08-聚合物的蠕變性能實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)八聚合物的蠕變性能實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?.1熟悉高分子材料蠕變的概念。1.2熟悉高分子材料蠕變性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)條件和測(cè)試原理。1.3 了解測(cè)試條件對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。2 實(shí)驗(yàn)原理在一定溫度和較小的恒定外力（拉力、壓力或扭力等）作用下、材料的形變隨時(shí)間的增加而逐漸增大的現(xiàn)象。圖8-1就是描寫(xiě)這一過(guò)程的蠕變曲線，t1是加荷時(shí)間，t2是釋荷時(shí)間。從分子運(yùn)動(dòng)和變化的角度來(lái)看，蠕變過(guò)程包括下面三種形變：當(dāng)高分子材料受到外力（二）作用時(shí)，分子鏈內(nèi)部鍵長(zhǎng)和鍵角立刻發(fā)生變化，這種形變量是很小的，稱為普彈形 變（習(xí)）。當(dāng)分子鏈通過(guò)鏈段運(yùn)動(dòng)逐漸伸展發(fā)生的形變，稱為高彈形變（）。如果分子間沒(méi)有化學(xué)交聯(lián)，線形高分子間會(huì)發(fā)

2、生相對(duì)滑移，稱為粘性流動(dòng)（為）。這種流動(dòng)與材料的本體粘度（3）有關(guān)。在玻璃化溫度以下鏈段運(yùn)動(dòng)的松弛時(shí)間很長(zhǎng)，分子之間的內(nèi)摩擦阻 力很大，主要發(fā)生普彈形變。在玻璃化溫度以上，主要發(fā)生普彈形變和高彈形變。當(dāng)溫度 升高到材料的粘流溫度以上，這三種形變都比較顯著。由于粘性流動(dòng)是不能回復(fù)的，因此 對(duì)于線形高聚物來(lái)說(shuō)，當(dāng)外力除去后會(huì)留下一部分不能回復(fù)的形變，稱為永久形變。臥Vt圖8-1蠕變曲線圖8-2線型高聚物的蠕變曲線圖8-2是線型高聚物在玻璃化溫度以上的蠕變曲線和回復(fù)曲線，曲線圖上標(biāo)出了各部 分形變的情況。只要加荷時(shí)間比高聚物的松弛時(shí)間長(zhǎng)得多，則在加荷期間，高彈形變已充 分發(fā)展，達(dá)到平衡高彈形變，因而

3、蠕變曲線圖的最后部分可以認(rèn)為是純粹的粘流形變。蠕變與溫度高低和外力大小有關(guān)，溫度過(guò)低，外力太小，蠕變很小而且很慢，在短時(shí) 間內(nèi)不易覺(jué)察；溫度過(guò)高、外力過(guò)大，形變發(fā)展過(guò)快，也感覺(jué)不出蠕變現(xiàn)象；在適當(dāng)?shù)耐?力作用下，通常在高聚物的玻璃化溫度以上不遠(yuǎn)，鏈段在外力下可以運(yùn)動(dòng)，但運(yùn)動(dòng)時(shí)受到 的內(nèi)摩擦力又較大，只能緩慢運(yùn)動(dòng)，則可觀察到較明顯的蠕變現(xiàn)象。3 實(shí)驗(yàn)原材料和儀器設(shè)備3.1實(shí)驗(yàn)原材料聚乳酸(PLA),玻璃化溫度65°C,熔融溫度165°C,密度1.25g/cm3。3.2儀器設(shè)備動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀，產(chǎn)地：美國(guó)TA公司，型號(hào)：Q 800。儀器主要參數(shù)：爐溫范圍：-150 C600 C(

4、注意：設(shè)置溫度禁止超過(guò)材料熔點(diǎn))升溫速率： 0.1C /min 20C /min (400 C后 25C /min )降溫速率： 0.1 C/min 20C /min預(yù)加力：0.001 18N振幅：0.510,000 呵頻率范圍： 1.0 X 10-2200Hz。本機(jī)配置計(jì)算機(jī)，可通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)置測(cè)試條件，完成條件控制、數(shù)據(jù)處理及打印譜圖。4. 實(shí)驗(yàn)步驟4.1樣品：(1) 試樣制備將聚乳酸(PLA)原料(顆粒狀)在 80C真空干燥12h，采用壓制法成型制備薄膜試樣。 4.2試條制備用刀將薄膜裁成厚為0.52.0 mm ,寬36 mm,長(zhǎng)2030mm試條備用。4.3 DMA測(cè)試部分(1) 接通DM

5、TA電源，開(kāi)啟電腦和動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀主機(jī)，預(yù)熱10分鐘。(2) 雙擊電腦屏幕上的 TA Instrument應(yīng)用軟件圖標(biāo)，這時(shí)顯示Q800圖標(biāo)。(3) 雙擊Q800圖標(biāo)，顯示摘要和過(guò)程等內(nèi)容。儀器校正每次重新開(kāi)機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前需進(jìn)行力、位置和夾具三項(xiàng)校正。摘要模式蠕變?cè)囼?yàn)蠕變夾具拉伸薄膜樣品形狀(1, w, t )長(zhǎng)方形：纖維、圓柱形樣品尺寸長(zhǎng)：寬：厚：樣品信息樣品名過(guò)程預(yù)加力N應(yīng)力N恒溫溫度°C恒溫時(shí)間min蠕變時(shí)間min恢復(fù)時(shí)間min(4) 當(dāng)實(shí)驗(yàn)步驟(3)完成之后，點(diǎn)擊開(kāi)始。(5) 試驗(yàn)結(jié)束后，卸下全部的夾具及樣品，并關(guān)閉軟件和計(jì)算機(jī)，最后關(guān)閉DMA電源。5. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析DMA