如何测量聚合物的力学性能

聚合物在现代社会中无处不在。许多不同类型的聚合物被发现在薄膜和泡沫以及油漆和涂料的生产中。橡胶、复合材料以及纺织品和纤维都是由欧洲杯足球竞彩聚合物制成的。

如何测量聚合物的力学性能

图片来源:稳定微系统有限公司

然而,它们必须适合其预期用途,无论是功能性的还是装饰性的。他们的研究、开发和质量控制过程在很大程度上依赖于机械性能的测量才能取得成功。虽然许多聚合物被用作工程材料,但天然聚合物如麸质、果胶和明胶也可以在食品、木材和其他材料中找到,它们必须与工程聚合物进行相同程度的测试。欧洲杯足球竞彩

从原材料供应商和制造商到成品制造商,供应链各个层面的聚合物制造商都关心产品的性能。应用程序的最佳材料可以通过质量控制测试确定,以及在开发过程中不同应力条件下零件的强度和耐久性。

聚合物通常分为三大类:热塑性塑料、热固性塑料和弹性体。

显示一些典型聚合物变形行为的草图。

显示一些典型聚合物变形行为的草图。图片来源:稳定微系统有限公司

聚合物测试类型

聚合物具有广泛的性能和应用,其测试类型比通常用于工程材料的传统拉伸和弯曲测试更为广泛。与任何样品类型一样,必须遵守行业规范。许多制造商,特别是消费品、汽车、医疗和航空航天行业的制造商,选择根据标准方法测试其样品。用于研究聚合物性能的测试包括标准配置,例如纯形式的弯曲、压缩和拉伸,尽管许多测试包括应力状态的组合。这些包括压痕和模欧洲杯足球竞彩拟测量。模拟测量提供了评估样品的可能性,在现实生活中,样品可能会受到影响,并且不受标准方法中规定的限制形式的约束,从而提供了测试灵活性和可能更有意义的结果。

Stable Micro Systems制造测量聚合物拉伸和压缩性能的仪器。A.纹理分析器通过选择压缩、拉伸、挤压、附着力、弯曲或切割试验来测量产品的机械性能,提供了一种可靠的方法来测试物品的机械性能物理性质(例如抗拉强度、挠曲力、脆性、压缩性)等等。

一系列的纹理分析器在最大的力量容量变化。

一系列的纹理分析器在最大的力量容量变化。图片来源:稳定微系统有限公司

张力(如ASTM D638, ISO 527, ASTM D882, ASTM D412)

拉伸试验由于其简单性在材料工业中得到广泛应用。与弯曲或压缩等其他测试相比,使欧洲杯足球竞彩用样品的几何形状可以更可靠地计算应力和应变。”“拉伸试验”通常指在两个试样之间放置试样拉力夹,然后以恒定的速度将它们分开,直到达到目标距离或样品破裂。但在其他试验中,样品可能处于拉伸状态;夹在薄膜样品边缘的小孔使材料处于双轴拉伸状态。这种类型的测试仍然可以提供材料的拉伸性能的信息,但由于实际原因,这种材料可能不适合用两个夹子夹住。

最基本的是,拉伸试验可用来测量断裂力(N)和断裂伸长率(mm)。然而,如果进行精确的尺寸测量,就可以绘制应力-应变图。它们可以提供屈服强度、拉伸强度(断裂时)、弹性模量(通常是割线或切线模量,而不是典型聚合物s型曲线的杨氏模量)、任意点的拉伸应变、屈服应变和断裂时应变的信息。

拉力钳的例子取决于样品类型和最大力范围。

取决于样品类型和最大力范围的拉伸夹具示例。图片来源:稳定微系统有限公司

小孔

在某些情况下,拉伸试验的变化可能比传统的双夹点法更简单,同时仍能提供制造商或研究人员所需的结果。

这个电影的支持平台允许测量精细薄膜的机械性能。在进行试验之前,将样品放置在凸起有机玻璃平台上的孔上。顶板可防止试样在试验过程中滑动。然后,当纹理分析仪的臂将5mm不锈钢球探头向下送入孔径时,进行测试。将样品置于双轴拉伸状态。记录薄膜破裂的最大力,称为样品的破裂强度。还可以测量薄膜的弹性和松弛特性。

薄膜支持钻机和可转位薄膜支持钻机。

薄膜支撑装置和可转位薄膜支撑装置。图片来源:稳定微系统有限公司

压缩(如ASTM D695, ISO 604)

压缩试验有助于评估材料在单轴压缩载荷下的性能。如果使用适当几何形状的样品(例如实心圆形或矩形截面棱柱体,或一段管道),则可使用该方法计算基本材料特性。这种类型的测试对于测量天然用于压缩的材料特别有用,例如建筑行业中使用的材料(聚合物混凝土或泡沫)。当简单测量压碎力有助于评估非基本特性时,这种类型的试验也非常有用。欧洲杯足球竞彩

压缩试验通常用于较硬的自支撑样品,如用于注射成型的热塑性聚合物或热固性聚合物。

使用圆柱探头进行典型压缩试验。

使用圆柱探头进行典型压缩试验。图片来源:稳定微系统有限公司

缩进和渗透

压痕(如ISO 7619-1)

压痕试验是许多材料(包括聚合物)机械特性的一种广泛使用的方法。压痕试验得出的最重要参数是硬度,通常称为材料对局部表面变形的抵抗力。这是一项非常有用的测试,用于监测不规则欧洲杯足球竞彩物体的质量,例如软食品的稠度和粘性。但是,如果样品表面平坦且结构均匀,该试验装置也可以提供有用的应力应变数据,前提是在试验过程中进行准确测量。

聚合物通常使用球压痕机(布氏硬度)或肖氏硬度计使用纹理分析仪进行压痕。一些聚合物研究人员也可以使用菱形维氏压头。

肖氏硬度计用于通过测量变形阻力来确定材料的压痕硬度。A和D是两种最常用的刻度。欧洲杯足球竞彩

大多数肖氏硬度测试是在标准橡胶、硫化橡胶、热塑性弹性体、凝胶和塑料上进行的。

典型肖氏硬度探头。

典型肖氏硬度探头。图片来源:稳定微系统有限公司

非标准渗透:粘性聚合物测量

近年来,由于为儿童设计的“游戏黏液”越来越流行,粘性半固体聚合物的特性受到越来越多的关注。这些产品的硬度和粘性特别重要,可以使用迷你粘性系统. 这是基于使粘性聚合物样品(或其他粘弹性半固体)受到剪切的原理,同时尽量减少切割面暴露在大气中。由于盖子的高度是由样品的尺寸和形状预先确定的,因此在样品上放置一块固定板,使样品受到有限的压缩。通过固定板中的槽驱动窄叶片,以剪切样品,并在给定行程后抽出。样品和刀片之间的紧密接触限制了样品接触大气后流变性发生变化的可能性。

迷你粘性系统。

微型粘性系统。图片来源:稳定微系统有限公司

挠曲(如ASTM D790、ISO 178)

弯曲试验,通常称为“三点弯曲试验”,是将一个长样品放置在两个支撑物(或由于其曲面而称为“滚子”)上,并保持一定的距离,第三个滚子向下移动以接触到两个支撑物中间的样品。在某些情况下,将两个滚轮放在试样上,以进行四点弯曲试验。加载臂以恒定速度向下移动,使样品弯曲。如果样品足够脆,所需的力在测压元件的极限内,就会发生断裂。不同的样品会给出不同的载荷-距离响应-更强和更硬的样品显示更高的力,脆性样品在任何塑性变形发生之前就断裂了,而韧性样品显示了对应于变形所需的大量能量的曲线下的一大片区域。

它是一种非常有用的测试,用于监测不规则物体的质量,如饼干的折断或狗咀嚼的韧性。然而,如果样品具有均匀的矩形或圆形截面,这种测试装置也可以提供有用的应力-应变数据,提供对样品尺寸的精确测量。

典型三点弯曲试验。

典型三点弯曲试验。图片来源:稳定微系统有限公司

滑动摩擦(如ISO 8295, ASTM D1894)

滑动摩擦对于许多聚合物材料来说是一种重要的测量方法,特别是用于包装的薄膜材料,但任何半刚性到刚性聚合物都可以用这种方法测量。欧洲杯足球竞彩

当薄膜或薄板在自身或其他物质上滑动时,可以测量其摩擦性能。摩擦系数与塑料薄膜的滑移性能有关,塑料薄膜在包装应用中具有广泛的兴趣。摩擦系数的定义是摩擦力与垂直于接触面的力(通常是重力)之比。这个系数是一种材料的表面在其本身或另一材料的相邻表面上滑动的相对难度的量度。静态或起始摩擦系数与测量到的使表面相对于彼此开始运动的力有关。摩擦力的动能或滑动系数与维持这种运动所测得的力有关。

摩擦系数钻机。

摩擦系数。图片来源:稳定微系统有限公司

稳定的微系统能够协助许多聚合物应用,远远超出本文所述标准方法的范围,包括模拟、经验和应用方法,因此您的产品可以按照预期的使用方式进行测试。

以下是典型的纹理分析测试的总结在材料上执行欧洲杯足球竞彩例如聚合物或观看此视频以查看亮点:https://www.youtube.com/watch?v=D1cNQP--CZw

本信息来源、审查和改编自Stable Micro Systems Ltd.提供的材料。欧洲杯足球竞彩

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引用

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  • 美国心理学协会

    Stable Micro Systems Ltd.(2021年9月28日)。如何测量聚合物的力学性能。AZoM。2021年9月28日从//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=20698检索。

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    稳定微系统有限公司《如何测量聚合物的力学性能》。AZoM.2021年9月28日。< //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=20698 >。

  • 芝加哥

    Stable Micro Systems Ltd.“如何测量聚合物的机械性能”。亚速姆。//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=20698. (查阅日期:2021年9月28日)。

  • 哈佛

    稳定微系统有限公司,2021。如何测量聚合物的力学性能.viewed September 28, //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=20698。

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