高分子材料性能实验指导书Word格式.docx

1、（5）温度计：温度计测温精确度可达0.5,使用范围为0360。（6）等速升温控制器：采用铂电阻作感温元件与可变电压器、恒速电动机构组成。作不定时等速运动来调整可变电位器的阻值，以达到自动平衡（可变电位器调整阻值的变化即为铂电阻受热后的阻值），电桥输出信号经晶体管放大输出脉冲，推动可控管工作，并控制了加热器工作时间，以（50.5）/6min的速度来提高浴槽温度。（7）加热器：一个1000W功率的电炉丝直接加热传热液体。四、试样与测试条件（1）试样：所用的每种材料的试样最少要有2个。一般试样的厚度必须大于3mm，面积必须大于10mm10mm 。（2）测试条件：保持连续升温速度为（50.5）/min

2、，并且穿透针必须垂直地压入试样，压入载荷为5kg。它是砝码和加力杆等的总和。即相应负荷分别为9.81N和49.05N。五、实验步骤（1）选试样：试样可注射成型。成型后使用选取厚度大于3mm，宽和长大于10mm10mm的试样，并要求试样表面平整，没有裂纹，没有气泡。（2）安放试样：在室温下将试样支架从浴槽内拉出固定在浴槽上面，把试样放在下近似中心的位置，使针近似地靠近试样表面（没有加载）并固定好，然后将温度计插入支架上两侧孔内，使其球部尽量地接近试样并固定好。（3）调整指示器：试样安装好后就将试样支架轻轻地放进浴槽，然后加载调整穿透指示器到零位。（4）加热液体：指示器调整零位后开始升温，调整自动

3、控温部分，升温速度为50/h（参看附录中仪器的操作规程），同时开启搅拌，保持槽内温度均匀。（5）记录：必须仔细地作穿透1mm深度时的温度记录。由于当穿透1mm后，从这点开始穿透深度会迅速地增加，因此要求每上升5读一次穿透深度，直到穿透0.4mm后在每间隔50记录一次。（6）试验结果所得两个试样间的差别高于2，则必须做重复试验。六、数据处理（1）将实验记录在下表中。 数据记录试样编号试样尺寸/mm标准升温速度5/min备注a b c123注：、分别表示试件的长、宽、高.（2）结果分析。七、思考题（1）影响维卡软化点温度测试结果的因素有哪些？（2）升温速度过快或过慢对试验结果有何影响，为什么？实验

4、二 高分子材料的氧指数测定大部分的塑料耐燃性非常不好，通火极易燃烧。评定塑料燃烧性可用燃烧速度和氧指数来表示。燃烧速度是用水平燃烧法或垂直燃烧法等测得的。本实验采用氧指数测定塑料燃烧性，此法可精确地用具体数字来评价塑料的点燃性。一.实验目的1.熟悉氧指数仪的组成、构造。2.掌握氧指数仪的工作原理及使用方法；3.测定塑料的燃烧性，并计算氧指数。二.实验原理氧指数测定塑料燃烧性是指在规定的试验条件下（232），在氧、氮混合气流中，测定刚好维持试样燃烧所需的最低氧浓度，并用混合气中氧含量的体积百分数表示。氧指数仪试验装置见图2-1。主要组成部分有燃烧筒、试验夹、流量测量和控制系统，其他辅助配有气源、

5、点火器、排烟系统、计时装置等。（1）燃烧筒：燃烧筒是内径为7080mm，高450mm的耐热玻璃管。筒的下部用直径3-5mm的玻璃珠填充，填充高度100mm。在玻璃珠上方有一金属网，以遮挡塑料燃烧时的滴落物。（2）试样夹：在燃烧筒轴心位置上垂直地夹住试样构件。（3）流量测量和控制系统：由压力表、稳压阀、调节阀、管路和转子流量计等组成。计算后的氧、氮气体经混合气室混合后由燃烧筒底部的进气口进入燃烧筒。（4）点火器：由装有丁烷的小容器瓶、气阀和内径为1mm的金属导管喷嘴组成。当喷嘴处气体点着时其火焰高度为6-25mm，金属导管能从燃烧筒上方伸入筒内，以点燃试样。点燃筒内的试样可采用顶端点燃法，也可采

6、用扩散点燃法。图2-1 氧指数实验装置图1燃烧筒；2试样夹；3点火器；4试样夹；5放玻璃球的燃烧筒；6底座；7三通；8气体混合器；9压力表；10稳压阀；11转子流量计；12调节阀；13燃烧着的试样。顶端点燃法。使火焰的最低可见部分接触试样顶端并覆盖整个顶表面，勿使火焰碰到试样的棱边和侧表面。在确认试样顶端全部着火后，立即，开始计时或观察试样烧掉的长度。点燃试样时，火焰作用时间最长为30s，若在30s内不能点燃，则应增大氧浓度，继续点燃，直至30s内点燃为止。 扩散点燃法。 充分降低和移动点火器，使火焰可见部分施加于试样顶表面，同时施加于垂直侧表面约6mm长。点燃试样时，火焰作用时间最长为30s

7、，每隔5s左右稍移开点火器观察试样，直至垂直侧表面稳定燃烧或可见燃烧部分的前锋到达上标线处，立即移动点火器，开始计时或观察试样。若30s内不能点燃试样，则增大氧浓度，再次点燃，直至30s内点燃为止。扩散点燃法也适用于I、II、III、IV型试样，标线应划在距点燃端10mm和60mm处。点燃试样是指引试样有焰燃烧，不同点燃方法的试验结果不可比。 燃烧部分包括任何沿试样表面淌下的燃烧滴落物。氧指数法测定塑料燃烧行为的评价准则见表3-1。表3-1 燃烧行为的评价准则试样型式点燃方式评价准则（两者取一）燃烧时间/s燃烧长度I、II、III、IV顶端点燃法180燃烧前超过上标线扩散点燃法燃烧前超过下标线

8、V三.实验仪器和试样实验仪器：HC-2型氧指数测定仪。试样：试样类型、尺寸见表3-2。表32 试样类型和尺寸类型型式长/mm宽/mm厚/mm用 途基本尺寸极限偏差I80150100.540.25用于模数材料II用于泡沫材料III10.5用于原厚的片材IV701506.5用于电器用模数材料和片材14055210.5用于软片和薄膜等1.不同型式不同厚度的试样，测试结果不可比。2.由于该项试验需反复预测气体的比例和流速，预测燃烧时间和燃烧长度，影响测试结果的因素比较多，因此每组试样必须准备多个（10个以上），并且尺寸规格要统一，内在质量密实度、均匀度特别要一致。3.试样表面清洁，无影响燃烧行为的缺陷

9、，如应平整光滑、无气泡、飞边、毛刺等。4.对I、II、III、IV型试样，标线划在距点燃端50mm处，对V型试样，标线划在框架上或划在距点燃端20mm和100mm处（图2-2）。图2-2.支撑非支撑试样的框架结构1-上参照标记；2-下参照标记 四.实验步骤（1）在试样的宽面上距点火端50mm处划一标线。（2）取下燃烧筒的玻璃管，将试样垂直地装在试样夹上，装上玻璃管，要求试样的上端至筒顶的距离不少于100mm。如果不符合这一尺寸，应调节试样的长度，玻璃管的高度是定值。（3）根据经验或试样在空气中点燃的情况，估计开始时的氧浓度值。对于在空气中迅速燃烧的试样，氧指数可估计为18%以上；对于在空气中不

10、着火的，估计氧指数在25%以上。（4）打开氧气瓶和氮气瓶，气体通过稳压阀减压到仪器的允许压力范围。（5）分别调节氧气和氮气的流量阀，使流入燃烧筒内的氧、氮混合气体达到预计的氧浓度，并保证燃烧筒中的气体的流速为（41）cm/s。（6）让调节的气体流动30s，以清洗燃烧筒。然后用点火器点燃试样的顶部，在确认试样顶部全部着火后，移去点火器，立即开始，并观察试样的燃烧情况。（7）若试样（50mm长）燃烧时间超过3min或火焰步伐超过标线时，就降低氧浓度。若不是则增加氧浓度，如此反复，直到所得的氧浓度之差小于0.5%，即可按该时的氧浓度计算材料的氧指数。六. 实验数据处理（1）按下式计算氧指数OI:式中

11、：O2为氧气的流量，L/min；N2为氮气流量，L/min。（2）以三次试验结果的算术平均值作为该材料的氧指数，有效数字保留到小数点一位。七.实验注意事项1.试样制作要精细、准确，表面平整、光滑。2.氧、氮气流量调节要得当，压力表指示处于正常位置，禁止使用过高气压，以防损坏设备。3.流量计、玻璃筒为易碎品，实验中谨防打碎。八、思考题（1）叙述氧指数测定原理。（2） 定性说明影响氧指数的因素。（3）什么叫氧指数值？如何用氧指数值评价材料的燃烧性能？（4）HC-2型氧指数测定仪适用于哪些材料性能的测定？如何提高实验数据的测试精度？实验三 不同各类高分子材料硬度的测定1. 了解塑料硬度与材料力学性质

12、的关系；2. 了解利用压入法测定硬度的基本原理及应用；3 掌握塑料洛氏硬度的测定。二、基本原理硬度是指衡量材料表面抵抗压力的一种指标，硬度值的大小与材料的抗张强度和弹性模量有关。硬度试验的方法很多，加荷方式有动载法和静载法两类，前者用弹性回跳法和冲击力把钢球压入试样，后者则以一定形状的硬材料为压头，平稳地逐渐加荷将压荷压入试样。不同和计算方法差异又有布氏、洛氏和肖氏等名称。塑料洛氏硬度试验法是用一定的直径的球压头，在初试验力P0和主试验力P1先后作用下压入试件，在总试验力P作用下，保持一定的时间，卸除主试验力，保留初试验力的压入深度h1与在初试验力作用下的压入深度h0之差e来表示压痕深度的永久

13、增量，每压入0.002mm为一塑料洛氏硬度单位。塑料洛氏硬度试验公式：HRE（L、M、R） 130e/0.002二、实验仪器本实验采用XHR-150型塑料洛氏硬度计，装有自动加卸试验力机构，可调节总试验力保持时间的电位器，试验力变换由荷手轮的旋转而获得。仪器主要结构图见图31。塑料洛氏硬度试验标尺、压头、试验力及应用范围见表31。图 31 XHR-150型塑料洛氏硬度计结构图1.照明灯 2.上盖 3. 后盖 4. 表盘 5. 压头止紧螺钉 6. 球压头7. 试台 8. 螺杆保护罩 9. 旋轮 10. 启动按钮 11. 电源插座12. 电位器 13. 保险丝座 14. 船形开关 15. 变荷手轮