聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定
聚酯 拉伸强度 断裂伸长率
聚酯的拉伸强度和断裂伸长率1. 聚酯的概述聚酯是一种合成聚合物，由酯基组成。
它是一种重要的工程塑料，具有优异的物理和化学性质。
聚酯广泛应用于纺织品、塑料瓶、薄膜、电子器件等领域。
在本文中，我们将重点探讨聚酯的拉伸强度和断裂伸长率这两个重要的力学性能参数。
2. 拉伸强度的定义和测试方法拉伸强度是指材料在受力作用下的抗拉能力，即材料在拉伸过程中所能承受的最大拉力。
它是衡量材料强度的重要参数之一。
拉伸强度的测试通常使用万能试验机进行。
首先，将聚酯样品切割成一定的尺寸，然后将其夹在夹具之间。
试验机通过施加拉力来逐渐拉伸样品，直到样品发生断裂。
在测试过程中，试验机会记录下施加的拉力和样品的伸长量。
通过分析拉力-伸长曲线，可以确定样品的拉伸强度。
3. 断裂伸长率的定义和测试方法断裂伸长率是指材料在断裂前的拉伸过程中的伸长量与原始长度之比。
它是衡量材料韧性和可延展性的重要指标。
断裂伸长率的测试也使用万能试验机进行。
在拉伸过程中，试验机会记录下样品的伸长量和施加的拉力。
断裂伸长率可以通过计算拉伸过程中伸长量与原始长度之比来获得。
4. 聚酯的拉伸强度和断裂伸长率的影响因素聚酯的拉伸强度和断裂伸长率受多种因素的影响。
以下是一些常见的影响因素：4.1 聚酯的分子结构聚酯的分子结构对其力学性能有重要影响。
分子链的长度、分支度和取向等因素会影响聚酯的拉伸强度和断裂伸长率。
一般来说，分子链越长、分支度越低、取向越好的聚酯具有较高的拉伸强度和较低的断裂伸长率。
4.2 聚酯的热处理热处理可以改变聚酯的分子结构和晶体结构，从而影响其力学性能。
适当的热处理可以提高聚酯的拉伸强度和断裂伸长率。
4.3 聚酯的添加剂添加剂可以改变聚酯的力学性能。
例如，添加增韧剂可以提高聚酯的断裂伸长率，而添加增强剂可以提高聚酯的拉伸强度。
5. 聚酯的应用聚酯由于其优异的物理和化学性质，在多个领域得到广泛应用。
5.1 纺织品聚酯纤维具有良好的强度和耐磨性，广泛用于制作衣物、床上用品和家居纺织品等。
实验四 聚合物材料力学性能的测试
实验六聚合物材料拉伸性能的测试一、实验目的：1、通过实验了解聚合物材料拉伸强度及断裂伸长率的意义。
2、熟悉它们的测试方法3、通过测试应力—应变曲线来判断聚合物材料的力学性能。
二、实验原理：为了评价聚合物材料的力学性能。
通常用等速施力下所获得的应力—应变曲线来进行描述。
这里所谓应力是指拉伸力引起的在试样内部单位截面上产生的内应力而应变是指试样在外力作用下发生形变时，相对其原尺寸的相对形变量。
材料的组成、化学结构及聚态结构都会对应力与应变产生影响。
应力—应变实验所得的数据也与温度、湿度、拉伸速度有关，因此应规定一定的测试条件。
三、主要仪器设备及原料：1、主要仪器设备：万能试验机2、主要原料：各种高分子试样四、操作方法和实验步骤：1、试样制备拉伸实验中所用的试样依据不同材料加工成不同形状和尺寸。
每组试样应不少于5个。
试验前需对试样的外观进行检查试样，表面平整无气泡、裂纹、分层和机械损伤等缺陷。
另外为了减小环境对试样性能的影响，应在测试前将试样在测试环境中放置一定时间，使试样与测试环境达到平衡。
一般试样越厚，放置时间应越长。
具体按国家标准规定。
2、拉伸性能的测试①将合格试样编号并在试样平行部分划二标线，即标距。
测量试样工作段任意三处宽度和厚度，取其平均值。
②安装拉伸试验用夹具。
③调整引伸计标距至规定值。
④装夹试样，要使试样纵轴与上下夹头的中心线重合。
⑤在工作段装夹大变形引伸计，使引伸计中心线与上下夹头的中心线重合。
⑥录入试样信息并按照标准设置试验条件。
⑦联机。
检查屏幕显示的试验信息是否正确，如有不适之处进行修改，然后对负荷清零、轴向变形清零、位移清零。
按“试验开始”键进行试验。
⑦横梁以设定的速度开始移动，同时屏幕显示出试验曲线，根据需要可随时打开想要观察的曲线。
如应力—应变曲线、负荷—变形曲线等多种曲线⑧观察试样直到被拉断为止，按“试验结束”键结束试验。
按“数据管理”键查看试验结果。
五、实验报告：1、简述实验原理。
抗拉强度伸长率及断后伸长率测定方法
抗拉强度伸长率及断后伸长率测定方法抗拉强度（Tensile strength）是指材料在拉伸过程中，单位截面积上所能承受的最大拉力。
伸长率（Elongation）是指材料在拉伸过程中，单位长度延伸的比例。
断后伸长率（Reduction of area）是指材料在断裂后，截面缩小的比例。
抗拉强度、伸长率和断后伸长率是评估材料力学性能的重要指标，广泛应用于材料研究和工程设计中。
下面介绍几种常用的测定方法：1.标准拉伸试验法（ASTMD638）：这是一种最常用的测定方法，适用于塑料、橡胶和金属材料等。
方法是在标准拉伸试验机上进行试验，将样品固定在两个夹具之间，施加恒定的拉力，逐渐增加，直至样品断裂。
根据拉伸试验曲线，可以确定材料的抗拉强度和伸长率。
2.带缩径试验法（ISO6892-1）：这是一种适用于金属材料的测定方法。
方法是在标准缩径试验机上进行试验，将样品固定在两个夹具之间，施加恒定的拉力，逐渐增加。
当样品断裂后，测量断口的截面缩小的比例，即可得到断后伸长率。
3.加弹性测定法（ISO527-3）：这是一种适用于塑料材料的测定方法。
方法是在标准拉伸试验机上进行试验，将样品固定在两个夹具之间，施加恒定的拉力，逐渐增加。
当样品发生明显的拉伸变形后，停止加载，测量样品恢复到初始长度所需的时间，即可得到伸长率。
4.分离试验法（ISO6892-1）：这是一种适用于金属材料的测定方法。
方法是在标准拉伸试验机上进行试验，将样品固定在两个夹具之间，施加恒定的拉力。
在拉伸过程中，观察样品表面的裂纹扩展情况，直至样品断裂。
根据断裂前后样品的截面积，可以计算出抗拉强度和断后伸长率。
总结起来，抗拉强度、伸长率和断后伸长率的测定方法因材料不同而有所差异。
在进行测定时，需要根据具体材料的特性选择合适的方法，确保测量结果准确可靠。
这些测定方法对于材料制备和工程设计具有重要的指导意义，能够帮助提高材料的力学性能和工程质量。
抗拉强度伸长率及断后伸长率测定方法
抗拉强度伸长率及断后伸长率测定方法抗拉强度是指材料在拉伸破坏前承受的最大拉力，是衡量材料抗拉性能的一个重要指标。
伸长率是指在材料抗拉断裂时，样品在断裂前后长度的变化比例。
断后伸长率是指材料拉伸断裂后样品两端的断面之间的距离相比原始样品长度的比例。
测定方法：1. 准备样品：根据标准方法制备符合要求的试样。
试样可以是圆形或长方形的，长度一般为50-100mm，宽度和厚度根据要求确定。
2.安装装置：将试样固定在拉力试验机上，确保试样的安装和夹紧是正确的，避免试样在进行拉伸过程中出现异常变形。
3. 参数设置：根据要求设置加载速度和试验结束条件。
加载速度一般在每分钟5-10mm之间。
4.开始试验：开始加载试样，通过逐渐增加载荷的方式对试样进行拉伸。
在试验过程中记录被加载的力和伸长的距离。
5.测量抗拉强度：抗拉强度可以通过最大加载力除以试样初始横截面积来计算得到。
6.测量伸长率：断裂前后的长度可以通过图像记录或者直接测量得到。
将断裂后的长度减去初始长度，然后除以初始长度，再乘以100，即可得到伸长率。
7.计算断后伸长率：根据试样的几何形状和断裂表面的测量结果，计算断后伸长率。
将断裂面之间的距离减去初始长度，然后除以初始长度，再乘以100，即可得到断后伸长率。
注意事项：1.在进行试验前，应将试样进行干燥处理，确保试样表面无水分和杂质的干净状态。
2.在试验过程中，应注意试样的变形情况，避免试样出现异常变形，影响测量结果的准确性。
3.当进行断后伸长率的测量时，应注意断裂面的测量方法，避免出现错误的测量结果。
4.根据要求，可以进行多次试验，计算平均值，提高测量结果的准确性。
抗拉强度和伸长率是材料性能的重要参数，在材料选择、工程设计和质量控制中起着关键作用。
通过合理的测定方法，可以得到准确可靠的数据，为科学研究和工程实践提供有力的支持。
实验4聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定
实验4聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定1. 实验目的（1）熟悉高分子材料拉伸性能测试标准条件和测试原理。
（2）掌握测定聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定方法。
（3）考察拉伸速度对聚合物力学性能的影响。
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。
基本公式：L -L。
L o式中，；伸长率即应变；二为应力；L为样品某时刻的伸长；L o为初始长度；A。
为初始横截面积;F为拉伸力；E为拉伸模量。
聚合物的拉伸性能可通过其应力一应变曲线来分析，典型的聚合物拉伸应力一应变曲线如图 2 —（左）所示。
在应力-应变曲线上，以屈服点为界划分为两个区域。
屈服点之前是弹性区，即除去应力后材料能恢复原状，并在大部分该区域内符合虎克定律。
屈服点之后是塑性区，即材料产生永久性变形，不再恢复原状。
根据拉伸过程中屈服点的表现，伸长率的大小以及其断裂情况，应力一应变曲线大致可分为如图2 —28 （右）所示的五种类型：①软而弱；②硬而脆；③硬而强；④软而强；⑤硬而韧。
图2 —28五种典型聚合物拉伸应力-应变曲线1—软而弱；2—硬而脆；3—硬而强；4—软而强；5 —硬而韧本实验在不同应变速度下测定聚乙烯的应力-应变曲线。
将已知长度和横截面积的样品，夹在两个夹具之间，以恒速拉伸至断裂，测定应力随伸长的变化。
分析在不同应变速度时测定的数据，可以了解材料的强度、韧性及极限性能。
有合适的样品架或可设法固定住的聚合物都可进行本实验。
(2—13)F(2- 14)FL。
A o(L-L。
)(2 —15)28A o均匀的样品重复性可优于土 5%。
但由于制各样品和实验操作中存在的一些不可避免的可变因素，使 重复性比此数值要差些。
3. 实验设备和材料（1 ）仪器设备万能电子拉力机（日本岛津AG- IOKNA ），游标卡尺、直尺。
万能电子拉力机测试主体结构示意图，如图2-29所示。
图2 - 29万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（2）实验材料聚丙烯（PF ）,聚苯乙烯（PS ）。
【机械加工】聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定
【机械加工】聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定聚合物是由多个单元分子组合而成的高分子化合物。
由于其物理和化学特性的独特组合，聚合物广泛应用于各种领域，如制造业、医学、航空航天等。
聚合物材料的长期使用性能依赖于其力学性能，其中拉伸强度和断裂伸长率是最重要的力学性能参数之一。
本文将介绍聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定方法。
1. 聚合物拉伸强度的测定拉伸强度是指在材料拉伸过程中，断裂前材料承受的最大力值。
聚合物材料的拉伸强度测定可以通过多种测试方法来实现，其中比较常见的方法有万能试验机和拉字符。
（1）万能试验机测定方法万能试验机是一种常见的力学测试设备，可以用于材料的弯曲、压缩和拉伸等测试。
在拉伸测试中，试样被拉伸，同时在试样两端固定的夹具上施加上下两个称重传感器，记录试验过程中材料的伸长量和所承受的拉力，计算出材料的拉伸强度。
（2）拉字符测定方法断裂伸长率是指在材料拉伸过程中，试样破裂前伸长的长度与试样初始长度之比。
这个参数是用来描述聚合物材料在受压力下发生拉伸变形时，它能够延长到多大的程度，从而在很大程度上反映出材料的拉伸性能。
测试断裂伸长率的方法通常使用拉字符等拉伸测试设备。
其测试方法如下：首先，在试样的中心位置与试样的两端使用标记刻度。
之后，将试样插入拉字符夹口，并通过万能试验机或原始数据记录仪等设备来施加拉伸载荷使试样开始拉伸。
当试样达到承载极限或破折点时，即被拉断时，我们会注意到在拉伸成功的断口处可以看到有一个明显的断点。
通过量度试样在破裂时断口前后的距离，就可以计算出试样的断裂伸长率。
综上所述，拉伸强度和断裂伸长率是用来描述聚合物材料的重要力学性能参数，对于聚合物的研发、生产、市场应用等过程十分重要。
通过选择合适的测试方法和设备，对聚合物的性能进行准确、快速和有效的测试，可以帮助人们更好地了解聚合物材料的力学性能，并提高聚合物材料的生产和应用效率。
断裂强力和断裂伸长率的测定
断裂强力和断裂伸长率的测定1.执行标准：FZ/T60005-1991适用于非织造布2.实验条件：3.实验原理：对规定尺寸的试样，沿试样长度方向拉伸至断裂，记录断裂强力和断裂伸长。
4.实验方法：（1）试样的制备：1.在离布边至少100MM处按gb3923附录b规定的平行法裁取试样，仲裁性试验采用梯形法裁取试样。
2.在样品的纵向和横向（布匹幅宽方向）各裁取5块以上试样，并使试样长度方向分别平行于纵向和横向。
3.试样的宽度为50+-0.5mm，长度应满足名义夹持距离200mm。
（2）试样的调湿：预调湿按gb6529第3章规定进行，调湿按第4章进行或在规定标准大气中平衡24h以上。
试验在gb6529规定的标准大气中进行，仲裁性试验采用一级标准大气。
如果要进行湿态试验，将试样在含有1%润湿剂的溶液中浸透。
（3）试验步骤：1.校准强力试验机的零位，2.调整强力试验机的名义夹持距离为200+-1mm，拉伸速度为100+-10mm/min。
3.在夹钳中心位置夹持试样，并在试样下端施加预张力，确保试样纵向轴线与夹钳钳口线成直角，然后旋紧上下夹钳。
预加张力按以下方法选取：A．根据试样单位面积质量按下表选定预加张力：单位面积质量g/m2150以下150-500500以上预加张力，N25B．按概率断裂强力的（100+-0.25）%选取预加张力。
C。
如按以上两种方法施加张力使试样伸长超过0.5%，经有关双方同意，可采用较低预加张力，并在试验报告中注明。
4.开动机器，以100mm/min的拉伸速度拉伸试样至断裂，记录最大断裂强力及断裂伸长或记录每个试样的强力—伸长曲线。
5.计算结果读取有关数值。
分别计算纵、横向5块试样的平均断裂强力和断裂伸长率。
平均断裂强力单位N,结果按gb8170修约到小数点后一位，平均断裂伸长率结果精确到0.5%。
当从强力—伸长曲线中测断裂强力及断裂伸长时，如果有几个断裂强力峰同时出现，取最高的作为试验断裂强力，并以此时的伸长作为断裂伸长。
拉伸强度和断裂伸长率的关系
拉伸强度和断裂伸长率的关系一、引言拉伸强度（tensile strength）和断裂伸长率（elongation at break）是材料力学性能中的两个重要指标，它们之间存在着一定的关系。
了解这种关系对于材料工程师和研究人员来说至关重要，可以帮助他们选择最适合特定应用的材料，优化产品设计，提高材料的可靠性和性能。
二、定义和测量方法1.拉伸强度：拉伸强度是指材料在拉伸过程中抵抗破坏的能力。
它通常以强度（stress）的形式呈现，单位是帕斯卡（Pa）。
拉伸强度可以通过拉伸试验来测量，试样在被加力拉伸的同时，产生应变（strain），直到材料断裂。
2.断裂伸长率：断裂伸长率是指试样在断裂前的拉伸过程中所发生的延展程度。
它以百分比的形式表示，可以通过拉伸试验中断裂点前的增长长度与初始长度之比来计算。
三、拉伸强度和断裂伸长率的关系拉伸强度和断裂伸长率是材料力学性能中的两个重要指标，它们在一定程度上存在着相互制约的关系。
一般来说，当材料的拉伸强度较高时，断裂伸长率相对较低，而当材料的断裂伸长率较高时，拉伸强度相对较低。
1.存在的机制–当材料的拉伸强度较高时，其原子或分子之间的键结构相对牢固。
在外力的作用下，材料的断裂点容易发生在强度较高的区域，导致试样断裂前的拉伸过程出现局部断裂，从而降低了断裂伸长率。
–当材料的断裂伸长率较高时，其原子或分子之间的键结构相对较弱，容易发生滑移和位错等塑性变形机制。
虽然材料可被拉伸至较大的长度，但断裂点之前的外力作用导致了材料的断裂，从而降低了拉伸强度。
2.材料的特性与结构–不同材料的特性和结构对于拉伸强度和断裂伸长率之间的关系具有重要影响。
例如，金属材料通常具有较高的拉伸强度和较低的断裂伸长率，而聚合物材料则往往具有较低的拉伸强度和较高的断裂伸长率。
–材料的晶体结构、晶格缺陷、晶界和晶粒大小等都会对拉伸强度和断裂伸长率产生影响。
晶界的存在容易导致断裂的传播，从而降低断裂伸长率。
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实验4 聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定
1. 实验目的
（1）熟悉高分子材料拉伸性能测试标准条件和测试原理。
（2）掌握测定聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定方法。
（3）考察拉伸速度对聚合物力学性能的影响。
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。
基本公式：
L L L -=
ε （2－13）
A F =σ （2－14）
)
(000L L A FL E -=
=
ε
σ （2－15）
式中，ε伸长率即应变；σ为应力；L 为样品某时刻的伸长；0L 为初始长度；0A 为初始横截面积；F 为拉伸力；E 为拉伸模量。
聚合物的拉伸性能可通过其应力－应变曲线来分析，典型的聚合物拉伸应力－应变曲线如图2－28（左）所示。
在应力－应变曲线上，以屈服点为界划分为两个区域。
屈服点之前是弹性区，即除去应力后材料能恢复原状，并在大部分该区域内符合虎克定律。
屈服点之后是塑性区，即材料产生永久性变形，不再恢复原状。
根据拉伸过程中屈服点的表现，伸长率的大小以及其断裂情况，应力－应变曲线大致可分为如图2－28（右）所示的五种类型：①软而弱；②硬而脆；③硬而强；④软而强；⑤硬而韧。
图2－28 五种典型聚合物拉伸应力－应变曲线
1－软而弱；2－硬而脆；3－硬而强；4－软而强；5－硬而韧本实验在不同应变速度下测定聚乙烯的应力－应变曲线。
将已知长度和横截面积的样品，夹在两个夹具之间，以恒速拉伸至断裂，测定应力随伸长的变化。
分析在不同应变速度时测定的数据，可以了解材料的强度、韧性及极限性能。
有合适的样品架或可设法固定住的聚合物都可进行本实验。
均匀的样品重复性可优于±5％。
但由于制各样品和实验操作中存在的一些不可避免的可变因素，使重复性比此数值要差些。
3. 实验设备和材料
（1）仪器设备
万能电子拉力机(日本岛津AG－lOKNA)，游标卡尺、直尺。
万能电子拉力机测试主体结构示意图，如图2－29所示。
图2－29万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
（2）实验材料
聚丙烯（PP），聚苯乙烯（PS）。
4. 实验步骤
（1）试样准备
用横压或片材、板材切割的方法，事先制好标准抗张样品（见ASTM标准D 638）。
选定的每种应变速度都应有5块样品。
试样形状拉伸试样共有4种类型：Ⅰ型试验样(双铲型)，见图2－30，II型试样(哑铃型)，见图2－31，III型试样(8字型)，见图2－32，IV型试样(长条型)，见图2－33。
图2－30 I型试样图2－31 II型试样
图2－32 III 型试样图2－33 IV型试样
不同类型的试样有不同的尺寸公差，具体见表2－7、表2－8、表2－9和表2－10。
表2－7 I型试样公差尺寸
表2－8 II型试样公差尺寸
表2－9 III型试样公差尺寸
表2－10 IV型试样公差尺寸
塑料属于粘弹材料，它的应力松弛过程与变形速率密切相关，应力松弛需要一个时间过程。
当低速拉伸时，分子链来得及位移、重排，呈现韧性行为，表现为拉伸强度减少，而断裂伸长率增大。
高速拉伸时，高分子链段的运动跟不上外力作用速度，呈现脆性行为，表现为拉伸强度增加，断裂伸长率减少。
由于塑料品种繁多，不同品种的塑料对拉伸速度的敏感程度不同。
硬而脆的塑料对拉伸比较敏感，一般采用较低的拉伸速度。
韧性塑料对拉伸速度的敏感性较小，一般采用较高的拉伸速度。
（2）实验过程
1）用游标卡尺或测微计测每块试片的宽度和厚度。
算出横截面最小处的截面积并将数值记录。
2）调换和安装拉伸试验用夹具，将试片放入夹具。
3）设定试验条件如：试验方式、试验速度、返回速度、返回位置、记录方式、传感器容量等。
4）键入试样参数如：试样名称、编号、样品厚度、宽度，样品标定线间距。
5）检查屏幕显示的试验条件、试样参数。
如有不适合之处可以修改。
确认无误后，开始试验。
横梁以恒定的速度开始移动，同时数据采集系统也开始工作，扫描出载荷－伸长曲线。
仔细观察试样在拉伸过程中的变化，直到拉断为止。
6）重复（2）～（5），试验其余的4块试片。
7）将拉伸速度依次变为10，20mm/min，每种速度都重复2）～ 6）。
5. 实验报告
（1）根据电子拉力机绘制出的PS、PP拉伸曲线，比较和鉴别它们的性能特征；
（2）根据PP的载荷－伸长曲线，绘制应力－应变曲线；
（3）计算模量和断裂伸长率，计算断裂时的应力和应变；
（4）对每块样品都重复1～3。
6. 问题与讨论
（1）改变试样的拉伸速度对试验产生什么影响？
（2）解释为什么要重复5块试样？
（3）如果测定线性和支化聚乙烯，可以从哪些方面来研究他们之间的性能的差异？。