聚合物檢測(cè)與標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、聚合物檢測(cè)與標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)陳緒煌目 錄實(shí)驗(yàn)1 高分子材料拉伸強(qiáng)度測(cè)定3實(shí)驗(yàn)2 高分子材料壓縮強(qiáng)度測(cè)定7實(shí)驗(yàn)3 聚合物材料的沖擊強(qiáng)度測(cè)定10實(shí)驗(yàn)4 高分子材料拉伸撕裂強(qiáng)度14實(shí)驗(yàn)5 比體積電阻、比表面電阻的測(cè)定19實(shí)驗(yàn)6 塑料硬度實(shí)驗(yàn)22實(shí)驗(yàn)8 氧指數(shù)的測(cè)定28實(shí)驗(yàn)9 折光率的測(cè)定30實(shí)驗(yàn)10 粉體堆砌密度33實(shí)驗(yàn)1 高分子材料拉伸強(qiáng)度測(cè)定一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 測(cè)定聚丙烯材料的屈服強(qiáng)度、斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)，并畫(huà)應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)；2、 觀(guān)察結(jié)晶性高聚物的拉伸特征；3、 掌握高聚物的靜載拉伸實(shí)驗(yàn)方法。二、 實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)是在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)溫度、濕度及不同的拉伸速度下，在試樣上沿軸向方向施加靜態(tài)拉伸負(fù)荷，以測(cè)定

2、塑料的力學(xué)性能。拉伸實(shí)驗(yàn)是最常見(jiàn)的一種力學(xué)實(shí)驗(yàn)，由實(shí)驗(yàn)測(cè)定的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)，可以得出評(píng)價(jià)材料性能的屈服強(qiáng)度，斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率等表征參數(shù)，不同的高聚物，不同的測(cè)定條件，測(cè)得的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)是不同的。結(jié)晶性高聚物的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)分三個(gè)區(qū)域，如圖1所示。 圖1-1 應(yīng)力-應(yīng)變示意圖（1）OA段曲線(xiàn)的起始部分，近似直線(xiàn)，屬普彈性變形，是由于分子的鍵長(zhǎng)、鍵角以及原子間的距離改變所引起的，其形變是可逆的，應(yīng)力與應(yīng)變之間服從胡克定律。即：= 式中 應(yīng)力，MPa；應(yīng)變，%；彈性模量，MP 。 A為屈服點(diǎn)，所對(duì)應(yīng)力屈服應(yīng)力或屈服強(qiáng)度。（2）BC段到達(dá)屈服點(diǎn)后，試樣突然在某處出現(xiàn)一個(gè)或幾個(gè)“細(xì)頸”現(xiàn)象，出現(xiàn)細(xì)頸現(xiàn)象

3、的本質(zhì)是分子在該自發(fā)生取向的結(jié)晶，該處強(qiáng)度增大，拉伸時(shí)細(xì)頸不會(huì)變細(xì)拉斷，而是向兩端擴(kuò)展，直至整個(gè)試樣完全變細(xì)為止，此階段應(yīng)力幾乎一變，而變形增加很大。（3）CD段 被均勻拉細(xì)后的試樣，再長(zhǎng)變細(xì)即分子進(jìn)一步取向，應(yīng)力隨應(yīng)變的增大而增大，直到斷裂點(diǎn)D，試樣被拉斷，D點(diǎn)的應(yīng)力稱(chēng)為強(qiáng)度極限，即抗拉強(qiáng)度或斷裂強(qiáng)度斷，是材料重要的質(zhì)量指標(biāo)，其計(jì)算公式為：斷=P/（bd） (MPa)式中 P最大破壞載荷，N；b試樣寬度，mm； d試樣厚度，mm；斷裂伸長(zhǎng)率斷是試樣斷裂時(shí)的相對(duì)伸長(zhǎng)率，斷按下式計(jì)算：斷=（F-G）/G100%式中 G試樣標(biāo)線(xiàn)間的距離，mm；F試樣斷裂時(shí)標(biāo)線(xiàn)間的距離，mm。 三、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備、用具

4、及試樣1、 電子式萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)WDT-20KN。2、 游標(biāo)卡尺一把3、 聚丙烯（PP）標(biāo)準(zhǔn)試樣6條，拉伸樣條的形狀（雙鏟型）如圖2所示。圖1-2 拉伸樣條示意圖L總長(zhǎng)度（最?。?50mm；b試樣中間平行部分寬度，100.2mm；C夾具間距離，115mm；d試樣厚度，210mm；G試樣標(biāo)線(xiàn)間的距離，500.5mm；h試樣端部寬度，200.2mm；R半徑，60mm。四、實(shí)驗(yàn)步驟準(zhǔn)備兩組試樣，每組三個(gè)樣條，且用一種速度，A組25mm/min，B組5mm/min。1、熟悉萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)，操作規(guī)程和注意事項(xiàng)。2、用游標(biāo)卡尺量樣條中部左、中、右三點(diǎn)的寬度和厚度，精確到0.02mm，取平均值。3、實(shí)驗(yàn)

5、參數(shù)設(shè)定接通電源，啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)按鈕，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)；雙擊桌面上“MCGS環(huán)境”進(jìn)入系統(tǒng)主界面；分別點(diǎn)擊“試驗(yàn)編號(hào)”、“試樣設(shè)定”、“試樣參數(shù)”、“測(cè)試項(xiàng)目”等按扭，設(shè)定參數(shù)。設(shè)定試驗(yàn)編號(hào)；注意試驗(yàn)編號(hào)不能重復(fù)使用；試樣設(shè)定：試驗(yàn)類(lèi)型： 拉伸橫梁方向 ：向上橫梁速度： 5或25mm/min變形測(cè)量： 橫梁位移試驗(yàn)結(jié)束條件：當(dāng)負(fù)荷降到20%（最大）時(shí)傳感器選擇 ：下空間 20000N曲線(xiàn)選擇 ：負(fù)荷-形變；測(cè)試項(xiàng)目：最大負(fù)荷點(diǎn)、破裂點(diǎn)、斷裂伸長(zhǎng)率；裝夾試樣：點(diǎn)擊黃色三角形升降鍵將橫梁運(yùn)行到適當(dāng)?shù)奈恢茫瑠A好試樣；4、試驗(yàn)：點(diǎn)擊負(fù)荷清零和變形清零，點(diǎn)擊開(kāi)始試驗(yàn)，進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，觀(guān)察拉伸過(guò)程的變形特征，直到試樣

6、斷裂為止，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)；5、結(jié)果分析：點(diǎn)擊主界面的“分析”，進(jìn)入曲線(xiàn)分析界面，手動(dòng)分析時(shí)，在分析結(jié)果區(qū)域中用鼠標(biāo)左鍵雙可擊對(duì)應(yīng)的字母，然后在對(duì)應(yīng)的曲線(xiàn)處單擊，便可顯示對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，要想取消某一分析點(diǎn)，可在分析結(jié)果區(qū)域中，用鼠標(biāo)左鍵雙擊對(duì)應(yīng)的字母，然后雙擊鼠標(biāo)右鍵即可；6、改變速度，重復(fù)做第二組試樣。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、實(shí)驗(yàn)前要認(rèn)真預(yù)習(xí)，集中精神聽(tīng)指導(dǎo)講解，操作試驗(yàn)機(jī)時(shí)，認(rèn)真細(xì)致，注意安全。2、同組同學(xué)要分工協(xié)作，每人負(fù)責(zé)一項(xiàng)內(nèi)容，有計(jì)算的要輪換。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)原理。2、明確操作步驟和注意事項(xiàng)。3、做好原始記錄。4、詳細(xì)記錄拉伸過(guò)程中觀(guān)察到的現(xiàn)象，結(jié)合學(xué)過(guò)的理論知識(shí)分析現(xiàn)象產(chǎn)生原因（

7、包括變形情況，表面及顏色變化，斷裂情況及斷面牲等）。七、預(yù)習(xí)要求1、搞清實(shí)驗(yàn)原理；2、了解萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)，操作規(guī)程及注意事項(xiàng)（來(lái)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行）。3、寫(xiě)好預(yù)習(xí)報(bào)告，準(zhǔn)備記錄表格。八、實(shí)驗(yàn)記錄參考表格實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)： 實(shí)驗(yàn)設(shè)備名稱(chēng)及型號(hào)規(guī)格 試樣名稱(chēng) 實(shí)驗(yàn)溫度 濕度 日期 試樣編號(hào)樣品尺寸b/mm樣品尺寸d/mm樣品面積/mm拉伸速度mm/min測(cè)定值/N拉伸強(qiáng)度MPa備注思考題1、對(duì)于啞鈴形試樣如何使試樣在拉伸時(shí)在有效部分?jǐn)嗔眩?、一般塑料的拉伸強(qiáng)度為多少？實(shí)驗(yàn)2 高分子材料壓縮強(qiáng)度測(cè)定一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 測(cè)定高分子材料的壓縮性能，確定材料的壓縮強(qiáng)度，壓縮模量，壓縮應(yīng)變；2、 掌握高聚物的壓縮性能實(shí)驗(yàn)方

8、法。二、 實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)是在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)溫度、濕度、加力速度下，在試樣上沿軸向方向施加靜態(tài)壓縮負(fù)荷，以測(cè)定高分子材料的力學(xué)性能。壓縮實(shí)驗(yàn)是最常見(jiàn)的一種力學(xué)實(shí)驗(yàn)，壓縮性能實(shí)驗(yàn)測(cè)定是把試樣置于萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的兩壓板之間，并在沿試樣兩端面的主軸方向，以恒定速率施加一個(gè)可以測(cè)量的大小相等方向相反的力，使試樣沿軸向方向縮短，而徑向方向增大，產(chǎn)生壓縮變形，直到試樣破裂或變形達(dá)到預(yù)告規(guī)定的例如25%的數(shù)值為止。施加的負(fù)荷由試驗(yàn)機(jī)上直接讀得，并按下式計(jì)算其壓縮應(yīng)力：= P/F (2-1)式中 壓縮應(yīng)力，MPa；P壓縮負(fù)荷，N；F試樣原始橫截面積，mm2 。壓縮屈服應(yīng)力 指應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)上第一次出現(xiàn)應(yīng)變?cè)黾佣鴳?yīng)力不增加

9、的轉(zhuǎn)折點(diǎn)（屈服點(diǎn)）對(duì)應(yīng)的應(yīng)力，以MPa表示。壓縮強(qiáng)度 指在壓縮試驗(yàn)中試樣承受的最大壓縮應(yīng)力，以MPa表示，它不一定是試樣破壞瞬間所承受的壓縮應(yīng)力。定應(yīng)變壓縮應(yīng)力 指規(guī)定應(yīng)變時(shí)的壓縮應(yīng)力，即與應(yīng)變?yōu)?5%時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值，以MPa表示。 試樣在壓縮負(fù)荷作用下高度的改變量稱(chēng)為壓縮變形，按下式計(jì)算： H=H0-H (2-2)式中H試樣的壓縮形變，mm；H0試樣原始高度，mm；H壓縮過(guò)程中任何時(shí)刻試樣的高度，mm。試樣的壓縮變形除以試樣原始高度為壓縮應(yīng)變，計(jì)算式如下：=H/ H0 (2-3)式中 試樣壓縮應(yīng)變；H試樣的壓縮形變，mm；H0試樣原始高度，mm；H壓縮過(guò)程中任何時(shí)刻試樣的高度，mm。壓縮模量

10、 指在應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)的線(xiàn)性范圍內(nèi)，壓縮應(yīng)力與壓縮應(yīng)變的比值，以MPa表示，取應(yīng)力應(yīng)變直線(xiàn)上兩點(diǎn)的應(yīng)力差與對(duì)應(yīng)的應(yīng)變之比，按下式計(jì)算：E=（2-1）/（2-1） (2-4)式中 E試樣的壓縮模量，MPa；三、影響高分子材料壓縮強(qiáng)度的因素試樣材料為聚苯乙烯（PS），試樣的尺寸，試樣的形狀可以是正方體、矩形柱體、圓柱體、圓管，其尺寸如下所示。表2-1 試樣的標(biāo)準(zhǔn)尺寸正方體矩形柱體圓柱體圓管HaHabHdHd1d23010.40.430150.210.40.430120.13280.110.00.1在試樣的尺寸影響中，影響壓縮強(qiáng)度大小是試樣的細(xì)長(zhǎng)比（試樣高度與試樣截面的最小回轉(zhuǎn)半徑之比），由于試樣受壓時(shí)

11、，其上下端面與試驗(yàn)機(jī)壓板之間產(chǎn)生較大的摩擦力，阻礙試樣上下兩端面的橫向變形，試樣高度越小，其影響越大。因此為減小這種摩擦力的影響，試樣的高度適當(dāng)高些，但又不宜過(guò)高，以避免試樣在受壓過(guò)程中，出現(xiàn)扭曲。規(guī)定一般細(xì)長(zhǎng)比為10，對(duì)易于出現(xiàn)扭曲的韌性材料降為6。當(dāng)試樣兩端不平行時(shí)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中將不能使試樣沿軸線(xiàn)方向均勻受壓，形成局部應(yīng)力過(guò)大，而使試樣過(guò)早產(chǎn)生裂紋和破壞，壓縮強(qiáng)度必將下降。為此規(guī)定試樣端面各點(diǎn)的高度差不大于0.1mm，否則將影響測(cè)試樣結(jié)果。隨著實(shí)驗(yàn)速度的增加，壓縮強(qiáng)度與壓縮應(yīng)變值均有所增加。實(shí)驗(yàn)速度在15mm/min之間變化較??；速度在大于10mm/min時(shí)變化較大。因此規(guī)定壓縮實(shí)驗(yàn)的同一試

12、樣必須在同一實(shí)驗(yàn)速度下進(jìn)行，選用較低的實(shí)驗(yàn)速度進(jìn)行壓縮實(shí)驗(yàn)。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、用具及試樣1、 電子式萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)；2、 游標(biāo)卡尺一把；3、 標(biāo)準(zhǔn)試樣3個(gè)，要求表面平整，無(wú)氣泡，裂紋，分層，等缺陷。五、實(shí)驗(yàn)步驟（一）電子式萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)實(shí)驗(yàn)步驟1、熟悉萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)，操作規(guī)程和注意事項(xiàng)。2、用游標(biāo)卡尺量樣條中部左、中、右三點(diǎn)的高度、寬度和厚度，精確到0.02mm，取平均值。3、實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)定接通電源，啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)按鈕，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)；雙擊桌面上“MCGS環(huán)境”進(jìn)入系統(tǒng)主界面；分別點(diǎn)擊“試驗(yàn)編號(hào)”、“試樣設(shè)定”、“試樣參數(shù)”、“測(cè)試項(xiàng)目”等按扭，設(shè)定參數(shù)。設(shè)定試驗(yàn)編號(hào)；注意試驗(yàn)編號(hào)不能重復(fù)使用；試樣設(shè)定：

13、試驗(yàn)類(lèi)型： 壓縮橫梁方向 ：向下橫梁速度： 5 mm/min變形測(cè)量： 橫梁位移試驗(yàn)結(jié)束條件：當(dāng)負(fù)荷降到20%（最大）時(shí)傳感器選擇 ：下空間 20000N曲線(xiàn)選擇 ：負(fù)荷-形變；設(shè)定試樣參數(shù)：板材 寬度 厚度 高度測(cè)試項(xiàng)目：最大負(fù)荷點(diǎn)、變形值。裝夾試樣：點(diǎn)擊黃色三角形升降鍵將壓板運(yùn)行到適當(dāng)?shù)奈恢?，壓緊試樣；4、試驗(yàn)：點(diǎn)擊負(fù)荷清零和變形清零，點(diǎn)擊開(kāi)始試驗(yàn)，進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，觀(guān)察壓縮過(guò)程的變形特征，直到試樣破裂為止，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)；5、試驗(yàn)過(guò)程中，不能把手放在兩壓板之間，遇到緊急情況時(shí)迅速按下緊急停車(chē)按鈕。6、結(jié)果分析：點(diǎn)擊主界面的“分析”，進(jìn)入曲線(xiàn)分析界面，手動(dòng)分析時(shí)，在分析結(jié)果區(qū)域中用鼠標(biāo)左鍵雙可擊

14、對(duì)應(yīng)的字母，然后在對(duì)應(yīng)的曲線(xiàn)處單擊，便可顯示對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，要想取消某一分析點(diǎn)，可在分析結(jié)果區(qū)域中，用鼠標(biāo)左鍵雙擊對(duì)應(yīng)的字母，然后雙擊鼠標(biāo)右鍵即可。（二）萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)實(shí)驗(yàn)步驟1、裝試樣 按動(dòng)操作面板上升或下降鍵，把試樣壓緊在壓盤(pán)之間；2、設(shè)定參數(shù) 按復(fù)位鍵后，按檔位鍵至C1，按速度鍵至SPEED：1。3、清零 分別按試驗(yàn)力、位移和峰值鍵，至LOAD：000N，PEAK：0000N，POSITION：000mm。4、實(shí)驗(yàn) 按下開(kāi)始鍵試驗(yàn)機(jī)開(kāi)始工作，記錄不同位移（POSITION）對(duì)應(yīng)的載荷（LOAD）。并觀(guān)察試樣的變化情況。形變達(dá)到25%時(shí)按停止鍵試驗(yàn)機(jī)停止工作。5、重復(fù)步驟1-4做第二個(gè)試樣。六

15、、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)原理。2、明確操作步驟和注意事項(xiàng)。3、做好原始記錄。4、詳細(xì)記錄壓縮過(guò)程中觀(guān)察到的現(xiàn)象，結(jié)合學(xué)過(guò)的理論知識(shí)分析現(xiàn)象產(chǎn)生原因（包括變形情況，表面及顏色變化，斷裂情況及斷面牲等）。七、預(yù)習(xí)要求1、弄清實(shí)驗(yàn)原理；2、了解萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)，操作規(guī)程及注意事項(xiàng)。3、寫(xiě)好預(yù)習(xí)報(bào)告，準(zhǔn)備記錄表格。八、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、實(shí)驗(yàn)前要認(rèn)真預(yù)習(xí)，集中精神聽(tīng)指導(dǎo)講解，操作試驗(yàn)機(jī)時(shí)，認(rèn)真細(xì)致，注意安全。2、同組同學(xué)要分工協(xié)作，每人負(fù)責(zé)一項(xiàng)內(nèi)容，有計(jì)算的要輪換。九、思考題1、試樣的尺寸影響如何影響試驗(yàn)的結(jié)果？實(shí)驗(yàn)3 聚合物材料的沖擊強(qiáng)度測(cè)定一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）測(cè)定塑料的沖擊強(qiáng)度，并了解其對(duì)制品使用的重

16、要性。（2）了解沖擊實(shí)驗(yàn)機(jī)原理，學(xué)會(huì)使用沖擊實(shí)驗(yàn)機(jī)。二、實(shí)驗(yàn)原理 沖擊強(qiáng)度(Impact Strength)是高聚物材料的一個(gè)非常重要的力學(xué)指標(biāo)，它是指某一標(biāo)準(zhǔn)樣品在每秒數(shù)米乃至數(shù)萬(wàn)米的高速形變下，在極短的負(fù)載時(shí)間下表現(xiàn)出的破壞強(qiáng)度，或者說(shuō)是材料對(duì)高速?zèng)_擊斷裂的抵抗能力，也稱(chēng)為材料的韌性。近年來(lái)在高聚物材料力學(xué)改性方面的研究非?；钴S，其中一個(gè)主要目的是如何增加材料的沖擊強(qiáng)度，即材料的增韌。因此沖擊強(qiáng)度的測(cè)量無(wú)論在研究工作還是在工業(yè)應(yīng)用中都是不可缺少的。一般沖擊強(qiáng)度可用下列幾種方法進(jìn)行測(cè)定：擺錘式?jīng)_擊彎曲實(shí)驗(yàn)包括簡(jiǎn)支梁型和懸臂梁型，落球式?jīng)_擊實(shí)驗(yàn)，高速拉伸沖擊實(shí)驗(yàn)。簡(jiǎn)支梁型沖擊試驗(yàn)是擺錘打擊簡(jiǎn)支

17、梁試樣的中央；懸臂梁法則是用擺錘打擊有缺口的懸臂梁試樣的自由端。擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)試樣破壞所需的能量實(shí)際上無(wú)法測(cè)定，試驗(yàn)所測(cè)得的除了產(chǎn)生裂縫所需的能量及使裂縫擴(kuò)展到整個(gè)試樣所滯的能量以外，還要加上使材料發(fā)生永久變形的能量和把斷裂的試樣碎片拋出去的能量。把斷裂試樣碎片拋出的能量與材料的韌性完全無(wú)關(guān)，但它卻占據(jù)了所測(cè)總能量中的一部分。試驗(yàn)證明，對(duì)同一跨度的試驗(yàn)，試樣越厚消耗在碎片拋出的能量越大。所以不同尺寸試樣的試驗(yàn)結(jié)果不好相互比較。但由于擺錘式試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單方便，所以在材料質(zhì)量控制、篩選等方面使用較多。落球式?jīng)_擊試驗(yàn)是把球、標(biāo)準(zhǔn)的重錘或投擲槍由已知高度落在試棒或試片上，測(cè)定使試棒或試片剛剛夠破裂所需能

18、量的一種方法。這種方法與擺錘式試驗(yàn)相比表現(xiàn)出與實(shí)地試驗(yàn)有很好的相關(guān)性。但缺點(diǎn)是如果想把某種材料與其他材料進(jìn)行比較，或者需改變重球質(zhì)量，或者改變落下高度，十分不方便。評(píng)價(jià)材料的沖擊強(qiáng)度最好的試驗(yàn)方法是高速應(yīng)力應(yīng)變?cè)囼?yàn)。應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)下方的面積與使材料破壞所需的能量成正比。如果試驗(yàn)是以相當(dāng)高的速度進(jìn)行，這個(gè)面積就變成與沖擊強(qiáng)度相等。我國(guó)經(jīng)常使用的是簡(jiǎn)支梁式擺錘沖擊實(shí)驗(yàn)方法，它所測(cè)得沖擊實(shí)驗(yàn)強(qiáng)度數(shù)據(jù)是指試樣破裂時(shí)單位面積上所消耗的能量?；驹硎前褦[錘從垂直位置掛于機(jī)架的揚(yáng)臂上以后，此時(shí)揚(yáng)角為（如圖235所示），它便獲得了一定的位能，如任其自由落下，則此位能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，將試樣沖斷，沖斷以后，擺錘以剩余

19、能量升到某一高度，升角為。圖3-1 擺錘式?jīng)_擊實(shí)驗(yàn)機(jī)工作原理在整個(gè)沖擊實(shí)驗(yàn)中，按照能量守恒關(guān)系可寫(xiě)出下式： (3-1) 式中 m沖錘質(zhì)量，kg； 沖錘沖前之揚(yáng)角； L沖錘擺長(zhǎng)，m；沖錘沖斷試樣后之升角；A沖斷試樣所消耗的功，J。式中除外均為已知數(shù)，故根據(jù)擺錘沖斷試樣后之升角的大小，即可繪制出讀數(shù)盤(pán)，由讀數(shù)盤(pán)可以直接讀出沖斷試樣時(shí)消耗的功的數(shù)值。消耗的功除以試樣的橫截面積，即為材料的沖擊強(qiáng)度1（kJ/m2）。按下式計(jì)算： (3-2) 式中 A沖斷試樣所消耗的功，kJ； b試樣寬度，m； d試樣厚度，m。缺口試樣沖擊強(qiáng)度1（kJ/m2）可按下式計(jì)算： (3-3) 式中 A、b同前； d1缺口試樣剩

20、余寬度，m。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和材料（1）設(shè)備1）簡(jiǎn)支梁式?jīng)_擊實(shí)驗(yàn)的基本構(gòu)造有三部分即機(jī)架部分、擺錘沖擊部分和指示部分。2）卡尺一把。（2） 試樣試樣尺寸：（1201）mm（150.2）mm（100.2）mm；脆性材料PS或酚醛；非脆性材料PE；試樣要求表面平整，無(wú)氣泡、裂紋、分層、傷痕等缺陷。缺口試條：缺口深度為試樣厚度的1/3，缺口寬度為（20.2）mm。每組試樣不少于5個(gè)。（3）實(shí)驗(yàn)機(jī)樣條跨度調(diào)節(jié)長(zhǎng)120mm的試樣，其跨度要求為70mm。四、實(shí)驗(yàn)步驟 （1）熟悉設(shè)備，檢查機(jī)座是否水平。（2）用卡尺測(cè)量試樣中間部位的寬度、厚度，缺口試樣則測(cè)量缺口處的剩余厚度，準(zhǔn)確至0.02mm，測(cè)量三點(diǎn)，取平均

21、值。（3）根據(jù)試樣類(lèi)型調(diào)整好試樣支撐線(xiàn)距離。（4）根據(jù)試樣斷裂所需能量大小選擇擺錘，使試樣破裂所需要的能量在擺錘總能量的1085區(qū)間內(nèi)。（5）檢查并調(diào)節(jié)試驗(yàn)機(jī)零點(diǎn)，將擺錘舉起卡好，使其自由落下，觀(guān)察指針是否從最大刻度旋至零點(diǎn)，如不在零點(diǎn)，則將勾環(huán)轉(zhuǎn)一相應(yīng)的角度，直至調(diào)好為之，然后將擺錘舉起卡好。圖3-2 沖擊試驗(yàn)機(jī)1固定支座；2緊固螺釘；3活動(dòng)試樣支座；4支承刀刃；5被動(dòng)指針；6主動(dòng)指針；7螺母；8擺軸；9搬動(dòng)手柄；10掛鉤；11緊固螺釘；12連接套；13擺桿；14調(diào)整套；15擺體；16沖擊刀刃；17水準(zhǔn)泡（6）將試樣面貼緊在直角支座的垂直面上，缺口背向沖錘，缺口位置與沖錘對(duì)準(zhǔn)。 （7）將指針

22、撥至右邊的滿(mǎn)量程位置。 （8）扳動(dòng)手柄抓鉤，放松擺錘，使其自由下落，將試樣沖斷時(shí)，指針?biāo)笖?shù)值即為A值，記錄讀數(shù)。 （9）按公式計(jì)算每個(gè)試樣的沖擊強(qiáng)度，并取其算數(shù)平均值。五、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 （1）簡(jiǎn)述沖擊實(shí)驗(yàn)原理和意義； （2）明確操作步驟及注意事項(xiàng)（預(yù)習(xí)時(shí)完成）；（3）做好原始記錄并計(jì)算結(jié)果。六、問(wèn)題與討論 （1）測(cè)定沖擊強(qiáng)度的影響因素有哪些？（2）比較擺錘式?jīng)_擊彎曲實(shí)驗(yàn)包括簡(jiǎn)支梁型和懸臂梁型，落球式?jīng)_擊實(shí)驗(yàn)，高速拉伸沖擊實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)4 高分子材料拉伸撕裂強(qiáng)度一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解撕裂試樣種類(lèi)，掌握撕裂試樣的制備2、熟悉測(cè)試撕裂強(qiáng)度的設(shè)備及其工作原理3、掌握實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析4、掌握影響撕裂強(qiáng)度的

23、因素二、試樣種類(lèi)及形狀按試樣形狀分類(lèi)，撕裂試驗(yàn)的試樣主要有以下幾種。1、直角型直角型試樣的形狀和尺寸如圖4-1所示。圖4-1 直角型試樣（GB530-81）（單位：mm）2、圓弧型此類(lèi)試樣又稱(chēng)為新月型或腰型。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法中，過(guò)去稱(chēng)為延續(xù)型。其形狀和尺寸如圖4-2所示。圖4-2 圓弧型試樣 （GB529-81）（單位：mm）3、褲型試樣的形狀和尺寸如圖4-3所示。它是一種帶有割口的試樣。該試樣在試驗(yàn)機(jī)上的夾持情況如圖4-4所示。圖4-3 褲型試樣（BS 903/A3-1982）(單位：mm)圖4-4 褲型試樣在試驗(yàn)機(jī)上的位置 該試樣的特點(diǎn)是其撕裂強(qiáng)度對(duì)割口長(zhǎng)度不敏感。因此，試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性好

24、。它還便于進(jìn)行撕裂能的計(jì)算，為撕裂能的理論分析提供較理想的方法。4、德耳夫特（Delft）型該試樣的形狀和尺寸如圖4-5所示。此種試樣內(nèi)，切有一個(gè)狹長(zhǎng)的切口，是一種比較容易從成品上裁取的小尺寸試樣。在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO816中，采用了此種試樣。圖4-5 德耳夫特型試樣（ISO 816） (單位：mm)直角型撕裂試驗(yàn)，由于試驗(yàn)不需事先割口，故測(cè)試的人為影響因素少，本試驗(yàn)選用此法。三、試樣的制備國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 529和GB 530對(duì)試樣的裁取和圓弧型試樣割口方法均有規(guī)定。1、試樣的裁取圓弧型和直角型試樣均用裁刀裁取。裁刀刃口應(yīng)保持鋒利，不應(yīng)出現(xiàn)缺口或卷刃等現(xiàn)象。用裁片機(jī)裁取試樣時(shí)，可先用水或中性肥皂溶液

25、潤(rùn)滑刀的刃口，以便于裁切。在裁切過(guò)程中，為了防止裁刀刃口與裁片機(jī)的金屬底板相撞而受到損壞，在試樣的下面應(yīng)墊有合適的軟質(zhì)材料。裁取試樣時(shí)，裁刀撕裂角等分線(xiàn)的方向應(yīng)與膠料壓延、壓出方向一致，即試樣的長(zhǎng)度方向應(yīng)與壓延、壓出方向垂直。這是因?yàn)?，橡膠材料產(chǎn)生裂口后，撕裂擴(kuò)展的方向常是沿著與壓延、壓出平行的方向進(jìn)行的。2、試樣割口方法試樣在拉伸過(guò)程中，為了使應(yīng)力集中于一點(diǎn)，以便迅速地從此產(chǎn)生裂口，使撕裂從該裂口擴(kuò)展，可于試樣的某一部位進(jìn)行割口。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 529的規(guī)定，圓弧形試樣試驗(yàn)前應(yīng)于試樣圓弧凹邊的中心處割口。割口深度為0.500.05mm?？刹捎锰刂频母羁谄鬟M(jìn)行割口。該割口器應(yīng)有一個(gè)用來(lái)固定試樣

26、的夾持器，使割口限制在一定區(qū)域內(nèi)。由刮臉刀片制成的切割工具夾在垂直于試樣主軸的平面內(nèi)，便可在規(guī)定的位置上進(jìn)行切割。四、試驗(yàn)方法1、試樣條件GB 529和GB 530規(guī)定，試驗(yàn)應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)室溫度232下進(jìn)行。在一個(gè)或一系列試驗(yàn)進(jìn)行比較時(shí)，必須采用同樣的試驗(yàn)溫度。GB 529還規(guī)定，試樣割口前必須在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)室溫度下停放至少3小時(shí)。若進(jìn)行老化試驗(yàn)，則割口必須在老化后進(jìn)行。按GB2941的規(guī)定，式樣試驗(yàn)前在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，停放應(yīng)不少于30分鐘。2、厚度測(cè)量GB 529和GB 530規(guī)定撕裂試樣的厚度為2.00.3mm。對(duì)試樣厚度的測(cè)量部位未做到明確規(guī)定，只要求測(cè)量試樣試驗(yàn)區(qū)的厚度。3.測(cè)試步驟（1）硫化后

27、的試片（厚2.00.3mm）應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)室溫下停放（不少于6小時(shí)，不超過(guò)15天）。（2）采取試樣時(shí)，裁刀撕裂角等分線(xiàn)的方向與壓延方向一致。（3）將試樣垂直夾于上下夾持器重一定深度，并且使其在平等的位置上充分均勻夾緊。（4）調(diào)好拉伸速度（夾持器中以500100mm/min的速度在運(yùn)行）開(kāi)動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，即可對(duì)試樣施加一個(gè)逐漸增加的牽引力，直至試樣被撕斷后停機(jī)。五、試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算撕裂試驗(yàn)的結(jié)果是以撕裂強(qiáng)度表示的。根據(jù)GB 6039-85，撕裂強(qiáng)度的定義為：在于試樣主軸平行的方向上，拉伸試樣直至開(kāi)裂時(shí)的最大力。圓弧型試樣的撕裂強(qiáng)度按式(9-1)計(jì)算： 式中 Fsy圓弧型試樣撕裂強(qiáng)度，kN/m(kgf/cm)；

28、F撕裂試樣的最大作用力，N(kgf)；d試樣厚度，mm。 式中 Fsz直角型試樣撕裂強(qiáng)度，kN/m(kgf/cm)；F撕裂試樣的最大作用力，N(kgf)；d試樣厚度，mm。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 529和GB 530都規(guī)定，每個(gè)樣品至少需要五個(gè)試樣。試樣結(jié)果以測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均值表示。每個(gè)試樣的單個(gè)數(shù)值與平均值之差不得大于15%，經(jīng)取舍后試樣個(gè)數(shù)不應(yīng)少于原試樣數(shù)量的60%。六、試驗(yàn)結(jié)果的影響因素1.試樣形狀試樣形狀的不同，一般對(duì)撕裂強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果有顯著的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：直角型試樣的撕裂強(qiáng)度較小，而圓弧型試樣的撕裂強(qiáng)度較高。2.試驗(yàn)溫度橡膠的撕裂性能對(duì)試驗(yàn)溫度比較敏感。一般來(lái)說(shuō)，撕裂強(qiáng)度隨試驗(yàn)溫度的升

29、高而降低。對(duì)于結(jié)晶性橡膠，如天然橡膠、氯丁橡膠和丁基橡膠等，在室溫下拉伸時(shí)，會(huì)引起橡膠大分子沿著拉伸方向的重排，產(chǎn)生結(jié)晶，使拉伸強(qiáng)度增高。在高溫拉伸時(shí)，結(jié)晶不容易產(chǎn)生，撕裂強(qiáng)度明顯降低。對(duì)于非結(jié)晶性橡膠，如丁苯橡膠、丁腈橡膠等，隨著溫度升高，撕裂能降低，故表現(xiàn)為拉伸強(qiáng)度降低。3.撕裂速度試驗(yàn)機(jī)的拉伸速度大小，即撕裂速度大小對(duì)橡膠的撕裂行為具有一定的影響。高速撕裂時(shí)，撕裂表現(xiàn)出一種剛體的脆性破壞，而慢速撕裂時(shí)，則表現(xiàn)出彈性破壞。在試驗(yàn)方法規(guī)定的速度下，撕裂破壞屬于后者。拉伸速度增大，撕裂強(qiáng)度降低。4.試樣厚度試樣厚度對(duì)撕裂強(qiáng)度有一定的影響，但影響不大。5.分子的取向橡膠材料在壓延、壓出過(guò)程中，由

30、于分子的取向而表現(xiàn)為各向異性，結(jié)果經(jīng)常是在取向方向上，力學(xué)性能得到增強(qiáng)。試驗(yàn)結(jié)果表明：橫向的撕裂強(qiáng)度大于縱向。（注：橫向是指撕裂方向沿著與壓延、壓出方向垂直的方向；縱向是指撕裂方向沿著與壓延、壓出方向一致的方向。）七、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)目前采用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是GB/T 529-1999代替GB/T 528-1991，該標(biāo)準(zhǔn)等同于ISO34-1:1994。八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容：1）本標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)或編號(hào)；2）試樣的名稱(chēng)或代號(hào)；3）試樣類(lèi)型4）試驗(yàn)結(jié)果；5）每個(gè)試樣厚度中位數(shù)（如有需要）；6）拉伸方向與橡膠拉伸方向的關(guān)系；7）試驗(yàn)溫度；8）直角型試樣是否有割口的說(shuō)明；9）試驗(yàn)過(guò)程中需要說(shuō)明的情況；1

31、0）硫化和試驗(yàn)日期。實(shí)驗(yàn)5 比體積電阻、比表面電阻的測(cè)定一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、加深理解比體積電阻、比表面電阻的物理意義。 2、掌握絕緣電阻測(cè)試儀（高阻計(jì)）的使用方法。 二、實(shí)驗(yàn)原理 將平板狀試樣放在兩電極之間，施于兩電極上的直流電壓和流過(guò)電極間試樣表面層上的電流之比，稱(chēng)為表面電阻Rs。若試樣長(zhǎng)度為1厘米，兩電極間的試樣寬度為1厘米，則這時(shí)的Rs就是該試樣的比表面電阻s，單位為歐姆。 同理，施于兩電圾上的直流電壓和流過(guò)電極間試樣體積內(nèi)的電流之比，稱(chēng)為體積電阻Rv。若試樣厚度為1厘米，測(cè)量電極面積為1平方厘米，則這時(shí)的Rv值即為該試洋的比體積電阻v，單位為歐姆厘米。通常，在提到“比電阻”而又沒(méi)有特別

32、注明的時(shí)候就是指v。 s和v一般用絕緣電阻測(cè)試儀（超高阻儀）法和檢流計(jì)法測(cè)定。絕緣電阻測(cè)試儀的主要原理如圖所示。測(cè)試時(shí)，被測(cè)試樣Rx與高阻抗直流放大器的輸入電阻R0串聯(lián)，并跨接于直流高壓測(cè)試電源上。放大器將其輸入電阻R0上的分壓信號(hào)經(jīng)放大后輸出給指示儀表CB，由指示儀表可直接讀出Rx值。 圖5-1 電路原理圖本實(shí)驗(yàn)計(jì)算公式如下： 1、 Rv = R0 2、v = Rv 3、Ae = (d1+g)2 = 21.237(cm2) 式中： Rv 體積電阻； t-被測(cè)試樣厚度（cm）；d1-測(cè)量電極直徑（5cm）； g-測(cè)量電極與保護(hù)電極間隙（0.2cm） 4、s = Rs 5、 = ln 式中： d

33、1-測(cè)量電極直徑(5cm)； d2-保護(hù)電極(環(huán)電極)內(nèi)徑(5.4cm)三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、用具及試樣1、 絕緣電阻測(cè)試儀2、 標(biāo)準(zhǔn)試樣2塊，規(guī)格：1001002mm四、實(shí)驗(yàn)步驟 1、照儀器面板，熟悉各開(kāi)關(guān)、旋鈕。 2、將體積電阻-表面電阻轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)指在所需位置：當(dāng)指在Rv時(shí)，高壓電圾加上 測(cè)試電壓，保護(hù)電極接地；當(dāng)指在Rs時(shí)，保護(hù)電極加上測(cè)試電壓，高壓電極接地，如圖：圖5-2 接地示意圖 3、校正高阻儀的靈敏度 4、將被測(cè)試祥用導(dǎo)線(xiàn)(屏蔽線(xiàn))接至Rx測(cè)試端鈕。 5、將測(cè)試電壓選擇開(kāi)關(guān)置于所需的測(cè)試電壓位置上。在測(cè)試前須再注意一下儀表的指針?biāo)傅摹啊庇蟹褡儎?dòng)，如有變動(dòng)，可再借“”及“0”校正器將其調(diào)至

34、“”。 6、把“放電-測(cè)試”轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，自“放電”位置轉(zhuǎn)至“測(cè)試”位置，進(jìn)行充電。這時(shí)輸入端短路按鈕仍處于將放大器輸入端短路，在試樣經(jīng)一定時(shí)間充電后(一般15秒左右)，即可將輔入端短路按鈕打開(kāi)，進(jìn)行讀數(shù)。如發(fā)現(xiàn)指示儀表很快打出滿(mǎn)度，則馬上把輔入端短路按鈕回復(fù)到使放大器輸入端短路的位置。“放電測(cè)試”開(kāi)關(guān)也轉(zhuǎn)回“放電”位置，待查明情況后，再做試驗(yàn)。 7、當(dāng)輸入端短路按鈕打開(kāi)后，如發(fā)現(xiàn)儀表尚無(wú)讀數(shù)，或指示很小，可將倍率開(kāi)關(guān)升高一檔，并重復(fù)以上3、4的操作步報(bào)這樣銖檔地升高倍率開(kāi)關(guān)，直至試樣的被測(cè)絕緣電阻讀數(shù)能清晰讀出為止(盡量讀取在儀表刻度1一l0間的讀數(shù))。一般情況下，可讀取合上測(cè)試開(kāi)關(guān)后的一分鐘時(shí)

35、的讀數(shù)，作為試樣的絕緣電阻。 8、將儀表上的讀數(shù)(單位是兆歐)乘以倍率開(kāi)關(guān)所指示的倍率及測(cè)試電壓開(kāi)關(guān)所指的系數(shù)(10伏為0.01，100伏為0.1，250伏為0.25，500伏為0.5，1000伏為1.0)即為被測(cè)試樣的絕緣電阻值。 9、測(cè)試完畢，即將“放電測(cè)試”開(kāi)關(guān)退回至“放電”位置，輸入端短路按鈕也須回復(fù)到使放大器輸入端短路的位置，然后可卸下試樣。五、注意事項(xiàng) 1、高阻儀和電極箱的接地端必須妥善接地。 2、測(cè)試時(shí)(電阻加上高壓)人體不許觸及Rx的高壓端及其連接物。以防電擊；同時(shí)也不能讓高壓端碰地，以免引起高壓短路。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1、簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)原理。 2、明確操作步驟和注意事項(xiàng)。 3、觀(guān)察

36、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，做好原始記錄，計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 4、什么叫塑料的介電常數(shù)和介電耗損?5、什么叫塑料的比表面電阻和比體積電阻？七、預(yù)習(xí)要求 1、搞清實(shí)驗(yàn)原理； 2、了解設(shè)備結(jié)構(gòu)，操作規(guī)程及注意事項(xiàng)（來(lái)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行）。 3、寫(xiě)好預(yù)習(xí)報(bào)告，準(zhǔn)備記錄表格。實(shí)驗(yàn)6 塑料硬度實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 學(xué)會(huì)測(cè)量塑料硬度。2、 掌握洛氏硬度計(jì)的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理 塑料材料抵抗其他較硬物體壓入的性能，稱(chēng)為塑料硬度。硬度之大小是塑料軟硬程度的有條件性的定量反應(yīng)。 洛氏硬度計(jì)是由SP洛克成爾(Stanley PRockwell)于1919年發(fā)明。他是一位新英格蘭冶金學(xué)家。 洛氏硬度試驗(yàn)是以初負(fù)荷作用于鋼球壓頭或貝雷爾金剛石壓

37、頭所呈現(xiàn)的壓入深度為基準(zhǔn)，測(cè)量再經(jīng)總負(fù)荷作用并卸出到只剩有初負(fù)荷的狀態(tài)下鋼球所產(chǎn)生的附加深度。如圖：圖6-1 硬度測(cè)試示意圖首先施加初負(fù)荷，并在洛氏硬度計(jì)的度盤(pán)上確定參考點(diǎn)或規(guī)定位置，然后施加總負(fù)荷，在不移動(dòng)被測(cè)的試樣情況下，卸去主負(fù)荷后，洛氏硬度值就會(huì)自動(dòng)地在度盤(pán)上示出，每壓入0.002mm為一個(gè)塑料洛氏硬度單位。洛氏硬度試驗(yàn)公式：HRE(L、M、R) = 130 - 三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、用具及試樣1、 洛氏硬度計(jì)2、 聚丙烯標(biāo)準(zhǔn)試樣一塊，規(guī)格：40404mm四、實(shí)驗(yàn)步驟1、 將硬度計(jì)接上電源，打開(kāi)船形開(kāi)關(guān)，指示燈亮。2、 選擇好負(fù)荷、保荷時(shí)間，安裝球壓頭。3、 將試樣平穩(wěn)地放在工作臺(tái)上。4、 轉(zhuǎn)

38、動(dòng)首輪使工作臺(tái)緩緩上升，試樣與壓頭接觸，直至硬度計(jì)百分表小指針從黑點(diǎn)移到紅點(diǎn)，與此同時(shí)長(zhǎng)指針轉(zhuǎn)過(guò)三圈垂直指向“30”處，此時(shí)以施加了98.07N初試驗(yàn)力，長(zhǎng)指針偏移不得超過(guò)5個(gè)分度值，若超過(guò)此范圍不得倒轉(zhuǎn)，改換測(cè)點(diǎn)位置重做。5、 轉(zhuǎn)動(dòng)硬度計(jì)表盤(pán)，是指針對(duì)準(zhǔn)“30”位置。6、 按啟動(dòng)按鈕，電機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，自動(dòng)加主試驗(yàn)力，指示照明燈熄滅。7、 當(dāng)總試驗(yàn)力保持時(shí)，蜂鳴器發(fā)出“嘟” “嘟”聲響，塑料洛氏硬度測(cè)試的總試驗(yàn)力保持時(shí)間為15秒。8、 總試驗(yàn)力保持時(shí)間到，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，自動(dòng)卸除主試驗(yàn)力，指示照明燈亮。9、 再等15秒，蜂鳴器聲響，立即讀取長(zhǎng)指針指向的數(shù)值。11、 料洛氏硬度示值的讀數(shù)，應(yīng)分別記錄加主

39、試驗(yàn)力后長(zhǎng)指針通過(guò)“0”點(diǎn)的次數(shù)及卸除主試驗(yàn)力后長(zhǎng)指針通過(guò)“0”點(diǎn)的次數(shù)并加減，按下面方法讀取硬度示值：A、差值是零，標(biāo)尺讀數(shù)加100為硬度值；B、差值是1，標(biāo)尺讀數(shù)即為硬度值；C、差值是2，標(biāo)尺讀數(shù)減100為硬度值。12、 復(fù)旋轉(zhuǎn)升降螺桿手柄，使試驗(yàn)臺(tái)下降，更換測(cè)試點(diǎn)，重復(fù)上述操作。13、 在每個(gè)試件上的測(cè)試點(diǎn)不少于5點(diǎn)（第一點(diǎn)不算）。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、洛氏硬度實(shí)驗(yàn)的基本要求是，所要實(shí)驗(yàn)的表面與壓頭應(yīng)垂直，同時(shí)所要試驗(yàn)的試樣在施加主負(fù)荷時(shí)不發(fā)生微小的移動(dòng)或滑動(dòng)。壓痕深度是通過(guò)安裝壓頭的主軸位移來(lái)測(cè)量的。因此，試樣的任何移功或滑動(dòng)，將由主軸傳遞至度盤(pán)，從而使試驗(yàn)產(chǎn)生誤差。2、在硬度測(cè)試中，加

40、試驗(yàn)力、保持試驗(yàn)力、卸除試驗(yàn)力時(shí)，嚴(yán)禁轉(zhuǎn)動(dòng)變荷手輪。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1、簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)原理。 2、明確操作步驟和注意事項(xiàng)。 3、觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，做好原始記錄。 4、思考題：塑料硬度不同時(shí)，怎樣選擇試驗(yàn)標(biāo)尺和球壓頭？七、預(yù)習(xí)要求 1、搞清實(shí)驗(yàn)原理； 2、了解設(shè)備結(jié)構(gòu)，操作規(guī)程及注意事項(xiàng)（來(lái)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行）。 3、寫(xiě)好預(yù)習(xí)報(bào)告，準(zhǔn)備記錄表格。實(shí)驗(yàn)7 塑料彎曲性能試驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膹澢囼?yàn)主要用來(lái)檢驗(yàn)材料在經(jīng)受彎曲負(fù)荷作用時(shí)的性能，生產(chǎn)中常用彎曲試驗(yàn)來(lái)評(píng)定材料的彎曲強(qiáng)度和塑性變形的大小，是質(zhì)量控制和應(yīng)用設(shè)計(jì)的重要參考指標(biāo)。彎曲試驗(yàn)采用簡(jiǎn)支梁法，把試樣支撐成橫梁，使其在跨度中心以恒定速度彎曲，直到試樣斷裂或變形達(dá)

41、到預(yù)定值，以測(cè)定其彎曲性能。 二、試驗(yàn)原理彎曲試驗(yàn)在塑料彎曲性能試驗(yàn)方法（GB/T 9341-2000）中使用的是三點(diǎn)式彎曲試驗(yàn)。三點(diǎn)式彎曲試驗(yàn)是將橫截面為矩形的試樣跨于兩個(gè)支座上，通過(guò)一個(gè)加載壓頭對(duì)試樣施加載荷，壓頭著力點(diǎn)與兩支點(diǎn)間的距離相等。在彎曲載荷的作用下，試樣將產(chǎn)生彎曲變形。變形后試樣跨度中心的頂面或底面偏離原始位置的距離稱(chēng)為撓度，單位mm。試樣隨載荷增加其撓度也增加。彎曲強(qiáng)度是試樣在彎曲過(guò)程中承受的最大彎曲應(yīng)力，單位MPa。彎曲應(yīng)變是試樣跨度中心外表面上單元長(zhǎng)度的微量變化，用無(wú)量綱的比或百分?jǐn)?shù)（%）表示。三、試驗(yàn)方法3.1試驗(yàn)應(yīng)在受試材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的環(huán)境中進(jìn)行，若無(wú)類(lèi)似標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)從G

42、B/T2918中選擇最合適的環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn)。另有商定的，如高溫或低溫試驗(yàn)除外。3.2測(cè)量試樣中部 的寬度b，精確到0.1mm; 厚度h，精確到0.01mm，計(jì)算一組試樣厚度的平均值h。剔除厚度超過(guò)平均厚度允差0.5%的試樣，并用隨機(jī)選取的試樣來(lái)代替。調(diào)節(jié)跨度L，使L=（161）h ，并測(cè)量調(diào)節(jié)好的跨度，精確到0.5%。3.2.1對(duì)于較厚且單向纖維增強(qiáng)的試樣，為避免剪切時(shí)分層，在計(jì)算兩撐點(diǎn)間距離時(shí)，可用較大L/h比。3.2.2對(duì)于較薄的的試樣，為適應(yīng)試驗(yàn)設(shè)備的能力，在計(jì)算跨度時(shí)應(yīng)用較小的L/h比。c、對(duì)于軟性的熱塑性塑料，為防止支座嵌入試樣，可用較大的L/h比。3.3.3試驗(yàn)速度使應(yīng)變速率盡可能接

43、近1%/min，這一試驗(yàn)速度使每分鐘產(chǎn)生的撓度近似為試樣厚度值的0.4倍，推薦試樣的試驗(yàn)速度為2mm/min。試樣應(yīng)對(duì)稱(chēng)地放在兩個(gè)支座上，并于跨度中心施加力，如圖所示：圖6-1 實(shí)驗(yàn)原理圖四、結(jié)果計(jì)算和表示1彎曲應(yīng)力是試樣跨度中心外表面的正應(yīng)力，按式（4-1）計(jì)算，單位MPa。f=3FL/2bh2 (4-1)式中：F施加的力，N；L跨度，mm；b試樣寬度，mm； h試樣厚度，mm。2彎曲模量的測(cè)量，先根據(jù)給定的彎曲應(yīng)變f1=0.0005和f2=0.0025，按式（4-2）計(jì)算相應(yīng)的撓度s1和s2： si=fiL2/6h（i=1，2） (4-2)式中：si單個(gè)撓度，mm；fi相應(yīng)的彎曲應(yīng)變，即上

44、述的f1和f2值；L跨度，mm；h試樣厚度，mm。3彎曲彈性模量或彎曲模量Ef，單位MPa，根據(jù)式（4-3）計(jì)算： Ef=（f2-f1）/ (f2)-( f1) (4-3)式中：f1=0.0005，f2=0.0025， f1撓度為s1時(shí)的彎曲應(yīng)力, MPa; f2撓度為s2時(shí)的彎曲應(yīng)力，MPa。五、試驗(yàn)影響因素：5.1試樣尺寸橫梁抵抗彎曲形變的能力與跨度和橫截面積有很大關(guān)系，尤其是厚度對(duì)撓度影響更大。同理，彎曲試驗(yàn)如果跨度相同但試樣的橫截面積不同，則結(jié)果是有差別的。所以標(biāo)準(zhǔn)方法中特別強(qiáng)調(diào)（規(guī)定）了試樣跨度比，厚度和試驗(yàn)速度等幾方面的關(guān)系，目的是使不同厚度的試樣外部纖維形變速率相同或相近，從而使

45、各種厚度之間的結(jié)果有一定可比性。在塑料彎曲性能試驗(yàn)方法（GB/T 9341-2000）中規(guī)定了跨度L，使其符合式(4-4)：L=（161）h (4-4)同時(shí)規(guī)定若選用推薦試樣，則尺寸為：長(zhǎng)度l=802；寬度b=10.00.2；厚度h=4.00.2。當(dāng)不可能或不希望采用推薦試樣時(shí)，須符合下面的要求：試樣長(zhǎng)度和厚度之比應(yīng)與推薦試樣相同，如式（5）所示：l/h=201 (4-5)5.2試樣的機(jī)械加對(duì)結(jié)果有影響。有必要時(shí)盡量采用單面加工的方法來(lái)制作。試驗(yàn)時(shí)加工面對(duì)著加載壓頭，使未加工面受拉伸，加工面受壓縮。5.3加載壓頭圓弧半徑和支座圓弧半徑加載壓頭圓弧半徑是為了防止剪切力和對(duì)試樣產(chǎn)生明顯壓痕而設(shè)定的

46、。一般只要不是過(guò)大或過(guò)小，對(duì)結(jié)果影響較小。但支座圓弧半徑的大小，要保證支座與試樣接觸為一條線(xiàn)（較窄的面）。如果表面接觸過(guò)寬，則不能保證試樣跨度的準(zhǔn)確。5.4 應(yīng)變速度試樣受力彎曲變形時(shí)，橫截面上部邊緣處有最大的壓縮變形，下部邊緣處有最大的拉伸變形。所謂應(yīng)變速率是指在單位時(shí)間內(nèi)，上下層相對(duì)形變的改變量，以每分鐘形變百分率表示，試驗(yàn)中可控制加載速度來(lái)控制應(yīng)變速度。隨著應(yīng)變速率和加載速度的增加，彎曲強(qiáng)度也增加，為了消除其影響，在試驗(yàn)方法中對(duì)試驗(yàn)速度作出統(tǒng)一的規(guī)定，如GB/T 9341-2000規(guī)定了從表2中選一速度值,使應(yīng)變速率盡可能接近1%/ min，這一試驗(yàn)速度使每分鐘產(chǎn)生的撓度近似為試樣厚度值

47、的0.4倍，例如符合推薦試樣的試驗(yàn)速度為2mm/min。一般說(shuō)來(lái)應(yīng)變速率較低時(shí)，其彎曲強(qiáng)度偏低。試驗(yàn)速度一般都比較低，這是因?yàn)樗芰显诔叵戮鶎僬硰椥圆牧?，只有在較慢的試驗(yàn)速度下，才能使試樣在外力作用下近似地反映其松弛性能和試樣材料自身存在不均勻或其他缺陷的客觀(guān)真實(shí)性。5.5試驗(yàn)跨度 彎曲試驗(yàn)大多采用“三點(diǎn)式”方式進(jìn)行。這種方式在受力過(guò)程中，除受彎矩作用外，還受剪力的作用。故采用“三點(diǎn)式”方式進(jìn)行測(cè)試，對(duì)于反映塑料材料的真實(shí)性能是存在一定問(wèn)題的。因此，國(guó)內(nèi)外有人提出采用“四點(diǎn)式”方式進(jìn)行測(cè)試。目前進(jìn)行工作較多的還是采用“三點(diǎn)式”方式，用合理的選擇跨度和試樣厚度比(L/h)來(lái)達(dá)到消除剪力影響的目的

48、。試樣跨度與厚度比目前基本上有兩種情況，一種是L/h=10；另一種是L/h=16。從理論上講，最大正應(yīng)力與最大剪應(yīng)力的關(guān)系是max/max=1/2（L/h），由此可以看到隨著跨度比的增大，剪應(yīng)力應(yīng)減小。從式中看出，L/h愈大，剪力所占的比愈小，當(dāng)L/h=104時(shí)，其剪力分配為512.5?？梢?jiàn)剪力效應(yīng)對(duì)試樣彎曲強(qiáng)度的影響是隨著試樣所采用跨度與試樣厚度比值的增大而減小的。但是，跨度太大則撓度也增大，且試樣兩個(gè)支承點(diǎn)的滑移也影響試驗(yàn)結(jié)果。5.6環(huán)境溫度和其他力學(xué)性能一樣，彎曲強(qiáng)度也與溫度有關(guān)。試驗(yàn)溫度無(wú)疑對(duì)塑料的抗彎曲性能有很大影響，特別是對(duì)耐熱性較差的熱性塑料。一般地，各種材料的彎曲強(qiáng)度都是隨著溫

49、度的升高而下降，但下降的程度各有不同。5.7試樣不可扭曲，表面應(yīng)相互垂直或平行，表面和棱角上應(yīng)無(wú)刮痕、麻點(diǎn)。六、結(jié)論討論從以上的試驗(yàn)過(guò)程來(lái)看影響其結(jié)果的因素是多方面的，應(yīng)嚴(yán)格把握好試驗(yàn)的每個(gè)步驟。實(shí)驗(yàn)8 氧指數(shù)的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解高分子材料氧指數(shù)測(cè)定的基本原理。2 掌握高分子材料材料氧指數(shù)測(cè)定的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理 氧指數(shù)指在規(guī)定實(shí)驗(yàn)條件下維持垂直小試樣延燒的最低的與氮混合的氧氣濃度，用LOI表示。本實(shí)驗(yàn)將高分子材料試樣置于專(zhuān)用燃燒室中，通過(guò)氣體測(cè)量合控制裝置，測(cè)定進(jìn)入燃燒室內(nèi)維持高分子材料試樣燃燒的氧氣與氮?dú)獾捏w積流量，計(jì)算出混合氣體中最低氧氣的濃度。三、原材料試樣（1） 試樣的尺寸和制

50、備 根據(jù)材料相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和制備試樣的ISO方法所規(guī)定的程序，模塑或切割出最宜試樣型式規(guī)定尺寸的試樣。 試樣表面清潔和無(wú)有影響燃燒行為的缺陷，例如模塑周邊溢料或機(jī)加工毛刺。要注意式樣和樣品材料中某種不均勻性有關(guān)的位置和方位。 所取樣品應(yīng)至少能制備15根試樣。 本次實(shí)驗(yàn)采用熱塑性塑料模壓成型試驗(yàn)方法中制備厚度為（30.5）mm的PVC板材，經(jīng)機(jī)械加工而成。（2） 試樣的標(biāo)線(xiàn) 為了檢測(cè)試樣燃燒的距離，可根據(jù)試樣的形式和所用的點(diǎn)火程序，在一個(gè)水平上或多個(gè)水平上面畫(huà)上橫向標(biāo)線(xiàn)。自撐高分子材料試樣最好至少在相鄰的兩面都畫(huà)上標(biāo)線(xiàn)。四、設(shè)備（1） 氧指數(shù)測(cè)定儀（2） 實(shí)驗(yàn)燃燒筒：是一根耐熱玻璃筒。（3） 試樣夾

51、：用于在燃燒筒中心垂直固定試樣。 （4） 氣源：應(yīng)采用純度不低于98（m/m）的壓縮氧氣和/或氮?dú)夂?或清潔的空氣（含氮20.9）作為氣源。（5） 氣體測(cè)量和控制裝置：在確定進(jìn)入燃燒筒的混合氣體氧濃度時(shí)，應(yīng)以混合氣體準(zhǔn)確度為 0.5（v/v）為限。并且，當(dāng)通過(guò)燃燒筒的氣體溫度為（232），速度為（4010）mm/s時(shí)，應(yīng)以混合氣體精密度為0.1（v/v）來(lái)調(diào)節(jié)氧濃度。（6） 點(diǎn)火器：由一根管子組成、（7） 計(jì)時(shí)裝置：能以0.2s的準(zhǔn)確度測(cè)量5min以?xún)?nèi)的時(shí)間。（8） 排煙系統(tǒng)：應(yīng)能充分的通風(fēng)或排風(fēng)，排除燃燒筒中的煙塵或灰粒。但不干擾燃燒筒中的溫度和氣流速率。五、實(shí)驗(yàn)步驟（1） 實(shí)驗(yàn)儀器的環(huán)境溫度保持在（232）。（2） 選擇所要使用的初始氧氣濃度（3） 保證實(shí)驗(yàn)燃燒筒垂直。（4） 調(diào)節(jié)氣體混合裝置和流量控制裝置，使（232）的氧濃度符合要求的氧/氮混合氣體以（4010）mm/s的速度流經(jīng)燃燒筒。（5） 取出標(biāo)準(zhǔn)試樣10根，在試樣一端50mm處劃線(xiàn)，將另一端插入燃燒柱內(nèi)試樣夾中。對(duì)每根進(jìn)行測(cè)量并記錄。（6） 開(kāi)啟氧、氮鋼瓶閥門(mén)，調(diào)節(jié)減壓閥，壓力為0.20.3MPa。（7） 逐次選擇氧濃度：根據(jù)“少量樣品升降法”，采取任意步長(zhǎng)對(duì)所用氧濃度作一定的改變。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示（1） 氧指數(shù) 以體積百分?jǐn)?shù)表示的氧指數(shù)OI由下