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**部分:塑料性能與解析
一、機械(xiè)力學(xué)性能
1.密(mì)度(dù)與比(bǐ)重
塑料的比重是在一(yī)定的溫度下,秤量試樣(yàng)的重(chóng)量與同體積水的重量之比值(zhí),單位為g/cm3,常用液體浮力法(fǎ)作測定方法.
在質(zhì)量相(xiàng)同的條件下,密度越輕,根據ρ=m/V,比重越小,在等(děng)體積,價格相(xiàng)同的情況下,比重(chóng)越小的材(cái)料可以製造的產品越多,單個產品的材料成本也就越低,而且可以減少產品的重量,節省運輸(shū)等費用。所以,比(bǐ)重是非常重要的屬性。特別是在塑料代替金屬等材料的時候,是特別(bié)大的(de)一個優勢(shì)。
2. 拉伸/彎(wān)曲
在拉伸性能的測試中,通(tōng)常的測試項目為拉伸應力、拉伸強(qiáng)度、拉伸屈服強度、斷裂伸長(zhǎng)率(lǜ)、拉伸彈性模量,彎曲(qǔ)模量/彎曲強度等。
拉伸測試(shì):測定高聚物材料的基本物性,對材(cái)料施加應(yīng)力(lì)後,測出變形量,求出應力(lì),應力應變曲線是*普通的方(fāng)法。將樣條的兩端用器具固定好,施加(jiā)軸方(fāng)向的拉伸荷重,直到遭破壞時的應力與扭曲。
彈(dàn)性(xìng)模量:E=( F/S)/(dL/L)(材料在彈性變形階段,其應力和應(yīng)變成正比例(lì)關係)彈性模量(liàng)”是描述(shù)物(wù)質彈性的一個(gè)物理量,是一個總稱,包括(kuò)“楊(yáng)氏模量”、“剪切模量”、“體積模量”等。
彈(dàn)性模量的意義:彈性模量是工程材料重要的性能參數,從宏觀角度來說,彈性模量是衡量物體抵抗彈(dàn)性變形能(néng)力大小的尺(chǐ)度,從微觀角度來說,則是原子、離子或分子之(zhī)間鍵合強度的反應。
強度:材料在(zài)載荷作用(yòng)下抵抗塑性變形或(huò)被破壞的*大能力。
屈服強度:材料發生(shēng)明(míng)顯塑性變形的抗力
拉伸(shēn)強度:在拉伸試驗中,試樣直至斷裂為止所承受的*大拉伸應力(lì)。
拉伸應力:試樣在計(jì)量(liàng)標距範圍(wéi)內,單位初始橫截麵上承受的拉伸負荷。
拉伸斷裂(liè)應力:σt-εt曲線上斷裂時的應力。
拉伸屈服應力:σt-εt曲線上屈服點(diǎn)處的應力。
斷裂伸長(zhǎng)率:試樣斷裂時,標線間距離的(de)增加量與初始標距之比。
屈服點:σt-εt曲線上σt不隨εt增加的初始點。
注:
E越大,說明材料越硬,相反則越軟;
σb或σy越大(dà),說材料越(yuè)強,相反則越弱;
εb或S越大,說明材料越韌,相反則越脆
3.衝擊
定義:擺錘打擊簡(jiǎn)支梁(liáng)試(shì)樣的中部,使試樣受到(dào)衝擊而斷裂,試樣斷裂時單位麵積(jī)或單位寬度所消耗的衝擊功即為衝擊強度。
意義:衝擊韌性是描述高(gāo)分子(zǐ)材料在高速碰擊下所呈現的堅(jiān)韌程度(dù),或(huò)抗斷裂能力。一般來說,衝擊韌性包括兩個方麵:受衝(chōng)擊後的變形能力以及扛(káng)斷裂能力(lì),前(qián)者一(yī)般用斷裂(liè)伸長率表(biǎo)示,而後者一般用衝擊強(qiáng)度來表示。
衝擊(jī)強度計算公(gōng)式: E=A/bd
A:表示衝動時所消耗(hào)的功 ;b/d分別表示受衝擊部位的寬(kuān)和厚;E即為衝擊(jī)強度
衝斷試樣所消耗的功一般分為以下幾個方麵:
· 使試樣產(chǎn)生破裂的裂紋(wén)
· 使(shǐ)其中某些裂紋發展貫穿整個試樣而斷開
· 使裂紋附近的聚合物發生形變(biàn)
· 使(shǐ)斷開(kāi)的試樣片段飛出去
· 少量的克服空氣阻(zǔ)力以及機械零件之間的摩擦力
注:一般來說,在被破壞前所吸(xī)收的衝擊能越(yuè)大,斷(duàn)裂伸(shēn)長也(yě)越大,材料的衝擊韌性越好。
4. 洛氏/邵氏硬(yìng)度
定義:材料抵(dǐ)抗(kàng)其他較硬物體壓入(rù)其(qí)表麵的能力。
目的:測量材料的適用性,間接了解材料的磨擦性能、拉伸性能、固化程度等力學性(xìng)能(néng)
常用的硬度測試方法:邵氏(shì)硬度(dù)、洛氏硬度(dù),硬度體現的是(shì)產品的堅(jiān)硬程(chéng)度。在施加荷重的狀態下,測定堅硬的圓珠凹陷時的抗衡性的實驗(yàn)。如果塑料中(zhōng)膠含量較多的話(huà),衝擊強度將會增加,但硬度會下降。
5.撕裂強度
撕裂力Ft:撕裂試樣所需(xū)的平均力或**力。
撕裂(liè)強度:若已知試樣的(de)厚(hòu)度為d mm,則撕裂強(qiáng)度為撕(sī)裂力和厚度的比值Ft /d。GB和ISO多用F/d作撕裂(liè)強度,但ASTMD1004(塑料片材)以F作撕裂強度,ASTM D624(橡膠)則以F/d作撕裂強度。
6.塑料粘(zhān)度
是指(zhǐ)塑料熔(róng)融流動(dòng)時大分子之間相互摩擦係數的大小。它是塑料熔融流動性高(gāo)低(dī)的反映,即粘(zhān)度越大,熔(róng)體粘性越強,流動性越差(chà),加工越困難,同時(shí)也是聚合物分子量大小(xiǎo)的一個測評方法。塑料粘度的大小與塑料熔融指數大小成反比。塑料粘度隨塑料(liào)本身特性,外界溫度,壓力等(děng)條件變化而(ér)變(biàn)化。
