高分子物理课程实验

1、高分子物理课程实验一拉伸和冲击实验实验目的了解高分子材料的拉伸强度、冲击强度及断裂伸长率的意义和测试方法，通过应 力一应变曲线，判断不同高分子材料的性能特征。掌握用悬臂冲击实验机测试高分子 材料冲击性能的方法、操作及其实验结果处理。实验原理将试样夹持在专用夹具上，对试样施加静态拉伸负荷，通过压力传感器、形变测 量装置以及计算机处理，测绘出试样在拉伸变形过程中的拉伸应力一应变曲线，计算 出曲线上的特征点如试样直至断裂为止所承受的最大拉伸应力（拉伸强度）、试样断 裂时的拉伸应力（拉伸断裂应力）、在拉伸应力一应变曲线上屈服点处的应力（拉伸 屈服应力）和试样断裂时标线间距离的增加量与初始标距之比（断裂

2、伸长率，以百分 数表示）。本方法用悬臂量冲击试验机对试样施加一次冲击弯曲负荷，以试样破坏断裂时的 单位面积所消耗的能量来衡量材料的冲击韧性。实验材料实验原料：PS，HDPE。（1）拉伸样条：哑铃型样条，测试标准：ASTM D638。样条如下:表1I型试样尺寸公差符号名称尺寸/mm公差/mm符号名称尺寸/mm公差/mmL总长度（最小）150-W端部宽度200.2H夹具间距离1155.0d厚度4-C中间平行部分长度600.5b中间平行部分宽度100.2Go标距（或有效部分）500.5R半径（最小）60-（2）悬梁臂冲击试样根据ASTM D256制备带有缺口冲击样条，样条宽12.70.2mm,厚4m

3、m,长642 mm。缺口形状如下图所示：本实验采用A型缺口。您J A型缺口(b)B型缺口(.25 0 05)(10 0.05)实验设备万能材料实验机及夹具，直尺摆锤式悬臂梁冲击试验机5.实验条件不同的材料由于尺寸效应不同，故应尽量减少缺陷和结构不均匀性对测定结果的 影响，按表2选用国家标准规定的拉伸试样类型以及相应的实验速度。表2拉伸试样类型以及相应的实验速度试样材料试样类型试样制备方法试样最佳厚度试样速度硬质热塑性塑料热塑性增强塑料I注塑成型压制成型4B、 C、 D、 E、 F硬质热塑性塑料板热固性塑 料板（包括层压板）机械加工4A、 B、 C、 D、 E、 F软质热塑性塑料软质热塑性塑料板

4、II注塑成型压制成型板材机械加工2F、 G、 H、 I板材冲切加工热固性塑料包括填充和纤维增强塑料m注塑成型压制成型_C热固性增强塑料板W_B、C、DIII试样仅用来测试拉伸强度实验速度为以下九种：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%实验步骤6.1拉伸实验试样的状态调节和实验环境按GB2918规定进行测量试样中间平行部分的宽度和厚度，精确到0.01mm，每个试样测

5、量三点，取 算术平均值。在试样中间平行的部分作标线示明标距，此标线对测试结果不应有影响。夹持试样，夹具夹持试样时，要使试样纵轴与上下夹具中心连线相重合，并且 要松劲适宜，以防止试样滑脱或断在夹具内。选定实验速度，进行实验。并记录屈服时的负荷，或断裂负荷及标距间深长， 若试样断裂在中间平行部分之外时，此试样作废，另选取试样补做。6.2冲击实验按试样标准制样，每组5个样(硬质PVC可选用IV型试样，A型缺口)； 测试缺口处的试样宽度，精确到0.05mm，试样应在(230.5C)和相对湿度 为50%环境中，放置24h；实验时应把温度设定在230.5oC下进行选择适宜的摆锤，使试样破断所需要的能量在总

6、能量的1080%区间内；将摆锤连同被动指针从预扬角为止释放，空试样冲击，从刻度盘读取示值，此 值即克服风阻和摩擦的动能损失，校正刻度盘指针；用适宜的夹持力夹持试样，如图所示。试样在夹持台中不得有扭曲和侧面弯曲； 试样夹持力的大小，有时会影响死活眼结果，适宜的夹持力会随材料的不同而异， 当试样破断后，断面与试样夹持台上表面基本呈一平面，此时的夹持力被认为对此材料示适宜的，使用转矩扳手来获得适宜的夹持力；将摆锤连同被动指针从预扬角为止释放，冲击试样后，从刻度盘读取示值，此示值即试样破断所消耗的能量W；试样经一次冲击后，分离成两段或两段以上者为破断， 或者虽然没有完全分离成两段，但破裂已达到试样 缺

7、口处剩余厚度的90%者也属破断。约T5实验结果与数据处理拉伸强度或拉伸断裂应力或拉伸屈服应力或偏离屈服应力a t按式(1)进行计算： 广 bd(1)式中。一抗拉伸强度或拉伸断裂应力或拉伸屈服应力或偏离屈服应力，MPa； tp最大负荷或断裂负荷或屈服负荷或偏离屈服负荷，N；b试样宽度,mm; d试样厚度，mm(2)断裂伸长率按式(2)计算： e = 三x 100%(2)tt G0式中 t 一断裂伸长率，%； G0一试样原始标距，mm； G试样断裂时标线间距，mm。缺口冲击实验：缺口试样悬臂梁冲击强度按式(3)进行计算：a =M x 10-3(3)以 h - bn式中a in缺口试样悬臂梁冲击强度，kJ/m2;W一破坏试样所吸收的冲击能量，J;h试样厚度，m； b试样宽度，m。仪表读数