1、塑料拉伸強度性能實驗一、實驗目的1、了解熱塑性塑料注射成型工藝性能，了解注射成型工藝對塑料制品性能的影響。2、測定兩種塑料的屈服應力。、拉伸強度0E、斷裂延伸率8斷，并繪制拉伸過程應力-應變曲線；比較不同材料f的性能。E斷3、觀察結晶性聚合物的拉伸特征。4、掌握聚合物的靜載拉伸實驗方法。二、實驗內容和要求（一）實驗原理1、應力-應變曲線本實驗是在規(guī)定的實驗溫度、濕度及不同的拉伸速度下，于式樣上沿縱軸方向 施加靜態(tài)拉伸載荷，以測定塑料的力學性能。拉伸樣條的形狀如下圖。拉伸試祥形狀P拉力;命一拉伸長度拉伸實驗是最常見的一種力學實驗，由實驗測定的應力-應變曲線，可以得出 評價材料性能的屈服強度（。屈

2、），斷裂強度（。斷），斷裂延伸率（8斷）等表征參 數(shù)，不同聚合物、不同測定條件，測得的應力應變曲線是不同的。斷結晶性聚合物的應力-應變曲線分為三個區(qū)域，如下圖所示：高聚物的應力-應變曲線（1）OA段：曲線的起始部分，近乎是條曲線，試樣被均勻拉長，應變很小，而應 力增加很快，呈普彈形變，是由于分子的鍵長、鍵角以及原子間距離的改變所引起的，其變形是可逆的，應力和應變之間服從虎克定律，即：o=Ee式中：。應力，MPa；e應變，%； E彈性模量，MPa。A為屈服點，A點對應的應力叫屈服應力(。屈)或屈服強度BC段：到達屈服點A后，試樣突然在某處出現(xiàn)一個或幾個“細頸”現(xiàn)象，出現(xiàn) 細頸部分的本質是分子在該

3、處發(fā)生了取向的結晶，該處強度增大，故拉伸時細頸不會 變細拉斷，而是向兩端擴展，直至整個試樣完全變細為止，此階段應力幾乎不變，而 變形卻增加很多。CD段：被均勻拉細后的試樣，再度變細即分子進一步取向，應力隨應變的增 加而增大，直至斷裂點D，試樣被拉斷，對應于D點的應力稱為強度極限，是工程上最 重要指標，即抗拉伸強度或斷裂強度。e，其計算公式如下：。斷二P/(bXd) (PMa)式中：P最大破壞載荷，N； b試樣寬度，mm； d試樣厚度，mm。斷裂點D可能高于或低于屈服點A斷裂延伸率e斷是材料在斷裂時相對伸長，e斷按下式計算：e = (L-Lo) /LoX100% 斷式中：Lo試樣標線間距離，mm

4、； L試樣斷裂時標線間距離，mm。1、玻璃態(tài)高聚物拉伸時曲線發(fā)展的幾個階段屈服前區(qū)曲線的起始部分近乎是條直線，試樣被均勻拉長，應變很小，應力增加很快，呈 普彈形態(tài)，服從虎克定律。二Ee，應力隨應變增加而上升，這是因為外力使鍵長、鍵 角以及原子間距離改變而使大分子間存在的大量物理交聯(lián)發(fā)生形變所致，當外力解除 后，這個形變可以立即回復。屈服區(qū)繼續(xù)拉伸，曲線開始變彎，出現(xiàn)轉折點為屈服點，這時材料進入了強迫高彈態(tài)形 變階段，外力使大分子鏈間原有交聯(lián)點遭到破壞。延伸區(qū)材料屈服后，再被拉伸，從曲線上可以看出應力基本不變，而形變很大，這是由 于在外力作用下，強迫大分子鏈運動，分子重新構象，而且運動的范圍可以

5、很大，大 分子鏈沿外力作用方向可能被拉直。增強區(qū)隨著拉伸過程的進行，取向拉直的大分子鏈之間斷裂的物理交聯(lián)點逐步增加， 若使材料再伸長，只有更大的力才能使分子之間產(chǎn)生滑移，致使形變應力重新增加， 曲線急轉而上，直至材料斷裂。2、影響高聚物機械強度的因素（1）大分子鏈的主價鏈，分子間力以及高分子鏈的柔性等，是決定高聚物機械強度 的主要內在因素。（2）在加工過程中所留下來的各種痕跡如成型制品表層及內部冷卻速度不一致，表 面先凝固，內部仍處于高熱狀態(tài)，產(chǎn)生一種阻止表面形成完表皮結構的內應力，使得 外表皮上出現(xiàn)許多龜裂，整個物體冷卻后，這些龜裂以裂縫、結構不均勻的細致、凹 陷、真空泡等形式留在制品表面或

6、內層。此外，由于混料及塑化不均，以及引進微小 氣泡或各種雜質，這些隱患均成為制品強度的薄弱環(huán)節(jié)。（3）環(huán)境溫度、濕度及拉伸速度等對機械強度有著非常重要的影響，塑料是屬于高 彈態(tài)材料，它的力學松弛過程對拉伸速度和環(huán)境溫度非常敏感。升高溫度使分子鏈段 的熱運動加劇，松弛過程進行得較快，拉伸時表現(xiàn)較大的形變和較低的強度；拉伸速 度低時，由于速度慢，外力作用持續(xù)時間長，分子鏈來得及取向位移，進行重排，所 以，試樣表現(xiàn)出較大的形變和較低的強度，因此，降低拉伸速度和增加實驗溫度的結 果是等效的。（二）實驗內容（1）用標準試樣注射成型模具在注射機上分別加HPP、ABS兩種材料各三至五組試 樣。（2）用20m

7、m/min,50mm/min兩種拉伸速度分別拉伸測試上述兩種材料試樣的拉伸曲 線。（3）分別計算上述兩種材料的屈服強度、拉伸強度、延伸率。三、實驗主要儀器設備和材料（1）EJ1000拉力試驗機；（2）XS-Z-30型塑料注射成型機；（3）標準試樣注射成型模具；（4）游標尺等其他輔助工具。四、實驗方法、步驟及結果測試1、加工試樣（注射成型工藝實驗）注S&成型機1合模粗構2頂出胃;3一操段按鈕;4一墨化機構+ 5料耳* W-M計量裝南 了一控制面板# 8 油馬達;9冷卻術接頭把標準試樣注射成型模具安裝到注射機上，在老師指導下調整好鎖模力；調整注射機料筒前段加熱溫度為230C，后段溫度為180C；打

8、開料筒加熱開關加熱料筒；啟動注射機油泵開關，打開壓力表，按住注射模擬開關，調整注射壓力為3.0MPa；同理按相同程序調整保壓壓力2.8MPa；調整注射時間3S、保壓時間5S、冷卻時間20S；料筒加熱顯示達到加熱溫度后15分鐘，可啟動注射機加工試樣；試樣加工后切除水口料，待其冷卻至室溫后可進行拉伸實驗。2、拉伸實驗調整拉伸機的拉伸速度為20m/min (50mm/min);把重錘B安裝到杠桿上；把試樣安裝到拉伸試驗機的夾具上，調整試樣的長度讀數(shù)，并把拉力讀數(shù)盤的讀 數(shù)調整為零，把繪圖儀的紙筆安裝好；開啟試驗機測定拉伸應力-應變曲線；記錄實驗過程的屈服拉力、斷裂拉力及拉伸增長量；重復上述步驟，把兩

9、種材料三組(或五組)試樣全部作完。萬能材料試驗機】一蝶砰；？一設涕三玲-尸大；4下夾持器心夾持器”-測力盤7記錄儀五、實驗報告要求（一）數(shù)據(jù)處理（1）根據(jù)實驗所得的數(shù)據(jù)計算各個試樣 的應力、屈服強度、拉伸強度，按PP、ABS兩種 材料的試樣在20mm/min、50mm/min拉伸速度下， 分別計算各自屈服強度、拉伸強度的平均值，并 繪制各自的應力-應變曲線；（2）按PP、ABS兩種材料的試樣在 20mm/min、50mm/min拉伸速度下，分別計算各 自延伸率的平均值。（二）實驗報告要求記錄實驗材料的名稱，試樣注射加工的工藝 條件（即注射壓力、保壓壓力、注射時間、 保壓時間、冷卻時間、料筒溫度）；記錄拉伸速度及拉伸原始數(shù)據(jù)，即各試樣的截面尺寸、屈服力、拉斷力、試樣伸長絕對值；按下式計算各試樣的屈服強度、拉伸強度、延伸率;伸長率 8=上 =冬100%l l拉伸應力b = F (N/mm2)Aolo、Ao起始長度(mm)、起始截面積(mm2 ),為絕對伸長;F計算屈服強度。,時，F(xiàn)是屈服時的載荷Fy(N)；計算拉伸強度氣時， F時試樣被拉斷前的最大載荷(N)。六、思考題1、繪制兩種材料在不同拉伸速度下的拉伸曲線，比較PP、ABS兩種材料的屈服 強度、拉伸強度、延伸率有何不同，為什么？2、分析拉伸應力-應變曲線出現(xiàn)兩個拐點的原因。3、分析拉伸速度對材料延