高分子材料性能实验指导书Word下载.docx

1、（4）砝码和指示器：常用的砝码有两种，1kg和 5kg；指示器为一百分表，精确度可达 0.02mm。（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（5 0.5）/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。

2、一般试样的厚度必须大于3mm，面积必须大于 10mm 10mm。（2）测试条件：保持连续升温速度为（5 0.5）/min，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10mm 10mm 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

3、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 c 1

4、 2 3 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？实验二实验二 高分子材料的氧指数测定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

5、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、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

6、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

7、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，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、III、型试样，标线应划在距点燃端 10mm 和 60mm处。注：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

8、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 I、II、III、IV 扩散点燃法 180 燃烧前超过下标线 V 扩散点燃法 180 燃烧前超过下标线 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 基本尺寸 极限偏差 基本尺寸 极限偏差 I 80150 10 0

9、.5 4 0.25 用于模数材料 II 10 0.5 用于泡沫材料 III 10.5 用于原厚的片材 IV 70150 6.5 3 0.25 用于电器用模数材料和片材 V 140 5 52 10.5 用于软片和薄膜等 注：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，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

10、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

11、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（4 1）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：O2为氧气的流量，L/min；N2为氮气流量，L/min。（

12、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？实验三实验三 不同各类高分子材料硬度的测定不同各类高分子材料硬度的测定 一、实验目的 1.了解塑料硬度与材料力学性质的关系；2.了

13、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

14、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 表

15、31.塑料洛氏硬度试验标尺 标尺 球压头 初试验力（N）总试验力（N）应用范围 HRE 3.175mm（1/8 英寸）98.07 980.7 硬塑料、硬橡胶、铝、锡、铜、软钢、合成树脂及摩擦材料等。HRL 6.35mm（1/4 英寸）588.4 HRM 6.35mm（1/4 英寸）980.7 HRR 12.7mm 588.4 （1/2 英寸）四、试验方法 1.试件要求（1）试件表面应平整光洁不得有污物、氧化皮、凹陷及显著加工痕迹。（2）试件的厚度应不小于 6mm，试件应大小应保证在同一表面进行 5 个点的测试，每个测试点中心距离及边缘距离不小于 10mm。2.实验步骤（1）接通电流，打开船形开关，指示照明灯亮。（2）根据被测试件的材料的