高分子材料冲击性能测试

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。

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。

期末复习作业一、名词解释1.透湿量透湿量即指水蒸气透过量。

薄膜两侧的水蒸气压差和薄膜厚度一定，温度一定的条件下1㎡聚合物材料在24小时所透过的蒸汽量（用θ表示）v2.吸水性吸水性是指材料吸收水分的能力。

通常以试样原质量与试样失水后的质量之差和原质量之比的百分比表示；也可以用单位面积的试样吸收水分的量表示；还可以用吸收的水分量来表示。

3.表观密度对于粉状、片状颗粒状、纤维状等模塑料的表观密度是指单位体积中的质量（用η表示）a对于泡沫塑料的表观密度是指单位体积的泡沫塑料在规定温度和相对湿度时的重量，故又称体积密度或视密度（用ρ表示）a4、拉伸强度在拉伸试验中，保持这种受力状态至最终，就是测量拉伸力直至材料断裂为止，所承受的最大拉伸应力称为拉伸强度（极限拉伸应力，用σ表示）t5、弯曲强度试样在弯曲过程中在达到规定挠度值时或之前承受的最大弯曲应力（用σ表示）f6、压缩强度指在压缩试验中试样所承受的最大压缩应力。

它可能是也可能不是试样破裂的瞬间所承受的压缩应力（用σ表示）e7、屈服点应力—应变曲线上应力不随应变增加的初始点。

8、细长比指试样的高度与试样横截面积的最小回转半径之比（用λ表示）9、断裂伸长率断裂时伸长的长度与原始长度之比的百分数（用ε表示）t10、弯曲弹性模量表示）比例极限应力与应变比值（用Ef11、压缩模量指在应力—应变曲线的线性围压缩应力与压缩应变的比值。

由于直线与横坐标的交点一般不通过原点，因此可用直线上两点的应力差与对应的应变差之比表示（用E表示）e12、弹性模量在负荷—伸长曲线的初始直线部分，材料所承受的应力与产生相应的应变之比（用E表示）13、压缩变形指试样在压缩负荷左右下高度的改变量（用∆h表示）14、压缩应变指试样的压缩变形除以试样的原始高度（用ε表示）15、断纹剪切强度指沿垂直于板面的方向剪断的剪切强度。

16、剪切应力试验过程中任一时刻试样在单位面积上所承受的剪切负荷。

17、压缩应力指在压缩试验过程中的任何时刻，单位试样的原始横截面积上所承受的压缩负荷（用σ表示）18、拉伸应力为试样在外作用力下在计量标距围，单位初始横截面上所承受的拉伸力（用σ表示）19、热性能高聚物的热性能是其与热或温度有关的性能的总称。

实验名称：高分子材料的性能测试一、实验目的1. 了解高分子材料的基本性质和测试方法。

2. 掌握高分子材料的拉伸、冲击、硬度等性能的测试方法。

3. 分析高分子材料的性能与结构之间的关系。

二、实验原理高分子材料是由大量重复单元组成的大分子化合物，具有独特的物理和化学性质。

本实验通过测试高分子材料的拉伸、冲击、硬度等性能，了解其力学性能和结构特点。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）等高分子材料。

2. 实验仪器：万能材料试验机、冲击试验机、硬度计、游标卡尺等。

四、实验步骤1. 拉伸性能测试（1）将高分子材料样品裁剪成规定尺寸，保证样品的厚度一致。

（2）将样品放置在万能材料试验机的夹具中，设置拉伸速度。

（3）启动试验机，记录样品的断裂伸长率、断裂强度等数据。

2. 冲击性能测试（1）将高分子材料样品裁剪成规定尺寸，保证样品的厚度一致。

（2）将样品放置在冲击试验机的夹具中，调整冲击速度。

（3）启动试验机，记录样品的冲击强度等数据。

3. 硬度测试（1）将高分子材料样品裁剪成规定尺寸，保证样品的厚度一致。

（2）将样品放置在硬度计的测试台上，选择合适的测试方法。

（3）启动硬度计，记录样品的硬度值。

五、实验结果与分析1. 拉伸性能测试结果（1）聚乙烯（PE）：断裂伸长率为300%，断裂强度为30MPa。

（2）聚丙烯（PP）：断裂伸长率为500%，断裂强度为40MPa。

（3）聚氯乙烯（PVC）：断裂伸长率为200%，断裂强度为20MPa。

2. 冲击性能测试结果（1）聚乙烯（PE）：冲击强度为10kJ/m²。

（2）聚丙烯（PP）：冲击强度为15kJ/m²。

（3）聚氯乙烯（PVC）：冲击强度为8kJ/m²。

3. 硬度测试结果（1）聚乙烯（PE）：硬度为60HB。

（2）聚丙烯（PP）：硬度为80HB。

（3）聚氯乙烯（PVC）：硬度为70HB。

通过实验结果分析，可以得出以下结论：1. 聚丙烯（PP）的断裂伸长率和断裂强度均高于聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC），说明聚丙烯的力学性能较好。