种为正方形平头针。（4） 砝码和指示器：常用的砝码有两种，1kg和5kg；指示器为一百分表，精确度可达0.02mm。（5） 温度计：温度计测温精确度可达0.5,使用范围为0360。（6） 等速升温控制器：采用铂电阻作感温元件与可变电压器、恒速电动机构组成。作不定时等速运动来调整可变电位器的阻值，以达到自动平衡（可变电位器调整阻值的变化即为铂电阻受热后的阻值），电桥输出信号经晶体管放大输出脉冲，推动可控管工作，并控制了加热器工作时间，以（50.5）/6min的速度来提高浴槽温度。（7） 加热器：一个1000W功率的电炉丝直接加热传热液体。四、 试样与测试条件（1） 试样：所用的每种材料的试样最少要有2个。一般试样的厚度必须大于3mm，面积必须大于10mm10mm 。（2） 测试条件：保持连续升温速度为（50.5）/min，并且穿透针必须垂直地压入试样，压入载荷为5kg。它是砝码和加力杆等的总和。即相应负荷分别为9.81N和49.05N。五、 实验步骤（1） 选试样：试样可注射成型。成型后使用选取厚度大于3mm，宽和长大于10mm10mm的试样，并要求试样表面平整，没有裂纹，没有气泡。（2） 安放试样：在室温下将试样支架从浴槽内拉出固定在浴槽上面，把试样放在下近似中心的位置，使针近似地靠近试样表面（没有加载）并固定好，然后将温度计插入支架上两侧孔内，使其球部尽量地接近试样并固定好。（3） 调整指示器：试样安装好后就将试样支架轻轻地放进浴槽，然后加载调整穿透指示器到零位。（4） 加热液体：指示器调整零位后开始升温，调整自动控温部分，升温速度为50/h（参看附录中仪器的操作规程），同时开启搅拌，保持槽内温度均匀。（5） 记录：必须仔细地作穿透1mm深度时的温度记录。由于当穿透1mm后，从这点开始穿透深度会迅速地增加，因此要求每上升5读一次穿透深度，直到穿透0.4mm后在每间隔50记录一次。（6） 试验结果所得两个试样间的差别高于2，则必须做重复试验。六、 数据处理（1） 将实验记录在下表中。 数据记录试样编号试样尺寸/mm标准升温速度5/min备注a b c123注：、分别表示试件的长、宽、高.（2） 结果分析。七、 思考题（1） 影响维卡软化点温度测试结果的因素有哪些？（2） 升温速度过快或过慢对试验结果有何影响，为什么？实验二 高分子材料的氧指数测定大部分的塑料耐燃性非常不好，通火极易燃烧。评定塑料燃烧性可用燃烧速度和氧指数来表示。燃烧速度是用水平燃烧法或垂直燃烧法等测得的。本实验采用氧指数测定塑料燃烧性，此法可精确地用具体数字来评价塑料的点燃性。一.实验目的1.熟悉氧指数仪的组成、构造。2.掌握氧指数仪的工作原理及使用方法；3.测定塑料的燃烧性，并计算氧指数。二.实验原理氧指数测定塑料燃烧性是指在规定的试验条件下（232），在氧、氮混合气流中，测定刚好维持试样燃烧所需的最低氧浓度，并用混合气中氧含量的体积百分数表示。氧指数仪试验装置见图2-1。主要组成部分有燃烧筒、试验夹、流量测量和控制系统，其他辅助配有气源、点火器、排烟系统、计时装置等。（1） 燃烧筒：燃烧筒是内径为7080mm，高450mm的耐热玻璃管。筒的下部用直径3-5mm的玻璃珠填充，填充高度100mm。在玻璃珠上方有一金属网，以遮挡塑料燃烧时的滴落物。（2） 试样夹：在燃烧筒轴心位置上垂直地夹住试样构件。（3） 流量测量和控制系统：由压力表、稳压阀、调节阀、管路和转子流量计等组成。计算后的氧、氮气体经混合气室混合后由燃烧筒底部的进气口进入燃烧筒。（4） 点火器：由装有丁烷的小容器瓶、气阀和内径为1mm的金属导管喷嘴组成。当喷嘴处气体点着时其火焰高度为6-25mm，金属导管能从燃烧筒上方伸入筒内，以点燃试样。点燃筒内的试样可采用顶端点燃法，也可采用扩散点燃法。图2-1 氧指数实验装置图1燃烧筒；2试样夹；3点火器；4试样夹；5放玻璃球的燃烧筒；6底座；7三通；8气体混合器；9压力表；10稳压阀；11转子流量计；12调节阀；13燃烧着的试样。顶端点燃法。使火焰的最低可见部分接触试样顶端并覆盖整个顶表面，勿使火焰碰到试样的棱边和侧表面。在确认试样顶端全部着火后，立即，开始计时或观察试样烧掉的长度。点燃试样时，火焰作用时间最长为30s，若在30s内不能点燃，则应增大氧浓度，继续点燃，直至30s内点燃为止。 扩散点燃法。 充分降低和移动点火器，使火焰可见部分施加于试样顶表面，同时施加于垂直侧表面约6mm长。点燃试样时，火焰作用时间最长为30s，每隔5s左右稍移开点火器观察试样，直至垂直侧表面稳定燃烧或可见燃烧部分的前锋到达上标线处，立即移动点火器，开始计时或观察试样。若30s内不能点燃试样，则增大氧浓度，再次点燃，直至30s内点燃为止。扩散点燃法也适用于I、II、III、IV型试样，标线应划在距点燃端10mm和60mm处。注：点燃试样是指引试样有焰燃烧，不同点燃方法的试验结果不可比。 燃烧部分包括任何沿试样表面淌下的燃烧滴落物。氧指数法测定塑料燃烧行为的评价准则见表3-1。表3-1 燃烧行为的评价准则试样型式点燃方式评价准则（两者取一）燃烧时间/s燃烧长度I、II、III、IV顶端点燃法180燃烧前超过上标线I、II、III、IV扩散点燃法180燃烧前超过下标线V扩散点燃法180燃烧前超过下标线三.实验仪器和试样实验仪器：HC-2型氧指数测定仪。试样：试样类型、尺寸见表3-2。表32 试样类型和尺寸类型型式长/mm宽/mm厚/mm用 途基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差I80150100.540.25用于模数材料II100.5用于泡沫材料III10.5用于原厚的片材IV701506.530.25用于电器用模数材料和片材V14055210.5用于软片和薄膜等注：1.不同型式不同厚度的试样，测试结果不可比。2.由于该项试验需反复预测气体的比例和流速，预测燃烧时间和燃烧长度，影响测试结果的因素比较多，因此每组试样必须准备多个（10个以上），并且尺寸规格要统一，内在质量密实度、均匀度特别要一致。3.试样表面清洁，无影响燃烧行为的缺陷，如应平整光滑、无气泡、飞边、毛刺等。4.对I、II、III、IV型试样，标线划在距点燃端50mm处，对V型试样，标线划在框架上或划在距点燃端20mm和100mm处（图2-2）。图2-2.支撑非支撑试样的框架结构1-上参照标记；2-下参照标记四.实验步骤（1）在试样的宽面上距点火端50mm处划一标线。（2）取下燃烧筒的玻璃管，将试样垂直地装在试样夹上，装上玻璃管，要求试样的上端至筒顶的距离不少于100mm。如果不符合这一尺寸，应调节试样的长度，玻璃管的高度是定值。（3）根据经验或试样在空气中点燃的情况，估计开始时的氧浓度值。对于在空气中迅速燃烧的试样，氧指数可估计为18%以上；对于在空气中不着火的，估计氧指数在25%以上。（4）打开氧气瓶和氮气瓶，气体通过稳压阀减压到仪器的允许压力范围。（5）分别调节氧气和氮气的流量阀，使流入燃烧筒内的氧、氮混合气体达到预计的氧浓度，并保证燃烧筒中的气体的流速为（41）cm/s。（6）让调节的气体流动30s，以清洗燃烧筒。然后用点火器点燃试样的顶部，在确认试样顶部全部着火后，移去点火器，立即开始，并观察试样的燃烧情况。（7）若试样（50mm长）燃烧时间超过3min或火焰步伐超过标线时，就降低氧浓度。若不是则增加氧浓度，如此反复，直到所得的氧浓度之差小于0.5%，即可按该时的氧浓度计算材料的氧指数。六. 实验数据处理（1）按下式计算氧指数OI:式中：O2为氧气的流量，L/min；N2为氮气流量，L/min。（2）以三次试验结果的算术平均值作为该材料的氧指数，有效数字保留到小数点一位。七.实验注意事项1.试样制作要精细、准确，表面平整、光滑。2.氧、氮气流量调节要得当，压力表指示处于正常位置，禁止使用过高气压，以防损坏设备。3.流量计、玻璃筒为易碎品，实验中谨防打碎。八、思考题（1）叙述氧指数测定原理。（2） 定性说明影响氧指数的因素。（3）什么叫氧指数值？如何用氧指数值评价材料的燃烧性能？（4）HC-2型氧指数测定仪适用于哪些材料性能的测定？如何提高实验数据的测试精度？实验三 不同各类高分子材料硬度的测定一、实验目的1. 了解塑料硬度与材料力学性质的关系；2. 了解利用压入法测定硬度的基本原理及应用；3 掌握塑料洛氏硬度的测定。二、基本原理硬度是指衡量材料表面抵抗压力的一种指标，硬度值的大小与材料的抗张强度和弹性模量有关。硬度试验的方法很多，加荷方式有动载法和静载法两类，前者用弹性回跳法和冲击力把钢球压入试样，后者则以一定形状的硬材料为压头，平稳地逐渐加荷将压荷压入试样。不同和计算方法差异又有布氏、洛氏和肖氏等名称。塑料洛氏硬度试验法是用一定的直径的球压头，在初试验力P0和主试验力P1先后作用下压入试件，在总试验力P作用下，保持一定的时间，卸除主试验力，保留初试验力的压入深度h1与在初试验力作用下的压入深度h0之差e来表示压痕深度的永久增量，每压入0.002mm为一塑料洛氏硬度单位。塑料洛氏硬度试验公式：HRE(L、M、R) 130e/0.002二、实验仪器本实验采用XHR-150型塑料洛氏硬度计，装有自动加卸试验力机构，可调节总试验力保持时间的电位器，试验力变换由荷手轮的旋转而获得。仪器主要结构图见图31。塑料洛氏硬度试验标尺、压头、试验力及应用范围见表31。图 31 XHR-150型塑料洛氏硬度计结构图1. 照明灯 2.上盖 3. 后盖 4. 表盘 5. 压头止紧螺钉 6. 球压头7. 试台 8. 螺杆保护罩 9. 旋轮 10. 启动按钮 11. 电源插座12. 电位器 13. 保险丝座 14. 船形开关 15. 变荷手轮表31. 塑料洛氏硬度试验标尺标尺球压头初试验力（N）总试验力（N）应用范围HRE3.175mm（1/8英寸）98.07980.7硬塑料、硬橡胶、铝、锡、铜、软钢、合成树脂及摩擦材料等。HRL6.35mm（1/4英寸）588.4HRM6.35mm（1/4英寸）980.7HRR12.7mm（1/2英寸）588.4四、试验方法1. 试件要求（1）试件表面应平整光洁不得有污物、氧化皮、凹陷及显著加工痕迹。（2）试件的厚度应不小于6mm，试件应大小应保证在同一表面进行5个点的测试，每个测试点中心距离及边缘距离不小于10mm。2. 实验步骤（1）接通电流，打开船形开关，指示照明灯亮。（2）根据被测试件的材料的软硬程度按表31选择标尺，顺时针转动变荷手轮，确定总试验力。（3）装好压球头，将试件置于试台上。（4）顺时针转动旋轮，使试件缓慢无冲击地与压头接触，施加初试验力。（5）按启动按扭，自动加主试验力。（6）总试验力保持时间到？，自动卸除主试验力。（7）蜂鸣器响，立即读取长指针指向的数值。（8）反向旋转升降螺杆手柄，使试台下降，更换测试点，重复上述操作。五、数据处理塑料洛氏硬度值的读取，应分别记录加主试验力后长指针通过点的次数及卸除主试验力后长指针通过点的次数并相减，按下面方法读取硬度值：（1） 差数是零，标尺读数加100为硬度值。（2） 差数是1，标尺读数为硬度值。（3） 差数是2，标尺读数减100为硬度值。在每个试件上的测试点不少于五点（第一点不算），对大批量零件检验测试点可适当减少。六、思考题1.塑料硬度的测定主要有哪几种方法？试比较其不同之处。2.试阐述塑料洛氏硬度测定的原理。实验四 高分子材料拉伸性能测试一、 实验目的1、 熟悉电子拉力机的原理及使用方法。2、 测定并绘制聚合物的拉伸应力-应变曲线，测定并计算其屈服强度、拉伸强度、断裂强度和断裂伸长率各种拉伸力学性能。3、 观察不同聚合物的拉伸特性；了解测试条件对测试结果的影响。二、 实验原理拉伸性能是聚合物力学性能中最重要、最基本的性能之一。拉伸性能的好坏，可以通过拉伸试验来检验。拉伸实验是在规定的试验、湿度和速度条件下，对标准试样沿纵轴方向施加静态拉伸负荷，直到试样被拉断为止。用于聚合物应力-应变曲线测定的电子拉力机是将试样上施加的载荷形变通过压力传感器和形变测量装置转变成电信号记录下来，经计算机处理后，测绘出试样在拉伸变形过程中的拉伸应力应变曲线。从应力应变曲线上可得到材料的各项拉伸性能指标值：如拉伸强度、拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、偏置屈服应力、拉伸弹性模量、断裂伸长率等。通过拉伸试验提供的数据，可对高分子材料的拉伸性能做出评价，从而为质量控制，按技术要求验收或拒收产品，研究、开发与工程设计及其它项目提供参考。应力应变曲线一般分为两个部分：弹性变形区和塑性变形区。在弹性变形区域，材料发生可完全恢复的弹性变行，应力和应变呈线性关系，符合虎克定律。在塑性变形区域，形变是不可逆的塑性变形，应力和应变增加不再呈正比关系，最后出现断裂。不同高分子材料、不同的测定条件，分别呈现不同的应力应变行为。根据应力应变曲线的形状，目前大致可归纳成五种类型，如图41所示。（1）软而弱 拉伸强度低，弹性模量小，且伸长率也不大，如溶胀的凝胶等。（2）硬而脆 拉伸强度和弹性模量较大，断裂伸长率小，如聚苯乙烯等。（3）硬而强 拉伸强度和弹性模量较大，且具有适当的伸长率，如硬聚氯乙烯等。（4）软而韧 断裂伸长率大，拉伸模量也较大，但弹性模量低，如天然橡胶、顺丁橡胶等。（5）硬而韧 弹性模量大、拉伸强度和断裂伸长率也大，如聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙等。以上5种类型的应力应变曲线，可以看出不同聚合物的断裂过程。图 41 聚合物的拉伸应力应变曲线类型影响聚合物拉伸强度的因素有：（1） 高聚物的结构和组成 聚合物的相对分子质量及其分布、取代基、交联、结晶和取向是决定其机械强度的主要内在因素：通过在聚合物中添加填料，采用共聚和共混方式来改变高聚物的组成可以达到提高聚合物的拉伸强度的目的。（2） 实验状态 拉伸实验是用标准形状的试样，在规定的标准化状态下测定聚合物的拉伸性能。标准化状态包括：试样制备、状态调节、实验环境和实验条件等。这些因素都将直接影响实验结果。现仅就试样制备、拉伸速度、温度的影响阐述如下。A. 在试样制备过程中，由于混料及塑化不均，引进微小气泡或各种杂质，在加工过程中留下来的各种痕迹如裂缝、结构不均匀的细纹、凹陷、真空泡等，这些缺陷都会使材料的强度降低。B. 拉伸速度和环境温度对拉伸强度有着非常重要的影响。塑料属于粘弹性材料，其应力松弛过程对拉伸速度和环境温度非常敏感。当低速拉伸时，分子链来得及位移重排，呈现韧性行为，表现为拉伸强度减小，而断裂伸长率增大。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，表现为拉伸强度增大，断裂伸长率减小。由于聚合物品种繁多，不同的聚合物对拉伸速度的敏感不同。硬而脆的聚合物对拉伸速度比较敏感，一般采用较低的拉伸速度。韧性塑料对拉伸速度的敏感性小，一般采用较高的拉伸速度，以缩短实验周期，提高效率。不同品种的聚合物可根据国家规定的试验速度范围选择合适的拉伸速进行实验（GN/T10401992）. 高分子材料的力学性能表现出对温度的依赖性，随着温度的升高，拉伸强度降低，而断裂伸长则随着温度的升高而增大。因此，试样要求在规定的温度下进行。一些重要的聚合物材料的拉伸强度和断裂伸长率如表41所示。表41聚合物拉伸强度和断裂伸长率三、仪器与样品1. 仪器（1） 拉力试验机 任何能满足试验要求的具有多种拉伸速率的拉力试验机均可使用。如CMT系列微机控制电子拉力试验机，基本结构如图42所示。（2） 游标卡尺。图42 微机控制电子拉力试验机2. 试样拉伸实验共有4种类型的试样：I性试样（双铲型）；II型试样（哑铃型）；8字型试样；长条型试样。不同的材料优选的试样类型及相关条件及试样的类型尺寸参照GB/T10401992执行。本次实验材料为聚丙烯（PP），试样（如图43所示），每组试样不少于5个，尺寸及公差参照表42，是由多型腔模具注射成型获得的。试样要求表面平整，无气泡、裂纹、分层、伤痕等缺陷。图 43 I 型试样表 42 I型试样尺寸及公差四、准备工作（1） 试样的制备和外观检查，按GB1039-1992规定进行；试样的状态调节和实验环境按GB2918规定执行。（2）试样编号测量试样工作部分的宽度和厚度精确至0.01mm每个试样测量三点取算术平均值。（4）在试样中间平行部分做标线标明标距G0，此标线对测试结果不应有影响。（5）熟悉电子拉力实验机的结构，操作规程和注意事项。五、实验步骤（1）开机：试验机打印机计算机。、（2）进入试验软件，选择好联机方向，选择正确的通讯口，选择对应的传感器及引伸仪后联机；（3）检查夹具，根据实际情况（主要是试样的长度及夹具的间距）设置好限位装置；在试验软件内选择相应的试验方案，进入试验窗口，输入“用户参数”；（4）夹持试样，夹具夹持试样时，要使试样纵轴与上、下夹具中心线相重合，并且要松紧适宜，以防止试样滑脱或断在夹具内；（5）点击“运行”，开始自动试验；（6）试片拉断后，打开夹具取出试片；（7）重复36步骤，进行其余样条的测试。若试样断裂在中间平行部分之外时，此试样作废另取试样补做；（8）试验自动结束后，软件显示试验结果；点击“用户报告”，打印试验报告。六、数据处理（1） 拉伸强度或拉伸断裂应力或拉伸屈服应力（MPa）式中: P-最大负荷或断裂负荷或屈服负荷，N；b-试样工作部分宽度，mm；d-试样工作部分厚度，mm。各应力值在拉伸应力应变曲线上的位置如图44所示。（2） 断裂伸长率t（）：式中: L-最试样原始距离，mm；L0-试样断裂时标线间距离，mm。计算结果以算术平均值表示，t取三位有效数值，t取二位有效数值。七、 注意事项微机控制电子拉力试验机属精密设备，在操作材料试验机时，务必遵守操作规程，精力集中，认真负责。（1） 每次设备开机前后要预热10min，待系统稳定后，才可以进行试验工作；如果刚关机，需要再次开机，至少保证1min的间隔时间。任何时候都不能带电插拔电源线和信号线，否则很容易电气控制部分。（2） 试验开始前，一定要调整好限位档圈，以免操作失误损坏力值传感器。（3） 试验过程中，不能远离试验机。（4） 试验过程中，除停止键和急停开关外，不要按控制盒上的其他按键，否则会影响试验。（5） 试验结束后，一定要关闭所有电源。八、思考题（1） 对于拉伸试样，如何使拉伸实验断裂在有效部分？分析试样断裂在标线外的原因。（2） 改变实验的拉伸速度会对测试结果产生什么影响？（3）同样的PP材料，为什么测定的拉伸性能（强度、断裂伸长率、模量）有差异？（4）试比较橡胶、塑料在应力应变曲线中的不同？实验五 高分子材料冲击性能的测定一、实验目的（1）了解简支梁冲击试验机基本结构原理；（2）熟悉简支梁冲击性试验机的基本操作；（3）掌握实验结果处理方法，了解测试条件对测定结果的影响。二、实验原理材料力学性能是指在载荷（外力）作用下或载荷与环境因素（温度、介质和加载速率）联合作用下所表现的行为。强度、硬度、塑性、韧性都属于材料的力学性能。材料的力学性能决定于材料的化学成分、组织结构等内在的因素，但外在因素，如载荷性质（静载荷、冲击载荷、交变载荷）应力状态（拉、压、弯曲、剪切等）、温度、环境介质等对材料力学性能也有很大的影响。冲击强度由材料突然受到冲击而断裂时，每单位横截面积上材料所吸收的能量去度量。它反映材料耐冲击作用的能力，是一个度量材料韧性的指标。冲击强度小，材料较脆。目前我国国家标准规定的塑料冲击实验方法是摆锤法。实验时，将标准长条试样放在简支梁冲击机规定的位置上（如图51）然后使摆锤自由下落，冲击试样中部，冲断时所须消耗的功（即指针在校正过的标尺上的读数）除以冲击面积，就得到单位面积上材料的抗冲击功，即为冲击强度。 图51三、仪器和试样1. XJJ-5简支梁冲击试验机技术参数1.1 摆锤能量、摆锤力矩、标度盘最小分度值表表51。表51摆锤能量0.5J1J2J4J5J摆锤力矩0.258Nm0.516Nm1.031Nm2.062Nm2.578Nm标度盘最小分度值0.005J0.01J0.02J0.04J0.05J1.2 冲击速度，2.9m/s1.3 摆锤预杨角1601.4 摆轴中心到试样中心的距离221mm1.5 钳口圆角半径1mm1.6 冲击刀刃夹角301.7 冲击刀刃圆角半径2mm1.8 试样类型、尺寸、支撑线距离如表52。（单位：mm）表52试样类型长度L宽度b厚度d支撑线间距离1802100.540.260250160.240.24031202150.5100.57041202130.530.5952. 塑料试样四、实验步骤1. 试验机的机构简图如图52所示。2. 根据试样破坏时所需能量选择摆锤，使试样断裂时所消耗的能量在所选摆锤总能量1085的范围内。冲击摆的安装方法是将图52中压盖螺钉11拆下，把上连接套12安装在白轴8上，使压盖与上连套对齐，并用螺钉11再螺钉拧紧。图52 XJJ505简支梁冲击试验机结构简图1. 固定支座 ； 2. 螺钉； 3. 活动支座；4. 支承刀刃； 5. 被动指针； 6. 主动指针； 7. 紧固螺母；8. 摆轴；9. 手柄； 10. 挂钩； 11. 螺钉； 12. 上连接套；13. 摆杆； 14. 调整套； 15. 摆体； 16.刀刃； 17.水准泡3. 根据试样尺寸选择活动支座3，如图53所示。活动支座选好后，按照图54所示，调整去承刀刃之间的跨距，方法是：松开图52中的螺钉2，将适合所用试样的对中样板平放在活动支座3的水平面上，使对中样板两侧面和支承刀刃4接触，摆锤刀刃对正对中样板的V型缺口，而后拧紧螺钉2。如果使用带缺口的试样，可借助游标卡尺试样缺口处于两支承刀刃中间。4. 试样放好之后即可进行冲击试验，如图52所示，托起摆锤，使挂钩10钩住调整套14，摆锤杨起了160，将被动指针5拨到最大能量处，搬动手柄9，即可实现冲击。冲断试样后，被动指针5被主动指针6带到某一位置，其指针尖所指的度盘刻度即为该试样所消耗的冲击能量。5. 实验数据处理按国家标准GB-T1043-93硬质塑料简支梁冲击实验方法有关条款置信。或参考如公式进行计算：冲击强度A/bd（公斤.厘米/厘米2）式中：A为冲断试样所消耗的功（公斤.厘米）；b为试样宽度（厘米）d为试样的厚度（厘米）（带缺口的试样，d为缺口处的剩余厚度）6. 对于XJJ5试验机1J、2J、4J、5J几种能量只有一把摆锤，不加砝码时冲击能量为1J，7. 当上下两孔内加上砝码及圆螺母时，其冲击能量分别为2J、4J、5J。五、思考题1. 试验机安装场地周围如果有振动现象发生对试验结果有何影响？2. 测定冲击强度时，是否需要把试样夹住？为什么？六、实验结果处理根据实验数据写出实验报告。图53 简支梁冲击钳口号图54 简支梁冲击钳口跨距调整图1. 摆锤刀刃 2. 对中样板 3. 活动支座附：实验报告及记录班级： 姓名： 学号： 同组实验者： 实验日期指导老师签字： 评分：（实验过程中，认真记录并填写本实验数据，实验结束后，送交指导老师签字）一、 实验数据记录（1） 试样原材料名称：（2） 试样类型：（3） 试样尺寸：（4） 试样制备方法：（5） 试样的取样方向：（6） 有无缺口：（7） 缺口类型：（8） 试样缺口加工方法：（9） 摆锤公称能量：（10） 冲击方向（悬臂梁）：（11） 实验温度：（12） 实验湿度：（13） 仪器型号：二、 数据处理1. 简支梁冲击实验试样项目无缺口试样12345试样宽度b（mm）试样厚度d（mm）试样吸收冲击能量A(J)冲击强度（kJ/m2）冲击强度平均（kJ/m2）试样项目缺口试样12345试样宽度b（mm）试样厚度d（mm）试样吸收冲击能量A(J)冲击强度（kJ/m2）冲击强度平均（kJ/m2）2. 悬臂梁冲击实验试样项目无缺口试样12345试样宽度b（mm）试样厚度h（mm）试样吸收冲击能量Wiu(J)冲击强度iu（kJ/m2）冲击强度iu平均值（kJ/m2）试样项目缺口试样12345试样缺口处剩余宽度bN（mm）试样厚度h（mm）试样吸收冲击能量WiN(J)冲击强度iN（kJ/m2）冲击强度iN平均（kJ/m2）实验六 漆膜柔韧性及冲击强度的测定一、 实验目的利用油漆漆膜在不同的直径（毫米）的轴棒上弯曲以测定漆膜的柔韧性；利用重物从高处落下冲击漆膜，以测定漆膜的冲击强度。二、 实验原理1. 涂料漆膜柔韧性的测定利用漆膜弹性试验器，将油漆漆膜涂于金属板上，在不同的直径（毫米）的轴板上弯曲，观察漆膜的裂纹及剥落现象，以测定漆膜的柔韧性。2. 漆膜冲击强度的测定仪器QCJ型漆膜冲击器，利用重物从高处落下冲击漆膜，以测定冲击强度，观察试样板上漆膜试验情况，以1公斤重锤冲击漆膜而不致引起损坏的最大高度（以厘米表示）来表示冲击强度。QCJ型漆膜冲击器工作原理，由控制器螺钉将重锤固定在所要求的高度上，其高度由定位标上可读出，按压控制螺钉则控制器弹簧被压缩，这时控制滑块的圆孔与控制器上盖及控制器下底的圆孔对正挂钩，使所联结的重锤落下，撞击冲杆，冲杆向下作用的事先放在枕垫块上的试样板上，之后提升重锤体取出试验过的样板上器膜试验情况。三、实验仪器、试样1. QTX型器膜弹性试验器（GB1731-79）2. 铁板、砂布或金钢砂纸0号、松香水3. 放大镜4. QCJ型漆膜冲击器5. 样板（按产品标准规格制备）四、实验步骤1. 柔韧性的测定（1） 用砂布或金钢砂纸0号打磨样板，并用松香水试净，在铁板上按样板制备法，或按试验的产品标准涂以油漆。（2）待漆膜干燥后，或按产品标准的规定时间，将样板压紧于15毫米直径的轴棒上，漆膜朝上，绕轴棒弯曲180，左右各90，进行弯曲的时间的23秒钟。（3）如果漆膜在弯曲以后用四倍放大镜观察，不产生裂纹及无剥落现象，即顺序在10、5、4、3、2、1毫米的各轴棒上进行弯曲和观察。在进行试验过程中，最后用4倍放大镜观察漆膜不发生裂纹和剥落现象时，所通过最小直径的轴棒即为柔韧性或弹性指标。一般测定时，可以直接在产品标准规定的轴棒上进行弯曲、测定是否合格。漆膜的柔韧性或弹性可以用轴棒直径的毫米表示之。2. 冲击强度的测定（1）按照产品标准所规定制备样板（2）把制备妥的样板放在枕垫块上紧贴于枕垫凹孔上，漆膜朝上，并使受冲击点距样板边缘不小于15毫米，或在样板中间地方。若使用一个样板做数次实验时，应使每个冲击点边缘相距不少于15毫米。（3）按照产品标准中的规定，借控制螺钉固定好高度，按压控制螺钉，重锤即自由地落在冲杆4上，冲杆将冲击力传给枕垫块上的样块。将重锤提升起，取出样板用四倍放大镜或目力观察（如果标准允许用目力观察），当漆膜没有裂纹、皱纹和剥落现象时，可增大重锤落下高度，继续进行漆膜耐冲击强度的测定，直至漆膜破坏或能经受50厘米高度之重锤冲击为止。每次试验都应在样板上新的部位进行。根据漆膜坚牢程度，每次重复试验时增大重锤投放高度210厘米。（4）漆膜冲击强度以1公斤重锤冲击漆膜而不致使其引起损坏的最大高度以厘米表示之。假如在产品标准中已指出漆膜冲击强度大小，则试验时重锤可直接从规定高度落下。（5）两次测定值之差应在1厘米范围之内。（6）在空气温度251和相对湿度70以下条件进行试验。五、参考文献1. 漆膜弹性试验器说明书2. QCJ型漆膜冲击器说明书六、思考与讨论1. 试讨论影响测定柔韧性过程中的诸因素。2. 测冲击强度时，应注意哪些问题？实验七 透明塑料透光率和雾度的测定的测试一、 实验目的（1） 了解积分球式雾度计的基本结构和基本原理；（2） 掌握测定板状、片状、薄膜状透明塑料的透光率和雾度方法。二、实验原理透光率和雾度是透明材料两项十分重要的指标，如航空有机玻璃要求透光率大于90，雾度小于2。一般来说，透光率高材料，雾度值低，反之亦然，但不完全如此。有些材料透光率高，雾度值却很大，如毛玻璃。所以透光率与雾度值是两个独立的指标。透光率是以透光率透过材料的光通量与入射的光通量之比的百分数表示，通常是标准“C”光源一束平行光垂直照射薄膜、片状、板状透明或半透明材料，透过材料的光通量T2与照射到透明材料入射光通量T1之比的百分率。雾度又称浊度，是透明，是材料内部或表面由于光散射造成的云雾状或混浊的外观，以散射光通量与透过材料的光通量之比的百分率表示。它是通过测量无试样时入射光通量T1与仪器造成的散光通量T3，有试样时通过试样的光通量T2与散射光通量T4来计算雾度值，即测试中，T1、T2、T3、T4都是测量相对值，无入射时，接受光通量为0，当无试样时，入射光全部透过，接受的光通量为100，即为T1；此时再用光陷阱将平行光吸收掉，接受到的光通量为仪器的散射光通量T3；若放置试样，仪器接受透过的光通量之和T4。因此根据T1、T2、T3、T4的值可计算透光率和雾度值。三、实验仪器及试样试样：PMMA、PC、 PS、 PVC材料的板、片、膜；尺寸50mm50mm，原厚度；每组试样5个试样；试样应均匀，不应有气泡，两侧量表面平整光滑且平行，无划伤，无异物和油污等。仪器：游标卡尺（精确度0.05mm），测厚仪或千分表（精确度0.001mm），积分球式雾度计。积分球式雾度计的原理结构示意图见图71。图71 积分球式雾度计原理图1陷阱； 2标准板； 3积分球；4试样架；5光电池；6控制线路；7检流计；8光源；稳压器L1，L2，L3透镜；C-F滤光器（1） 积分球。用于收集透过的光通量。只要出入窗口的总面积不超过积分球内放射表面积的4，任何直径的球均可适用。（2） 出口窗和入门窗的中心在球的同一最大圆上，两者的中心构成的角度在170以上，光电池置于与入口窗中心和球心成9010的球面上。出口窗的直径与入口窗的中心构成角度在8以内。（3） 反射面。积分球内表面、挡板和反射标准板，应该具有基本相同的反射率。在整个可见光波长区具有高反射率和无光泽。（4） 聚光透镜。照射在试样上的光束，应基本上是单向平行光线，不能偏离光轴3以上。光束的中心和出口窗的中心是一致的，这个光束在出入窗口不应引起光晕。在出口窗处光束的截面近似圆形，边界分明；对应入口中心构成角度与出口窗对入口中构成1.30.1的环带。（5） 陷阱。无试样和标准板的时候，能够全部吸收光。（6） 光电池。球内光的强度用光电池测定。其输出在使用光强范围内和入射光强度成正比例。并具有1%以内的精度。当积分球在暗色时检流计无偏转。（7） 检流计。刻度为100等分。（8） 光源。标准C光源。四、 实验步骤（1） 开启仪器，预热至少20min。（2） 放置标准板，调检流计为100刻度，挡住入射光，调检流计为0，反复调100和0直至稳定，即T1为100。（3