实验七 聚合物材料冲击强度的测定山东轻工业学院

1、实验七实验七 聚合物材料冲击强度的测定聚合物材料冲击强度的测定实验目的 了解高分子材料的冲击性能 掌握冲击强度的测试方法和数字化冲击试验机的使用实验原理 冲击强度是衡量材料韧性的一种强度指示，表征材料抵抗冲击载荷破坏的能力。通常定为试样受冲击载荷而折断时单位面积所吸收的能量。 K=A/(bh) 式中K 为冲击强度（J/cm2），A为冲断样品所消耗的功，b 为样品宽度，h 为样品厚度。 冲击强度的测试方法主要有： 1、摆锤式冲击试验 2、落球法冲击试验 3、高速拉伸试验 本实验采用摆锤式冲击试验法。 摆锤冲击试验，是将标准试样放在冲击机规定的位置上，然后让重锤自由落下冲击试 样，测量摆锤冲断试样

2、所消耗的功，根据上述公式计算试样的冲击强度。 摆锤冲击试验机的基本构造有3部分：机架部分、摆锤冲击部分和指示系统部分。根据试样的安放方式，摆锤式冲击试验又分为简支梁型(Charpy法)和悬臂梁型(Izod法)。前者试样两端固定，摆锤冲击试样的中部；后者试样一端固定，摆锤冲击自由端。 试样可采用带缺口和无缺口两种。采用带缺口试样的目的是使缺口处试样的截面积大为减小，受冲击时，试样断裂一定发生在这一薄弱处，所有的冲击能量都能在这局部的地方被吸收，从而提高试验的准确性。 本实验采用改进后的冲击试验机数字化冲击试验机，它具有高速数据采集及数据处理系统。其主要功能有：测定材料断裂过程的载荷和变形瞬时值；

3、在计算机配合下，可以计算、显示和打印出动态屈服载荷、最大载荷及相应的变形时间和变形大小；把总冲击功分解成裂纹形成功和扩展功；可显示和打印冲击试验结果及各种冲击曲线，如载荷-时间，载荷-变形，变形时间及能量-时间等曲线。 测定时的温度对冲击强度有很大影响。温度越高，分子链运动的松弛过程进行越快，冲击强度越高。相反，当温度低于脆化温度时，几乎所有的塑料都会失去抗冲击的能力。当然，结构不同的各种聚合物，其冲击强度对温度的依赖性也各不相同。 湿度对有些塑料的冲击强度也有很大影响。如尼龙类塑料，特别是尼龙6、尼龙66等在湿度较大时，其冲击强度更主要表现为韧性的大大增加，在绝干状态下几乎完全丧失冲击韧性。

4、这是因为水分在尼龙中起着增塑剂和润滑剂的作用。 试样尺寸和缺口的大小和形状对测试结果也有影响。用同一种配方，同一成型条件而厚度不同的塑料作冲击试验时，会发现不同厚度的试样在同一跨度上作冲击试验，以及相同厚度在不同跨度上试验，其所得的冲击强度均不相同，且都不能进行比较和换算。而只有用相同厚度的试样在同一跨度上试验，其结果才能相互比较，因此在标准试验方法中规定了材料的厚度和跨度。缺口半径越小，即缺口越尖锐，则应力越易集中，冲击强度就越低。因此，同一种试样，加工的缺口尺寸和形状不同，所测得冲击强度数据也不一样。这在比较强度时应该注意。实验仪器 冲击试验机：XJJ-5型冲击试验机可给出的数据：力、变形

5、、时间、能量和速度等。可得出以下的冲击曲线：力-时间，力-变形，变形-时间，速度-时间及能量-时间等曲线。实验步骤 1、按标准要求制备冲击试样。本实验材料为聚丙烯，宽度15mm ，厚度10mm，缺口浓度3 mm 。 2、调节试验环境按标准要求对试样预处理。 3、检查及调整试验机零点和支座位置。 4、测量试样中部的宽度和厚度，缺口试样应测量缺口宽度，准确至 0.05mm。测量3点，取其平均值。 5、打开冲击机电源，稳定一定时间。 6、从控制面板菜单的设置(setup)部分设置实验标准(本实验选ISO)、实验方法(本实验选Charpy)和冲击能范围(本实验选15.0J)。从控制面板菜单的标准(ca

6、librate)菜单设置摆锤长度(pendulum length)和校正因子(correction factor)。 7、从控制面板菜单的试验(test)菜单选进行新试验(perform new test)，根据提示输入试样编号(sample number)、试样厚度(thickness)、试样宽度(width)、试样ID(sam-pleID )、样品材料(specimen material)等参数。 8、将摆锤升至待命位置。 9、将试样水平放置在支座上，宽面紧贴支座，缺口面或未加工面背向摆锤，试样中心或缺口位置与摆锤对准，同时按F2和Release键平稳释放摆锤。 10、从面板上读取冲击强度(impact strength)，单位为KJ/m2 11、按继续(Continue)键，重复试验步骤710。数据处理 1、计算冲击强度 无缺口冲击强度: K=A/(bh) (KJ/m2) 缺口冲击强度: K=A/b(h-a) (KJ/m2) 式中A-冲断试样所消耗的功。 2、计算