二、高分子复合材料的标样制备

1、二、高分子材料标准注射试样制备2.1 实验目的（ 1）熟悉注射成型标准测试试样的模具结构、成型条件和对标样的外观要求；（ 2）掌握注塑原理、注塑条件对标准试样的收缩、气泡等缺陷的影响。2.2 实验原理采用注塑成型的方法制备热塑性塑料的标准样条操作简便， 系统误差小。 首先是根据材料性能测试的相关标准或材料提供者的要求， 选定模具结构和注塑条件， 然后进行注射成型。 注射成型标准测试试样是将原材料在注塑机加热料筒中均匀塑化， 然后由螺杆推挤到闭合的模具型腔中冷却定型成试样的过程。 注射成型是间隙式的操作，每个周期由以下操作步骤组成：闭模-注射装置前移和注射-保压-冷却定型和预塑f开模顶出制品。2.3 实验步骤（ 1） 阅读使用注塑机的资料， 了解机器的工作原理、 安全要求及使用程序。了解原料的规格、 成型工艺特点及试样的质量要求， 参考有关的试样成型工艺条件介绍、 初步拟出实验条件： 原料的干燥条件； 料筒温度、 喷嘴温度； 螺杆转速、背压及加料量；注射速度、注射压力；保压压力、保压时间；模具温度、冷却时间；制品的后处理条件。（ 2）依次接通注塑机电源、注塑机和模具加热开关，接通冷却水管

2、，调节注塑机加热各段温度控制仪表的设定温度直至操作温度。 当预热温度升至设定温度之后，恒温2030min。（ 3）接通控制板开关，设置注射压力、预塑量、注射速度、注射时间、冷却时间等工艺参数。（ 4）启动主机，用手动进行合模操作，安装好多功能试样标准模具。（ 5）加入物料，用手动操作方式，依次施行闭模，注射装置前移，预塑程序，注射装置后移，用慢速度进行对空注射，同时清理料筒。观察从喷嘴射出的料条有无离模膨胀和不均匀收缩现象。如料条光滑明亮，无变色、 银丝和气泡， 说明原料质量及预塑程序的条件基本适用， 可以制备试样。（ 6）用手动操作方式，依次进行闭模-注射装置前移-注射（充模）-保 压-预塑/冷却-注射装置后退-开模-顶出制品等操作。动作中读出注射压力（表值） 、螺杆前进的距离和时间、保压压力（表值） 、缓冲垫厚度、背压（表值）及螺杆转速等数值。记录料筒温度、喷嘴加热值、注射 - 保压时间、冷却时间和成型周期。记录最大压力、最大速度、最大注塑量等设备参数。从取得的缺料制品观察熔体某一瞬间在流道内的流速分布， 由制得试样的外观质量判别实验条件是否恰当，调整不当的实验条件。（ 7） 用半

3、自动操作方式， 在确定的实验条件下， 连续稳定制取10 模作为第一组试样。然后依次改变注射速度、注射压力、保压时间、冷却时间、料筒温度工艺条件，相应制取第二、三、四、五、六组试样。值得注意的是， 实验时， 每次调节料筒温度后应有适当的恒温时间。 制备各组试样时， 用测温计分别测量熔体温度， 动模、 定模的型腔面上3 个不同位置的温度。记录每组试样成型时的工艺条件。（8）按GB1039-79或本实验标准观察每组试样的外观质量，记录实验条件不同导致试样外观质量变化的情况。（9）用100/50形试样的模芯更换多功能试样模芯，重复进行实验步骤（6）至（8） 。（ 10） 将各组试样放置于应力仪双折射场内， 观察材料的分子取向程序， 分 析内应力与实验条件、试样结构的关系。（11）实验结束，停机前，先关料斗闸门，将余料注射完。停机后，清洁机台，断电、断水（油冷却器、料斗座） 。三、高分子材料拉伸实验10.1 实验目的（ 1）熟悉高分子材料拉伸性能测试标准条件、测试原理及其操作。（ 2）了解测试条件对测定结果的影响。10.2 实验原理将试样夹持在专用夹具上，对试样施加静态拉伸负荷，通过压力传感器、

4、形变测量装置以及计算机处理，测绘出试样 在拉伸变形过程中的拉伸应力应 变曲线，计算出曲线上的特征点如试样直至断裂为止所承受的最大拉伸应力（拉伸强度）、试样断裂时的拉伸应力（拉伸断裂应力）、在拉伸应力一应变曲线上屈 服点处的应力（拉伸屈服应力）、应力-应变曲线偏离直线性达规定应变百分数（偏置）时的应力（偏置屈服应力）和试样断裂时标线间距离与初始标距之比（断 裂伸长率，以百分数表示）。10.3 实验试样（1）试样的类型和尺寸I型试样 I型试样形状及尺寸图3-1 I型试样表3-1 I型试样（mm）符号名称尺寸公差符号名称尺寸公差L总长（最小）150一W端部宽度200.2H夹具问跑离1155.0d厚度注一C中间平行部 分长度600.5b中间平行 部分宽度100.2Go标距（或有效 部分）500.5R半径（最 小）60注：d00.25mm的试样不少于4h;0.252mm 的试样不少于16h。n型试样n型试样形状及尺寸分别图3-2 n型试样表3-2 II型试样（mm）符号名称尺寸公差符号名称尺寸公差L总长（最小）115一d厚度注一H夹具问跑离805.0b中间平行部分宽度60.4C中间平行部分长度3

5、32.0R0小半径141.0Go标距（或启效部分）251.0R1大半径252.0W端部宽度251.0注：d00.25mm的试样不少于4h;0.252mm的试样不少于16h。ID型试样m型试样形状及尺寸分别见图3-3和表3-3图3-3 m型试样表3-3in型试样尺寸（mm）符号名称尺寸公差符号名称尺寸公差L总长1105%b中间平行部分宽度255%C中间平行部分长度9.5Ro端部半径6.5W端部宽度45Ri表面半径75do中间平行部分厚度3.2R2侧面半径75di端部厚度6.5IV试样IV试样形状及尺寸分别见图3-4和表3-4图3-4 IV型试样表3-4IV型试样尺寸（mm）符号名称尺寸公差符号名称尺寸公差L总长（最小250一L加强片问长度1505.0H夹具间距离1705.0do厚度210一W宽度25 或 500.5di加强片厚度310一Go标距(或启1000.59加强片角5 10一效部分度L2加强片最50一d2加强片一一小长度(2)试样类型的选择 不同的材料由于尺寸效应不同，故应尽量减少缺陷和结构不均匀性对测定结果的影响， 按表3-5用国家标准规定的拉伸试样类型以 及相应的实验速度。表3

6、-5拉伸试样类型以及相应的实验速度试样材料试样类型试样制备方法试样最佳厚度/mm试验速度硬质热塑性塑料热塑性增强塑料I型注塑成型压制成型4B、C、D E、F硬质热塑性塑料板固性塑料板机械加工4A、B、G D E、F、G软质热塑性塑料软质热塑性塑料板II型注塑成型压制成型板材机械加工板材冲切加工2F、G H、I热固性塑料包括经填充和纤维增强的塑料加型注塑成型压制成型一C热固性增强塑料板IV型机械加工一B、C、D田型试样仅用于测定拉伸强度。(3)试样的制备及要求试样制备和外观检查，按 GB1039规定进行。试样厚度除表中规定外，板材厚度 d三10mMM,可用原厚为试样厚度； 当厚度d10mm时，应从两面等量机械加工至10mm,或按产品标准规定加工。每组试样不少于 5 个。对各向异性的板材应分别从平行与主轴和垂直与主轴的方向各取一组试样。10.4 实验条件实验速度设有以下九种：速度A1mm/min 50；速度B2mm/min 50；速度C5mm/min 50；速度D10mm/min 50；速度E20mm/min 50；速度F50mm/min 50；速度G100mm/min 50；速度H200

7、mm/min 50；速度 I 500mm/min 50；实验速度应从表3-5 中与各种试样类型所对应的实验速度范围内选取。 实验速度应为试样在0.55min实验时间内断裂的最低速度。实验速度也允许按产品 标准的规定另选其他实验速度。本次实验采用试样为制备的 PS 多功能用途的拉伸试样以及用多型腔模具注塑成型的PS拉伸试样。10.5 实验设备（ 1）实验机任何能满足实验要求的、具有多种移动速率的实验机均可使用。实验机示值应在每级表盘满刻度的10%90%之间，不得小于实验机最大载荷的 4读取，示值的误差应在 1之内。电子拉力实验机按有关规定执行。（ 2）形变测量装置测量误差应在 1之内。（ 3）夹具实验夹具移动速度所应符合规定要求。测量田型试样时，推荐使用图 3-5 所示的专用夹具。也可以使用能满足实验要求的其他夹具。#图3-5 in型试样夹具10.6 实验步骤(1)试样的状态调节和实验环境按 GB2918规定进行。(2)测量试样中间平行部分的宽度和厚度，精确至 0.01mm。R型试样中 间平行部分的宽度，精确至0.05mm。每个试样测量三点，取算术平均值。(3)在试样中间平行部分做标线示明标距， 此标线对测试结果不应有影响。(4)夹持试样，夹具夹持试样时，要使试样纵轴与上、下夹具中心连线相 重合，并且要松紧适宜，以防止试样滑脱或断在夹具内。(5)选定实验速度，进行实验。(6)记录屈服时的负荷，或断裂负荷及标距间伸长。若试样断裂在中间平 行部分之外时，此试样作废，另取试样补做。3.7 结果的计算和表示(1 )拉伸强度或拉伸断裂应力或拉伸屈服应力或偏置屈服应力(7 t按式(3-1 )计算：(3-1)_p_ bd式中 6t 抗拉伸强度或拉伸断裂应力或拉伸屈服应力或偏置屈服应力,MPap最大负荷或断裂负荷或屈服负荷或偏置屈服负荷，N;b实验宽度，mmd 试样厚度，mm各应力值在拉伸应力一应变曲线上的位置见图3-6图3-6拉伸应力一应变曲线1拉伸强度；eti拉伸时的应变；门2拉伸断裂应力；et2断裂时的应变;(7 t3 拉伸屈服应力； t3 屈服时的应变；门4 偏置屈服应力；小偏置屈服时的应变X% A脆性材料；B具有屈服点的韧性材料;C无屈服点的韧性材料(2)断裂伸长率 te t按式(3-2 )计算:G - GoG0100%(3-2)式中 et断裂伸长率，%；

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