高分子材料与工程专业实验专用周指导书 - 图文

L C d0 总长 中间平行部分长度 中间平行部分厚度 110 d1 端部宽度 端部宽度 6.5 45 ±0.2 — R0 R1 R2 端部半径 表面半径 侧面半径 6.5 75 75 9.5 W 3.2 b 中间平行部分宽度 25， ±0.2 Ⅳ型试样见图7 L2L1GWHLd1d0ad2 图7 Ⅳ型试样 Ⅳ型试样的尺寸见表4 表4 Ⅳ型试样的尺寸

符号 L H G0 W① L2 名称 总长（最小） 夹具间距离 标距（或有效部分） 宽度 加强片最小长度 尺寸 250 170 100 25或50 50 公差 — ±5 ±0.5 ±0.5 — 符号 L1 名称 加强片间长度 厚度 加强片厚度 加强片角度 加强片 尺寸 150 2~10 3-10 5°-30°公差 ±5 - - - - d0 d1 θ② d2③ 注：①纱布增强的热固性塑料板试样宽度采用50mm；②玻璃纤维增强的热固性塑料板试样宽度采用２5mm；③除有争议外对玻璃纤维增强材料可省去加强片。

(2)试样选择及速度 ①试样选择见表5

表5试样选择

试样材料 硬质热塑性塑料 热塑性增强塑料 Ⅰ型 硬质热塑性塑料板热固性塑料板（包括层压板） 机械加工 注塑成型 软质热塑性塑料 软质热塑性塑料板 Ⅱ型 压制成型 板材机械加工 板材冲切加工 2 F、G、H、I 4 A、B、C、D、E、F、G 试样类型 试样制备方法 注塑成型 压制成型 试样最佳厚度 4 实验速度 B、C、D、E、F

热固性塑料 包括经填充和纤维增强的塑料 热固性增强塑料板 Ⅲ型① 注塑成型 压制成型 机械加工 - C Ⅳ型 - B、C、D ②实验速度设有以下九种：

速度A 1mm/min±50%； 速度F 50mm/min±10%； 速度B 2mm/min±20%； 速度G 100mm/min±10%； 速度C 5mm/min±20%； 速度H 200mm/min±10%； 速度D 10mm/min±20%； 速度I 500mm/min±10%； 速度E 20mm/min±10%； (3)试样数量：每组不少于5个。

四、实验步骤和内容

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。

1、检查设备运转情况及速度转换是否正常可靠。

2、根据材料的强度和试样的种类、大小，选择合适的砝码的数量； 3、开启记录仪，调好零点，用标准砝码校正力值读数；

4、测量试样中间平直部分的宽度和厚度，精确至0.01mm，Ⅱ型试样中间平直部 分的宽度精确至0.05mm。每个试样测量三点，取算术平均值。

5、测量伸长率时，应在试样平行部分作标线，此标线对测量结果应无影响。 6、调试实验机的速度为所要求的速度。

7、将试样夹持在夹具上，使试样纵轴与上、下夹具的中心连线相重合，且松紧 要适宜。

8、 开动实验机进行实验并记录下列数值。

⑴试样断裂时，记录负荷和标距伸长； 试样出现屈服，记录屈服时的负荷；测量模量时，记录负荷和相应形变值。

⑵试样断裂在标距之外，此试样作废，另取试样补做。

9、实验中用记录仪记录负荷－形变曲线。经变换可得拉伸应力－应变曲线。 10、处理实验结果，写出实验报告并进行相关问题的讨论。

五、实验数据处理

1、拉伸强度、拉伸屈服应力按式4计算： ?t?p （4） bd

式中：?t—拉伸强度或拉伸屈服应力，Mpa；

P —最大负荷或屈服负荷，N； b —试样宽度，mm； d —试样厚度，mm。

实验结果以每组试样测定的算术平均值表示，取三位有效数字。 2、断裂伸长率按式5计算：

L?L0 （5） ?t?L0 式中：?t—断裂伸长率，%；

L—试样断裂时标线间距离，mm； L0—试样原始标距，mm.

3、若要求计算标准偏（S），可按式6计算：

?(x?x)2 （6） S?n?1 式中：x—单个测定值；

x—组测定值的算术平均值； n—测定值的个数。

六、思考题

1、影响聚合物试样拉伸强度的主要因素有哪些？

2、同样是PP材料，为什么测定的拉伸强度及断裂生长率有差别？ 3、由应力—应变曲线如何判断材料的性能？

4、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？

实验三 偏光显微镜观察聚合物结晶形态

聚合物的各种性能是由其结构在不同条件下所决定的。结晶性聚合物随结晶条件不同，可形成多种晶体形态，如：单晶、球晶、树枝晶、纤维晶、串晶、及伸直链晶体等。在通常条件下，从聚合物浓溶液或熔体冷却结晶时，结晶性聚合物倾向于生成球晶。

研究聚合物结晶结构的方法有X－射线衍射、小角激光光散射、偏光显微镜和电子显微镜等。观察几十微米以上的球晶，可用简便的偏光显微镜观察，若在偏光显微镜上装上热台和快速摄像装置，还可研究球晶的生长过程。球晶的完善程度和尺寸大小对结晶聚合物的实际性能有着很大影响，因此，对球晶形态的研究为体讨结晶聚合物制品的质量有理论和实际意义。其中偏光显微镜法是目前实验室中较为简便而实用的方法。

一、实验目的

1、了解偏光显微镜的结构及使用方法。

2、观察聚合物的结晶形态，估算聚丙烯球晶大小。 3、测定溶液结晶的球晶尺寸，判断球晶的正负性。 二、实验原理

球晶的生长以晶核为中心，从初级晶核生长的片晶，在结晶缺陷点繁盛支化，形成新的片晶，它们在生长时发生弯曲和扭转，并进一步分支形成新的片晶，如此反复，最终形成以晶核为中心，三维向外发散的球形晶体。实验证实，球晶中分子链垂直球晶的半径方向。

图6-1 球晶生长示意图

（a）晶片的排列与分子链的取向（其中a、b、c轴表示单位晶胞再各方向上的取向）；

(b)球晶生长 (c)长成的球晶

用偏光显微镜观察球晶结构是根据聚合物晶体具有双折射性质。当一束光线