高分子材料拉伸性能实验.doc

高分子材料拉伸性能实验 1. 实验目的 了解高分子材料的拉伸强度、模量及断裂伸长率的意义和测试方法，通过应力－应变曲线，判断不同高分子材料的性能特征。 2. 实验原理 拉伸强度是用规定的实验温度、湿度和作用力速度，在试样的两端以拉力将试样拉至断裂时所需的负荷力，同时可得到断裂伸长率和拉伸弹性模量。 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－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－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（断裂伸长率，以百分数表示）。 3. 实验材料 实验原料：GPPS、PP、PC。 （1）拉伸样条：哑铃型样条，测试标准：ASTM D638。样条如下： 表 1 Ⅰ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/mm L 总长度（最小） 150 - W 端部宽度 20 ±0.2 H 夹具间距离 115 ±5.0 d 厚度 4 - C 中间平行 部分长度 60 ±0.5 b 中间平行部分宽度 10 ±0.2 G0 标距（或有 效部分） 50 ±0.5 R 半径（最小） 60 - 4. 实验设备 万能材料实验机及夹具 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 Ⅰ 注塑成型 4 B、C、D、E、F 热塑性增强塑料 压制成型 硬质热塑性塑料板热固性塑料板（包括层压板） 机械加工 4 A、B、C、D、E、F 软质热塑性塑料 软质热塑性塑料板 Ⅱ 注塑成型 2 F、G、H、I 压制成型 板材机械加工 板材冲切加工 热固性塑料 Ⅲ① 注塑成型 - C 包括填充和纤维增强塑料 压制成型 热固性增强塑料板 Ⅳ - B、C、D ① Ⅲ试样仅用来测试拉伸强度 实验速度为以下九种： A: 1mm/min ±50% B: 2mm/min ±20% C: 5mm/min ±20% D: 10mm/min ±20% E: 20mm/min ±10% F: 50mm/min ±10% G: 100mm/min ±10% H: 200mm/min ±10% I: 500mm/min ±10% 6.实验步骤 （1）实验环境：温度23℃，相对湿度50％，气压86～106KPa （1） 式中σt—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； （2） (3) 断裂伸长率εt按式（3）计算： （3）式中εt—断裂伸长率，％； G0—试样原始标距，mm；G—试样断裂时标线间距，mm。首先是屈服极限，这个表明材料承受最大载荷的能力，就是σs，越高越好。还有就是延伸率，延伸率高的材料可以承受更大的塑性变形。应力应变曲线在屈服点以后的曲线如果是随应变增大而升高，则表明是应变可强化材料。一般钢材 的强化效果不明显，铝合金的属于应变强化材料。有些材料属于脆性材料，当拉伸超过屈服点后很快就断裂，比如陶瓷和部分钢铁。1.抗拉强度：抗拉强度随着试验速度的上升，抗拉强度增大，但到达一定阶段后趋于稳定2.屈服强度：试验速度较慢时，屈服强度与抗拉强度相差比较大；试验速度愈快，屈服强度与抗拉强度的差值逐渐减少。????　　3.断后延伸率：拉伸速度的提高使断后延伸率下降，到一定阶段后断后伸长率下降趋于缓慢。(另外塑性大的抗拉强度和断后伸长率对拉伸速度的敏感性大，而塑性小的抗拉强度和断后伸长率对拉伸速度敏感性则相对较小。　一般情况拉伸速度的变化对试验结果的影响如上，但对于塑料材料，它属于粘弹性材料，它的应力松弛过程与变形速度紧密相连。当拉伸速度减小时，拉伸强度减小，断裂伸长率增大；拉伸速度增大时，塑料呈现脆性，拉伸强度增大，断裂伸长率减小简支梁冲击试验机