应力应变曲曲线和动态力学性能测试课.pptVIP

高聚物的应力－应变曲线 1．实验目的要求 熟悉高分子材料拉伸性能测试标准条件和测试原理； 了解测试条件对测定结果的影响。 掌握塑料拉伸强度的测定方法； 2．实验原理 　　　拉伸试验是在规定的试验温度、试验速度和湿度条件下，对标准试样沿其纵轴方向施加拉伸载荷，直到试样被拉断为止。拉伸时，试样在纵轴方向所受到的力称为表观应力σ。 　　　　σ=P/A0 （MPa） 　(1-1) 式中：P为拉伸载荷；A0为试样的初始截面。试样的伸长 率即应变ε为 　　　　　ε=ΔL/L0 （100%） （1-2） 式中：L0为试样标定线间的初始长度；ΔL为拉伸后标定 线长度的变化量。 　　对于形变很大的聚合物材料，由于拉伸过程中试样 的截面积发生变化。从曲线直接得到的标称拉伸力学性 能已经不符合实际情况。故必须转化成真应力和真应 变，以求得真实拉伸力学性能。 真应力为： 　　　　　　　　　　　　　　(MPa)　（1-3） 式中 P——拉伸截荷，N； A——试样的瞬时截面积，mm2。 如果与之相应时刻内，试样的标线长度由L被拉伸为 L+dL，则真应变δ为： 　　　　　　　　　　　　　　　（1-4） 　在实际拉伸过程中，试样的截面积A的变化更为复杂多 样。有的试样会均匀地逐渐变细，而有些则突然变细成 颈。以后截面积A基本保持不变。只是细颈进一步伸长， 直到被拉伸为止。这就是被称为“冷拉”现象。 3．实验原材料和仪器设备 原材料 　　聚丙烯（PP），聚苯乙烯（PS） 仪器设备 　　万能电子拉力机(日本岛津AG-10KNA)、游标卡尺、 直尺。 　　万能电子拉力机测试主体结构示意图，如图１-１所 示。 图１-１ 万能电子拉力机测试主体结构示意图 1－传感器；2－主架；3－横梁控制器；4－夹具；5－横梁；6－记录仪； 7－控制台开关；8－控制面板；9－显示屏 4. 实验步骤 试样制备 调换和安装拉伸试验用夹具 设定试验条件 键入样品参数 5. 问题讨论 　(1) 改变试样的拉伸速率会对试验产生什么影响？ 　(2) 在试验过程中，试样的截面积变化会对最终谱图 　　　产生什么影响？你认为在现有的试验条件下能否　　 　　　真实地获得或通过计算获得瞬时的截面积？ 动态力学分析法研究两相聚合物的相容性 1. 实验目的要求 掌握使用DMTA-IV型动态粘弹谱仪测定聚合物的　 　复合模量、储能模量、损耗模量和阻尼模量的原 　理及方法。 通过数据分析，了解共聚、共混聚合物的结构特 　性。 2. 实验原理 　　　如果在试样上加一个正弦伸长应力，频率为，振幅为，则应变也可以以正弦方式改变，应力与应变之间有一相位差，可分别表示为： 式中　和　分别为应力和应变的幅值，将应力表达式展 开： 　　 　　应力波可分解为两部分，一部分与应力同相位，峰 值为　　　，与储存的弹性能有关，另一部分与应变有 90°的相位差，峰值为　　　，与能量的损耗有关。定 义储能模量（　），损耗模量（　）和力学损耗（　）： 　　 　　　　 　　复数模量可表示为： 　　其绝对值为： 　　在交变应力作用下，样品在每一周期内所损耗的机 械能可通过下式计算： 　　与　成正比，因此，样品损耗机械能的能力高低可 以用　或　　值的大小来衡量。 　　动态力学分析对分子运动特别灵敏。当一定温度下 高分子链段运动频率与仪器施加频率一致时，由于链段 运动而产生的分子间摩擦作用能最大限度地损耗机械 能，此时　　值达到最大值。储能模量也随温度上升而 大幅度下降。 若所研究的样品为两组分体系，如果两组分完全不 相容，样品形成明显的两相结构，此时,-T曲线和-T 升温速率：0.1℃/min～40℃/min（400℃后25℃/min） 降温速率：0.1℃/min～20℃/min 或改变频率：频率范围：1.6×10-3～200Hz。最后 可得到，和对温度（T）、频率（Hz）或时间（t）的图 谱。本机配置计算机，可通过计算机设置测试条件，完 成条件控制、数据处理及打印谱图。 4.实验步骤 样品 共混样品制备 试条制备 用刀将薄膜裁成宽5～10mm，长30mm试条备用 DMTA测试部分： 接通DMTA电源，预热20分钟。 点击电脑屏幕上的RSI软件，在“Utilities”中选“Instrument online”进行联机。 在DMTA面板上，上扳“sample chamber motion control”开启炉子，去除T-bar上的所有夹具。 “Utilities”“calibrate instrument”“calcheck” “continue””进行弹簧常数检测，将检测值和 原值进行比较，只要在20％的误差允许范围