高分子材料拉伸试验

实验报告九

姓名： 班级： 学号： 成绩： 实验名称： 高分子材料拉伸试验 实验目的： 1 、熟悉高分子材料在不同的实验条件下拉伸过程中的基本特征。 2 、了解影响高分子材料力学性能的主要因素。 3、 掌握微控拉力机基本原理及使用方法 实验设备：PDL系列微控拉力实验机 测量最大负荷：0——1000000N 系统精度：小于0.8% 材料：聚氯乙烯 聚酯薄膜 实验条件：试验环境热塑性材料为25±2℃，热固性材料为25±5℃，相对湿度 为65±5﹪。 实验原理图： 试样示意图： R1dR2 G0CHL ΙΙΙ型试样 图一： 高分子材料的三种载荷—伸长曲线 图二： L=110；C=25+0.5; b=6.5+0.1; W=25; R1=14; R2=25; G0=25+0.2; H=76; wb 实验原理： 相对分子质量大于10000以上的有机化合物称为高分子材料，它是由许多小分子聚合而得到的，故又称为聚合物或高聚物。不同类别的高分子材料在拉伸过程中，其载荷—伸长曲线大致可分为三种类型，见图一。 第一种类型：为图一中曲线1，恒速拉伸下载荷随伸长而增加，达到极大值后，试样在产生颈缩（或应力白化区），载荷降低。随拉伸变形继续进行，颈缩（或应力白化区）部位的截面尺寸稳定。颈缩（或应力白化区）沿轴向向试样两端扩展，出现冷变形强化现象。一般当颈缩扩展到试样两端后，载荷随伸长增加又出现增大趋势。呈现这类曲线的材料有聚碳酸脂（PC），聚丙烯（PP）和高抗聚本乙烯（HIPS）等。 第二种类型：图一中曲线2，恒速拉伸下载荷随伸长而增加，达到极大值后，试样在产生颈缩，载荷降低。随拉伸变形继续进行，颈缩的处的横截面积逐渐减小，试样在伸长不大的情况下断裂。出现这类曲线的材料有ABS塑料，，聚甲醛（POM）和增强尼龙（GFPA）等。 第二种类型：图一中曲线3，恒速拉伸下载荷随伸长而增加，达到极大值后材料发生脆性断裂。出现这类曲线的材料有聚本乙烯（PS），增强聚碳酸脂（GFPC）。 拉伸强度试验是指在规定的试验温度湿度及试验速度下，沿试样纵轴方向上施加静态拉伸载荷，致使试样破损时单位面积上所承受的最大载荷力来衡量的。通过载荷力和试样受载荷作用下对应的标距间见的变化量，即可求出拉伸强度断裂伸长率和弹性模量的值。 实验设备： PDL系列微控拉力实验机包括：主机、微电脑采集系统和打印机。 1 主机由电子调速系统，传动机构，测力系统和伸长自动跟踪装置等组成。 1）电子调速系统：本机采用无机调速系统，对应拉伸速度为25~500mm/min. 2）传动系统：电机通过带动蜗杆蜗轮-丝杠传动系统使下夹持器以设定的速度运动。试验结束后，利用开合螺母使下夹持器手动快速返回，以提高工作效率。 3）测力系统：在主机机头上装有拉力传感器，其上端通过关节轴承与主机顶部横梁的连接盘相连接，下端与上夹持器连接，关节轴承只承受垂直拉力，不受扭力或侧向力影响，以保证测力精度。试验过程中试样受力情况通过力传感器变为电信号输入微电脑采集控制系统。 4）伸长自动跟踪装置：此装置用于测量试样变形，是由两个运动阻力极小的跟踪夹夹持在试样上，当试样受到拉力而变形时，两跟踪夹之间的距离也相应增大，跟踪夹通过线绳和滑轮将直线运动变为旋转运动，并通过跟踪编码器将位移变成电信号输入微电脑采集控制系统。 2 微电脑采集控制系统面板主要按键功能： 1）项选左键和项选右键：左右选择16个输入指示灯，指明当前要修改或查看的对象。 2）位选左键和位选右键：左右选择“输入参数显示窗口”的某一烁位，用于对其修改。 3）数选左键和数选右键：大小选择闪烁位数字的大小，注意种类选择也是用此两键进行上下移动选择。 4）单消键（按下1秒）：对该键按下1秒就可单个取消当前已做次号的数据，成为未做次号。 5）全消键（按下1秒）：对该键按下1秒就可全部取消所有已做次号的数据，全部成为未做次号。 6）次号键：当次键即按即放时对次号增1或对次号减1。 7）试验键：按下此键自动清“伸长-时间窗口”的数据为零，清力值为零，实验记录开始。 8）停止/清零键：当正在实验时，按此键停止记录数据，实验记录结束。 9）单打/全打键：此键即按即放仅打印当前已做次号的曲线和数据；次键按下1秒，打印所有已做次号的曲线和数据。 实验程序及步骤： 1 、试验条件: 1)试验环境热塑性材料为25±2℃，热固性材料为25±5℃，相对湿度为65±5﹪。 2)试验速度 ：聚氯乙烯：100mm/min；聚酯薄膜：50mm/min。 2、 试样的尺寸的测量：测量模塑和板材试样的宽度和厚度准确至0.05mm,薄片材料厚度准确至0.01mm,薄膜或乳胶膜厚度准确至0.001mm,每个试样在标距内测三点，取算术平均值。 3、操作过程： 1）接通主机电源，打开“电源”开关，预热20分钟。 2）拨动上夹持器制动手柄夹紧挂轴，将试样的一端平正垂直地夹在上夹持器中，将移动座上的开合螺母手柄向上提起，使移动座与丝杠脱开，握住移动座操作纵手柄，使其停止上合适位置，将另一断平正地夹在下夹持器中，将伸长自动跟踪夹分别夹在25mm标距线上，再将上夹持器制动手柄恢复原位，使上夹持器能摆动，使其处于自由状态。 3）估计所测材料的最大强度值，选定传感器量程范围，尽量缩小传感器量程范围（分辨率高）。 4）输入1号试样的厚度、宽度、标距、定伸率1、定伸率2 、停止于X。 5）试验开始先按试验键，然后机械动作拉伸； 6）试验结束时先按停止/清零键，然后停止机械动作。 7）同理可做2、3、4号试样。 8）按打印键可单打或全打。 实验数据及计算结果： 已知试样宽度：6.0mm；标距：25mm