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一、实验目的1、了解高分子材料的冲击性能。
2、掌握冲击强度的测试方法和摆锤式冲击试验机的使用。
二、实验原理冲击强度是衡量材料韧性的一种强度指标，表征材料抵抗冲击载荷破坏的能力。
通常定义为试样受冲击载荷而折断时单位面积所吸收的能量。
α＝[A／(bd)]×103式中，α为冲击强度,J/cm2; A为冲断试样所消耗的功,J；b为试样宽度，mm；d试样厚度，mm。
冲击强度的测试方法很多，应用较广的有以下3种测试方法：①摆锤式冲击试验；②落球法冲击试验；③高速拉伸试验。
本实验采用摆锤式冲击试验法。
摆锤冲击试验，是将标准试样放在冲击机规定的位置上，然后让重锤自由落下冲击试样，测量摆锤冲断试样所消耗的功，根据上述公式计算试样的冲击强度。
摆锤冲击试验机的基本构造有3部分：机架部分、摆锤冲击部分和指示系统部分。
根据试样的按放方式，摆锤式冲击试验又分为简支梁型(Charpy法)和悬臂梁型。
前者试样两端固定，摆锤冲击试样的中部；后者试样一端固定，摆锤冲击自由端。
如图5—1所示。
图5—1 摆锤冲击试验中试样的安放方式试样可采用带缺口和无缺口两种。
采用带缺口试样的目的是使缺口处试样的截面积大为减小，受冲击时，试样断裂一定发生在这一薄弱处，所有的冲击能量都能在这局部的地方被吸收，从而提高试验的准确性。
测定时的温度对冲击强度有很大影响。
温度越高，分子链运动的松弛过程进行越快，冲击强度越高。
相反，当温度低于脆化温度时，几乎所有的塑料都会失去抗冲击的能力。
当然，结构不同的各种聚合物，其冲击强度对温度的依赖性也各不相同。
湿度对有些塑料的冲击强度也有很大影响。
如尼龙类塑料，特别是尼龙6、尼龙66等在湿度较大时，其冲击强度更主要表现为韧性的大大增加，在绝干状态下几乎完全丧失冲击韧性。
这是因为水分在尼龙中起着增塑剂和润滑剂的作用。
试样尺寸和缺口的大小和形状对测试结果也有影响。
用同—种配方，同一种成型条件而厚度不同的塑料作冲击试验时，会发现不同厚度的试样在同一跨度上作冲击试验，以及相同厚度在不同跨度上试验，其所得的冲击强度均不相同，且都不能进行比较和换算。
实验9 聚合物材料的维卡软化点的测定1. 实验目的了解热塑性塑料的维卡软化点的测试方法。
测定PP、PS等试样的维卡软化点。
2. 实验原理聚合物的耐热性能，通常是指它在温度升高时保持其物理机械性质的能力。
聚合物材料的耐热温度是指在一定负荷下，其到达某一规定形变值时的温度。
发生形变时的温度通常称为塑料的软化点T S。
因为使用不同测试方法各有其规定选择的参数，所以软化点的物理意义不像玻璃化转变温度那样明确。
常用维卡(Vicat)耐热和马丁(Martens)耐热以及热变形温度测试方法测试塑料耐热性能。
不同方法的测试结果相互之间无定量关系，它们可用来对不同塑料作相对比较。
维卡软化点是测定热塑性塑料于特定液体传热介质中，在一定的负荷、一定的等速升温条件下，试样被1mm2针头压入1mm时的温度。
本方法仅适用于大多数热塑性塑料。
实验测得的维卡软化点适用于控制质量和作为鉴定新品种热性能的一个指标，但不代表材料的使用温度。
现行维卡软化点的国家标准为GB 1633—1979。
3. 实验设备和材料（1）仪器ZWK－6微机控制热变形维卡软化点温度试验机。
维卡软化点温度测试装置原理如图2－43所示。
负载杆压针头长3～5mm，横截面积为(1.000+0.015) mm2，压针头平端与负载杆成直角，不允许带毛刺等缺陷。
加热浴槽选择对试样无影响的传热介质，如硅油、变压器油、液体石蜡、乙二醇等，室温时黏度较低。
本实验选用甲基硅油为传热介质。
可调等速升温速度为(5±0.5)℃/6min或(12±1.0)℃/6min。
试样承受的静负载G=W+R+T [W为砝码质量；R 为压针及负载杆的质量(本实验装置负载杆和压头为95g，位移传感器测量杆质量10g)；T 为变形测量装置附加力]，负载有两种选择：G A=1kg；G B=5kg。
装置测量形变的精度为0.01mm。
图2－43维卡软化点温度测试装置原理（2）试样维卡实验中，试样厚度应为3～6.5mm，宽和长至少为10mm×10 mm，或直径大于10mm。
实验三邵氏硬度测定硬度反映了材料弹塑性变形特性，是一项重要的力学性能指标。
硬度测定是指用一定形状和尺寸的较硬物体(压头)以一定压力接触材料表面，测定材料在变形过程中所表现出来的抗力。
材料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就越高。
邵氏硬度计是将规定形状的压针在标准的弹簧力下压入试样，把压针压入试样的深度转换为硬度值。
邵氏硬度分为邵氏A和邵氏D两种，邵氏A硬度适用于橡胶及软质塑料，用H A表示；邵氏D硬度适用于较硬的塑料，用H D表示。
一、实验目的：1．用邵氏硬度计测定橡胶的邵氏A硬度。
2．掌握邵氏硬度测量的基本原理及测量方法。
二、实验原理：本实验采用邵氏压痕硬度计，将规定形状的压针，在标准的弹簧压力下和规定的时间内，把压针压入试样的深度转换为硬度值，表示该试样材料的邵氏硬度值。
邵氏压痕硬度计不适应于泡沫塑料。
三、实验试样和仪器设备(1) 试样聚丙烯(PP)，天然橡胶(NR)。
试样应厚度均匀，用A型硬度计测定硬度，试样厚度应不小于5mm。
用D型硬度计测定硬度，试样厚度应不小于3mm。
除非产品标准另有规定。
当试样厚度太薄时，可以采用两层、最多不超过三层试样叠合成所需的厚度，并保证各层之间接触良好。
试样表面应光滑、平整、无气泡、无机械损伤及杂质等。
试样大小应保证每个测量点与试样边缘距离不小于12mm，各测量点之间的距离不小于6mm。
可以加工成50mm×50mm的正方形或其他形状的试样。
每组试样的测量点不少于5个，可在一个或几个试样上进行。
(2)仪器设备TH200型邵氏A硬度计。
硬度计主要由读数度盘、压针、下压板及对压针施加压力的弹簧组成。
①读数度盘：度盘为100分度，每一分度相当于一个邵氏硬度值。
当压针端部与下压板处于同一平面时，即压针无伸出，硬度计度盘指示为100，当压针端部距离下压板(2.50±0.04)mm时，即压针完全伸出，硬度计度盘应指示为0。
②压力弹簧：压力弹簧对压针所施加的力应与压针伸出压板位移量有恒定的线性关系。
