了解高分子材料的力學(xué)表征方法

聚合物的力學(xué)性能是高分子聚合物在作為高分子材料使用時(shí)所要考慮的主要性能。牽涉到高分子新材料的材料設計，產(chǎn)品設計以及高分子新材料的使用條件。因此了解聚合物的力學(xué)性能數據，是我們掌握高分子材料的必要前提。

至于高分子材料的力學(xué)表征方法有哪些呢？本章馥勒儀器小編來(lái)和大家一起了解高分子材料的力學(xué)表征方法。

由于高分子材料類(lèi)型的不同，實(shí)際應用及受力情況有很大的差變，因此對不同類(lèi)型的高分子材料，又有各自的特殊表征方法、例纖維、橡膠的力學(xué)性能表征。具體情況如下“”

1）拉伸性能的表征

用拉伸試驗機，換上拉伸實(shí)驗的樣品夾具，在恒定的溫度、濕度和拉伸速度下，對按一定標準制備的聚合物試樣進(jìn)行拉伸，直至試樣被拉斷。儀器可自動(dòng)記錄被測樣品在不同拉伸時(shí)間樣品的形變值和對應此形變值樣品所受到的拉力（張力）值，同時(shí)自動(dòng)畫(huà)出應力－應變曲線(xiàn)。根據應力-應變曲線(xiàn)，我們可找出樣品的屈服點(diǎn)及相應的屈服應力值，斷裂點(diǎn)及相應的斷裂應力值，樣品的斷裂伸長(cháng)值。將屈服應力，斷裂應力分別除以樣品斷裂處在初制樣時(shí)樣品截面積，即可分別求出該聚合物的屈服強度屈和拉伸強度（抗張強度）拉值。樣品斷裂伸長(cháng)值除以樣品原長(cháng)度，即是聚合物的斷裂伸長(cháng)率。應力－應變曲線(xiàn)中，對應小形變的曲線(xiàn)中（即曲線(xiàn)中直線(xiàn)部分）的斜率，即是聚合物的拉伸模量（也稱(chēng)抗張模量）E值。聚合物試樣拉伸斷裂時(shí)，試樣斷面單維尺寸（厚或寬的尺寸）的變化值除以試樣的斷裂伸長(cháng)率值，即為聚合物樣品的泊松比的數值。

2）壓縮性能、彎曲性能、剪切性的表征。

用萬(wàn)能材料試驗機，分別用壓縮試驗，彎曲試驗，剪切試驗的樣品夾具，在恒定的溫度、濕度及應變速度下進(jìn)行不同方式的力學(xué)試驗。并根據不同的計算公式，求出聚合物的壓縮模量、壓縮強度、彎曲模量、彎曲強度、剪切模量、剪切強度等數據。

3）沖擊性能的表征。

采用沖擊試驗機，按一定標準制備樣品，在恒定溫度、濕度下，用擺錘迅速沖擊被測試樣，根據擺錘的質(zhì)量和剛好使試樣產(chǎn)生裂痕或破壞時(shí)的臨界下落高度及被測樣品的截面積，按一定公式計算聚合物試樣的沖擊強度（或沖擊韌性單位為J/cm2）。

4）聚合物單分子鏈的力學(xué)性能。

用原子力顯微鏡（AFM）。將聚合物樣品配成稀溶液，鋪展在干凈玻璃片上，除去溶劑后得到一吸附在玻璃片上的聚合物薄膜（厚度約90mm）。用原子力顯微鏡針尖接觸、掃描樣品膜，由于針間與樣品中高分子的相互作用，高分子鏈將被拉起，記錄單個(gè)高分子鏈被拉伸時(shí)拉力的變化，直至拉力突然降至為零?？傻玫饺舾筛叻肿渔湵焕鞎r(shí)的拉伸力和拉伸長(cháng)度曲線(xiàn)，由此曲線(xiàn)可估算單個(gè)高分子鏈的長(cháng)度和單個(gè)高分子從凝聚態(tài)中被拉出時(shí)的抗張強度。