高分子材料冲击性能测试
高分子材料性能测试力学性能
3.1.2 高分子经典应力－应变曲线 I
3.1 拉伸性能
(c)旳特点是硬而强。拉伸强度和弹性模量大，且有合适旳伸长率，如硬聚氯乙烯等。(d)旳特点是软而韧。断裂伸长率大，拉伸强度也较高，但弹性模量低，如天然橡胶、顺丁橡胶等。
3.1 拉伸性能
3.1.2 高分子经典应力－应变曲线 III
(e)旳特点是硬而韧。弹性模量大、拉伸强度和断裂伸长率也大，如聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙等
塑性(Plasticity)：外力作用下，材料发生不可逆旳永久性变形而不破坏旳能力。
Mechanical properties of materials
应 力
应 变
Mechanical properties of materials
3.1 拉伸性能
3.1.1 应力－应变曲线
Байду номын сангаас
高分子应力-应变过程
3.1 拉伸性能
电子万能试验机
3.1 拉伸性能
3.1 拉伸性能
3.1.5 拉伸性能测试原理 拉伸试验是对试样延期纵轴方向施加静态拉伸负荷，使其破坏，经过测量试样旳屈服力、破坏力和试样标距间旳伸长来求得试样旳屈服强度拉伸强度和伸长率。
3.1 拉伸性能
3.1.6 测量方法即实验环节 ①试样旳状态调节和试验环境按国家原则规定。②在试样中间平行部分做标线，示明标距。③测量试样中间平行部分旳厚度和宽度，精确到0.01mm，II型试样中间平行部分旳宽度，精确到0.05mm，测3点，取算术平均值。④夹具夹持试样时，要使试样纵轴与上下夹具中心连线重合，且松紧适宜。⑤选定试验速度，进行试验。⑥记录屈服时负荷，或断裂负荷及标距间伸长。试样断裂在中间平行部分之外时，此试样作废，另取试样补做。
高分子材料三大测试标准介绍与性能分析
•比重
•收缩率 •吸水率
•含水率
•硬度
物理性能
标准：ASTM D792/ISO1183-3 塑料的比重即塑料的密度, 单位为g/cm3。 常用的两种方法：浸渍法（成型 塑料），比重瓶法（粉料、粒 料）
塑料的比重大小，会直接 影响到产品的重量以及成本。同 样重量的产品，如果原料比重 越小，每公斤原料可以产出更 多的产品。反而，原本比重越大， 产出的产品数量会更少。
以规定直径的钢球压头，先用初载荷压入试样，继而增至 主载荷，然后恢复至初载荷，造成的压痕深度增量作为材料硬 度，称为洛氏硬度。以符号HR表示 e HR K c
e——初载荷增至主载荷再返回初载荷的压痕深度增量（mm） c——常数，0.002mm K——常数，130
洛氏硬度标尺 R L M E
结晶也会使体积进一步减小，所以结晶性材料的收缩率较大。如：
结晶 收缩率 PBT 1.82.0 PET 2.02.5 POM 2.02.5 非晶 收缩率 PC 0.50.7 ABS 0.40.6 PMMA 0.30.7
收缩率对产品的设计很重要，尤其是对尺寸精度要求高的 产品。材料收缩的预判可避免产品凹陷和翘曲。
CTI值 级别
大于600 0
400-599 1
250-399 2
175-249 3
100-174 4
小于100 2
电性能
电性能
介质在外加电场时会感应电荷而削弱电场，原外加电场（真空中）与 最终介质电场比值即为介电常数，如果有高相对介电常数的材料放进电 场，场的强度会在电介质内有可观的下降。介电常数与所加的电场频率 有关，一般有50Hz/1KHz。 相对介电常数越小，材料的绝缘性越好。 PS 1.05—1.5 ABS 1.5—2.5 PVC 1.3—1.4 PE 1.4—1.6 PP 1.5—1.8 PMMA 3.0—3.6
高分子材料性能测试实验报告
高分子材料性能测试实验报告一、实验目的本实验旨在对常见的高分子材料进行性能测试，以深入了解其物理、化学和机械性能，为材料的选择和应用提供科学依据。
二、实验材料与设备1、实验材料聚乙烯（PE）聚丙烯（PP）聚苯乙烯（PS）聚氯乙烯（PVC）2、实验设备电子万能试验机热重分析仪（TGA）差示扫描量热仪（DSC）硬度计冲击试验机三、实验原理1、拉伸性能测试高分子材料在受到拉伸力作用时，会发生形变。
通过测量材料在拉伸过程中的应力应变曲线，可以得到材料的拉伸强度、断裂伸长率等性能指标。
2、热性能测试TGA 用于测量材料在加热过程中的质量损失，从而分析材料的热稳定性和组成成分。
DSC 则可以测量材料在加热或冷却过程中的热量变化，用于研究材料的相变温度、玻璃化转变温度等。
3、硬度测试硬度是衡量材料抵抗局部变形的能力。
硬度计通过压入材料表面一定深度，测量所施加的力来确定材料的硬度值。
4、冲击性能测试冲击试验机通过施加冲击载荷，测量材料在冲击作用下的吸收能量，评估材料的抗冲击性能。
四、实验步骤1、拉伸性能测试将高分子材料制成标准哑铃状试样。
安装试样到电子万能试验机上，设置拉伸速度和测试温度。
启动试验机，记录应力应变曲线。
2、热性能测试称取一定量的高分子材料样品，放入 TGA 和 DSC 仪器的样品盘中。
设置升温程序和气氛条件，进行测试。
3、硬度测试将试样平稳放置在硬度计工作台上。
选择合适的压头和试验力，进行硬度测量。
4、冲击性能测试制备标准冲击试样。
将试样安装在冲击试验机上，进行冲击试验。
五、实验结果与分析1、拉伸性能聚乙烯（PE）：拉伸强度较低，断裂伸长率较高，表现出较好的柔韧性。
聚丙烯（PP）：拉伸强度较高，断裂伸长率适中，具有一定的刚性和韧性。
聚苯乙烯（PS）：拉伸强度较高，但断裂伸长率较低，脆性较大。
聚氯乙烯（PVC）：拉伸强度和断裂伸长率因配方不同而有所差异。
2、热性能TGA 结果显示，不同高分子材料的热分解温度和分解过程有所不同。
高分子材料分析与测试
高分子材料分析与测试引言高分子材料是一类重要的工程材料，在各个领域有着广泛的应用。
为了确保高分子材料的质量和性能，对其进行准确的分析与测试是至关重要的。
本文将介绍高分子材料分析与测试的基本原理、常用方法和技术，并对其在实际应用中的重要性进行讨论。
1. 高分子材料的特性分析高分子材料具有许多特殊的性质，如高分子链结构、长链分子的柔性和高分子材料的热性能等。
为了准确分析和测试高分子材料的特性，我们需要运用一些常用的分析方法。
下面介绍几种常用的高分子材料特性分析方法：•红外光谱分析：红外光谱是一种常见的高分子材料分析方法，通过对材料吸收、发射或散射红外辐射进行分析，可以确定材料的化学成分和结构。
•热分析：热分析是一种通过加热样品并监测其温度和质量变化来分析材料热性能的方法。
常见的热分析方法包括热重分析（TGA）和差热分析（DSC）等。
•X射线衍射（XRD）：XRD是一种通过测量材料对入射X射线的衍射情况来分析其晶体结构的方法。
通过XRD可以确定高分子材料的结晶性质和晶格参数。
•核磁共振（NMR）：核磁共振是一种通过测量材料中核自旋的共振现象来分析材料结构和化学环境的方法。
在高分子材料分析中，NMR可以提供关于材料分子结构、分子量和链结构等信息。
2. 高分子材料的力学性能测试高分子材料的力学性能是评价其质量和使用性能的关键指标之一。
为了准确测试高分子材料的力学性能，常用的测试方法包括：•拉伸测试：拉伸测试是一种通过施加拉伸力来测量材料在拉伸过程中的力学性能的方法。
通过拉伸测试可以确定高分子材料的强度、延展性和弹性模量等指标。
•弯曲测试：弯曲测试是一种通过施加弯曲力来测量材料在弯曲过程中的力学性能的方法。
通过弯曲测试可以确定高分子材料的弯曲强度和弯曲模量等参数。
•硬度测试：硬度测试是一种通过在材料表面施加静态或动态载荷来测量材料硬度的方法。
常用的高分子材料硬度测试方法包括巴氏硬度和洛氏硬度等。
•冲击测试：冲击测试是一种通过施加冲击载荷来测量材料抗冲击性能的方法。
冲击性能
1 Zi (M i M a ) M
i
为落锤质量等级顺序号； ni为落锤质量为 Mi 破坏或不
破坏的试样数； Zi为从 M0 开始质量增加的次数。
例 题
固定试验高度H＝ 1.5m ，落锤质量改变△M=0.2Kg,对20个试样 进行冲击试验，结果如图示：
计算A、N等值如表
i 1 2 3 4(=k) 锤的质量 Kg 1.6 1.4 1.2 1.0 ni （0） 0 2 6 3 11 (n0) ni， （X） 1 5 3 0 9 (nx) ni 1 5 3 0 9 (N=nx) zi 3 2 1 0 nizi 3 10 3 0 16 (A)
使用范围
拉伸剪切都适用于胶接材料；
单面和双面压缩剪切适用于层压材料和取向材料； 短梁剪切适用于各种纤维材料和层压材料；
一、概念及原理
（一）测试原理
试样在受剪切力作用时，作用在试样两侧面上外力的合力大 小相等，方向相反，作用线相隔较远，并将各自推着所作用 的试样部分沿着与合力作用线平行的受剪面发生位移，直至
试样制备
试样可以模塑成型或机械加工制备。
各向异性的板材试样，纵横各特征方向切割样条；
1型板材试样
厚度大于10.2mm，单面加工成(10.0±0.2)
mm；
2型板材试样
厚度小于12.9mm时，取原厚度试验； 厚度大于12.9时，单面加工成（12.7±0.2）mm。
试验时加工面背向冲锤。
ｈ——试样的厚度，mm
ｂ——试样宽度或缺口试样的剩余宽度，mm
（四）影响因素
（1）冲击过程的能量消耗
当能量达到产生裂纹和裂纹扩展所需要的能量时，试样便开始破裂直到完
6.4 冲击性能测试
（四）试验设备
工作原理图
机架部分、 机架部分、摆锤部分和指示系统部分
14
试验时把摆锤抬高， 试验时把摆锤抬高，摆锤 杆的中心线与通过摆锤杆 轴中心的铅垂线成一角度 为α的扬角 的扬角 摆锤自由落下， 摆锤自由落下，试样断裂 成两部分， 成两部分，消耗了摆锤的 冲击能并使其大大减速 摆锤的剩余能量使摆锤又 升到某一高度，升角为β 升到某一高度，升角为β
17
摆锤冲击后回摆时，使摆锤停止摆动， 摆锤冲击后回摆时，使摆锤停止摆动，并 立即记下刻度盘上的指示值 试样被击断后，观察其断面， 试样被击断后，观察其断面，如因有缺陷 而被击穿的试样应作废 每个试样只能受一次冲击，如试样未断时， 每个试样只能受一次冲击，如试样未断时， 更换试样再用较大能量的摆锤重新进行 可更换试样再用较大能量的摆锤重新进行 试验
GB/T 1043-1993; 硬质塑料简支梁冲击试验方法 硬质塑料简支梁冲击试验方法; GB/T 13525-1992; 塑料拉伸冲击性能试验方法 塑料拉伸冲击性能试验方法; GB/T 1843-1996; 塑料悬臂梁冲击试验方法 GB/T 1697-2001; 硬质橡胶冲击强度的测定 GB/T 14153-1993; 硬质塑料落锤冲击试验方法 通则; 通则 GB/T 14152-2001; 热塑性塑料管材耐外冲击性能 时针旋转法; 试验方法 时针旋转法 GB/T 16420-1996; 塑料冲击性能小试样试验方法 GB 8809-1988; 塑料薄膜抗摆锤冲击试验方法
8
一、摆锤式冲击试验
（一）测试原理——简支梁冲击和悬臂梁冲击 测试原理 简支梁冲击和悬臂梁冲击 简支梁冲击试验是摆锤打击简支梁试样的中央 试样受到冲击而断裂， 试样受到冲击而断裂，试样断裂时单位面积或单位宽 度所消耗的冲击功即为冲击强度
高分子材料冲击试验(精品文档)
七、高分子材料冲击试验7.1 实验目的（1）熟悉高分子材料冲击性能测试的原理、方法、操作及其实验结果处理；（2）了解测试条件对测定结果的影响。
7.2 实验原理对硬质高分子材料试样施加一次冲击负荷使试样破坏，记录下试样破坏时或过程中单位试样截面积所吸收的能量，即冲击强度，来衡量材料冲击韧性。
根据实验中试样受力形式和冲击物的几何形状，板、条试样的冲击实验方法可分为：简支梁冲击实验（GB1093）、悬臂梁冲击实验（GB1043）和落锤式冲击实验（GB11548-89）。
所有冲击实验均应按GB2918规定，在（23±2℃）、常湿下进行试样环境调节，调节时间不少于4h。
7.3 简支梁冲击实验（1）原材料试样①注塑标准试样试样表面应平整、无气泡、裂纹、分层和明显杂志。
缺口试样缺口处应无毛刺。
试样类型和尺寸以及相对应的支撑线间的距离见表7-1。
试样的缺口类型和缺口尺寸见表7-2。
试样的优选类型为I型。
优选的缺口类型为A型。
表7-1 试样类型和尺寸以及相对应的支撑线间的距离（mm）表7-2 缺口类型和缺口尺寸（mm）注：A型、B型、C型缺口的形状和尺寸分别见图7-1~图7-3。
图7-1 A型缺口试样图7-2 B型缺口试样图7-3 C型缺口试样②板材试样板材试样厚度的3~13mm之间时取原厚。
大于13mm时应从两面均匀地进行机械加工到10±0.5mm。
4型试样厚度须加工到13mm。
当使用非标准厚度试样时，缺口深度与试样厚度尺寸之比也应分别满足表7-2的要求。
当厚度小于3mm的试样不做冲击实验。
（2）试样制备①模塑料或挤出料按受试材料的产品标准规定制备试样。
若产品标准没有规定，可按GB5471和GB9352制备试样。
I型试样可以从标准多用途试样上切取。
②板材板材试样是将板材进行机械加工制备。
试样缺口可在铣床、刨床或专用缺口加工机上加工。
加工刀具应无倾角，工作后角为15°~20°。
高分子材料的力学性能测试及其应用研究
高分子材料的力学性能测试及其应用研究高分子材料是一类重要的工程材料，主要用于纺织、建筑、电子、医药等领域。
高分子材料具有轻量、高强、高韧性、耐磨损、耐腐蚀等特点，因此广泛应用于各种领域。
在使用高分子材料的过程中，需要了解其力学性能，以便更好地设计、制造和使用。
本文将介绍高分子材料的力学性能测试方法和应用研究。
一、高分子材料的力学性能高分子材料的力学性能包括弹性性能、塑性性能和破坏性能。
其中弹性性能是指材料在受力后恢复原状的能力，主要包括弹性模量和泊松比。
塑性性能是指材料在受力后能够发生变形的能力，主要包括屈服强度和延伸率。
破坏性能是指材料在受到足够大的载荷后会发生破坏的能力，主要包括断裂韧性和破坏模式。
二、高分子材料的力学性能测试方法1、拉伸试验拉伸试验是最常用的高分子材料力学性能测试方法之一。
通过将试样拉伸至断裂点，测量其载荷与变形量的关系，可以得到材料的应力-应变曲线。
从应力-应变曲线中，可以计算出材料的弹性模量、屈服强度、断裂强度和断裂伸长率等重要参数。
拉伸试验可以使用单轴拉伸机、万能试验机等设备进行。
2、压缩试验压缩试验是评估材料抗压能力的一种方法。
该试验通常以轴向载荷进行，压缩试验结果可以用于确定材料的体积模量或多轴应力状态下的应变量。
根据材料应变分布的不同，可以得到不同的应力-应变曲线，从而得到压缩弹性模量和屈服应力等参数。
3、剪切试验剪切试验可以评估材料的剪切性能，通常使用剪切试验机进行。
在剪切试验中，试样被植入两个夹具中，夹具沿着对称面施加力，使试样发生沿切平面的剪切变形。
通过测量必要的载荷和位移，可以获得材料剪切应力和剪切应变，并从中得出剪切模量和剪切强度等重要参数。
4、冲击试验冲击试验是评估材料耐冲击能力的一种方法。
通常在低温下进行，使用冲击试验机施加冲击载荷，在断裂前测量材料的冲击强度和断裂韧性等参数。
这种试验可以评估大多数高分子材料的耐冲击性和脆性，在材料开发和制造中具有重要的应用价值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验三 高分子材料冲击性能测试
(一) 实验目的
1. 了解塑料冲击性能的测定方法 2. 掌握冲击性能测试的样品制备 3. 掌握塑料简支梁冲击试验方法理和基本结构。
(二)实验原理
本方法的原理是将试样安放在简支梁冲击机的规定位置上，然后利用摆锤自由落下，对试样 施加冲击弯曲负荷、使试样破裂。用试样单位截面积所消耗的冲击功来评价材料的耐冲击韧 性。图 1所示为摆锤式简支梁冲击试验机的工作原理。
图 1摆锤式简支梁冲击试验机的工作原理
(三)实验仪器及试祥
1．实验仪器 以国产 XJJ— 5摆锤式简支梁冲击机为例。 该机主要技术参数符台 GB1043— 93和 ISO179— 1982标准的要求。
1
高分子物理实验
图 2 摆锤式简支梁冲击实验仪机体结构
机体结构及性能见图 2 ，本试验机由机体、试样安放架、冲击锤、操纵机构及读数装 置等五个部分组成。
ak一一试样缺口处剩余厚度尺寸， mm
b——试样的宽度尺寸， mm
(六)实验报告或实验记录的内容
试验温度： 试验湿度：
试样
截面尺寸
长 a(mm)
宽 厚
b(mm) b(mm)
摆锤预 扬角实 测值α
摆锤空击 厚的升角
α'
试样断裂后摆锤的升角 摆锤力
β
距 FL
PP 板材
记录实验数据，并计算 E，最终算出冲击强度，取平均值。
(五)实验结果与数据处理
1.无缺口试样简支粱冲击强度 σ n(KJ／ m2)由下式求得：
式中 E一一试样吸收的冲击能， J
4
高分子物理实验
a——试样的厚度尺寸， mm b一一试样的宽度尺寸， mm 2.缺口试样简文梁冲击强度 α k(KJ／ m2)由下式求得：
式中 Ｅ一一缺口试样吸收的冲击能， J
③冲击锤 —— 由摆轴 8 、上连接套 12 、摆杆 13 、调整套 14 、摆体 15 、冲击 刀刃 16 等件组成。该机共有四种能量摆锤供选用，其冲击储能分别为 1 、 2J 、 4 、 5J。
④操纵机构 —— 由手柄 9 、挂钩 10 等件组成。当冲击摆扬起所需角度 (150 ° ) 时， 挂钩将摆上的调整套钩住。搬动手柄时，挂钩脱开，冲击摆自由落下，对试样进行冲击试验。
3
高分子物理实验
式中 FＬ——摆锤力距， N m α——摆锤预扬角实测值 (° ) α '——摆锤空击后的升角 (° ) β——试样断裂后摆锤的升角 (° )
图 3摆锤式冲击试验工作示意图 ①为了计算方便，该仪器这一档的修正值已制成表格。试验时，只需从度盘上读取试样 断裂后的数值，就可以从能量损失修正表中查修正后的能量值Ｅ。 ②当摆锤冲击能量大于 4J 时，能量值Ｅ从读数盘上直接读取。
(七)实验注意事项
• 因试验机的安装正确与否直接影响其精度，因此，实验前对仪器的状态要进行检查， 观察水泥台是否坚固，机座水平度是否到位，地脚螺钉有没有拧紧，发现问题及时纠正。
• 对注射成型试样，有的可能由于冷却或定型处理不当而有轻微收缩或变形，测量尺 寸时特别要注意试详边缘相中间之差异，误差超过规定范围的必须剔除。
• 试验机上被动指针压紧钢珠的松紧程度影响着指示能量消耗的准确性，试验前要调 整适当，以免位能量损失超值。
5
高分子物理实验
(八 )思考题
成形温度对制品冲击性能的影响 ？ 材料中有异物和气孔会如何影响冲击性能？ 如何调整仪器处于良好状态，减少试验结果的误差。
6
2
高分子物理实验
(四)实验步骤
1. 按 GBl039— 92规定调节试验环境并处理试样。 2. 测量试样尺寸。试验前对每个试样的尺寸要进行仔细测量，带缺口的试样要测量缺
口处的剩余厚度，准确至 0.05mm，每个试样的宽度、厚度尺寸各测量三点，取其 算术平均值，每三个试样为一组。 3. 根据试样的抗冲击韧性，选用适当的能量摆锤，所选的摆捶应使试样断裂所消耗的 能量在摆锤总储量的 10%一 80%范围内。 4. 安装冲击摆杆并调整好指针 (如图 1)。安装好摆锤后，为使冲击后指针能正确指 示，应使摆锤处于铅垂位置，检查指针被动针 5是否与主动针 6靠紧，被动针所 指示的位置是否于最大能量处。如不重合则需松开紧固螺母 7，将被动指针指在最 大能量处，然后将螺母 7拧紧。 5. 空击试验。托起冲击摆，使其固定在 150°扬角位置，调整被动指针与主动指针重 合，搬动手柄，让冲击摆自由落下，此时，被动指针应被拨到“零”位置，若超过 误差范围，则应调整机件间的摩擦力，一直至指针示值在误差范围之内。 6. 根据试样规格，调整活动支座 3间的距离 (如图 1)，可使用机中配套的对中板 来调整，其方法是：松开紧固螺针 2，将对中样板放在两活动支座的平面上，使对 中样板的两侧面与支承刀刃相接触，摆锤冲击刀刃对准样板中心的 V型缺口，保证 上述条件到位后拧紧螺钉 2、通过固定座 1将活动支座 3固定在正确位置上。该 机对中样板跨度的规格有四种，分别为： 40mm、 60mm、 70mm和 95mm。 7. 放置试样。试样应放置在两活动支座的上平面上，其测面与支撑承刀刃靠紧，测试 带有缺口的试样，把冲锤放下，让冲击刀刃对正缺口的背面，再把冲锤回复到扬角 位置挂住。 8. 冲击试验。完成上述准备工作后，便可以进行正式冲击试验。首先检查冲击摆是否 处于所需的扬角位置，调整好废盘上的被动指针与主动指针互相接触。然后搬动手 柄 9，摆锤即自由落下，冲断试样。当摆锤在空中瞬时静止时应及时接住，使其止 动并读取度盘上被动指针的指示数值。 9. 能量损失的修正。当摆锤最大冲击能量小于或等于 4J时，能量损失除达到有关标 准要求的规定外，还必须进行修正。修正后的能量值 (即试样断裂所吸收的能量 ) 按下式计算：
①机体部分 —— 包括机体、操纵机构、测量机构、摆轴和试样安放架组成，为确保安 装平稳、准确，在机体上面设有水准泡 17 ，方便调试。
②试样安放架 —— 由固定支座 1 、紧固螺钉 2 、活动试样支座 3 、支承刀刃 4 组 成。试验前，应调整好活动试样支座间的距离，将试样紧靠在支座刀刃的支承面上。