聚合物在现代社会无处不在。许多不同类型的聚合物在电影和泡沫的生产以及油漆和涂料。橡胶、复合材料以及纺织品和纤维也从聚亚博网站下载合物创建。
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然而,他们必须适合预期用途,不管他们是否功能或化妆品。他们的研究、开发和质量控制流程是严重依赖于测量力学性能以获得成功。虽然许多聚合物用作工程材料,天然聚合物如谷蛋白、果胶、明胶食品中也可以发现,木材,和其他亚博网站下载材料,他们必须测试相同的程度上工程聚合物。
聚合物制造商在供应链的每一个层次,从原材料供应商和制造商的成品,关心的是产品的性能。可以通过应用程序的最佳材料质量控制测试,以及零件的强度和耐用性在不同压力条件下的发展。
聚合物通常分为三大集团之一:热塑性塑料、热固性塑料和弹性体。
素描图显示一些典型聚合物变形行为。图片来源:稳定微系统有限公司
聚合物测试类型
聚合物有这样广泛的性能及应用,测试类型更广泛的比传统的拉伸和弯曲试验通常用于工程材料。亚博网站下载与任何样本类型,有行业必须遵守的规范。许多制造商,特别是在消费、汽车、医疗和航空航天产业,选择根据标准方法测试他们的样品。测试用于研究聚合物属性包括标准配置,如弯曲、抗压和抗拉纯形式,尽管许多测试包括应力状态的组合。这些包括缩进和模仿的测量。模仿的测量提供了可能性,评估样本的方式,他们可能是受到现实和不受限制的形式中指定一个标准的方法,从而提供测试的灵活性和更有意义的结果。
稳定微系统制造仪器测量聚合物的拉伸和压缩性能。一个纹理分析器给一个可靠的方法来测试机械性能的物品通过应用选择压缩、紧张、挤压、附着力、弯曲或切割测试来衡量一个产品的物理性质(如抗拉强度、挠曲力、脆性、压缩性)等等,不一而足。
一系列的纹理分析器在最大力量能力不同。图片来源:稳定微系统有限公司
紧张(例如ASTM D638, ISO 527, ASTM D882, ASTM D412)
拉伸试验材料行业的广泛使用是由于它的简单。亚博网站下载应力和应变可以使用样本的几何计算以更可靠的方式比其他测试,如弯曲或压缩。拉伸试验的一般指两个样本的位置张力控制以一个恒定的速度,然后分开,直到达到目标距离或样本。然而,样本可能投入在其他测试拉伸状态;薄膜样品的穿刺夹绕着它的边缘把材料放进双轴拉伸的状态。这种类型的测试仍然可以给信息材料的拉伸性能,为实际原因可能不适合被夹在两个。
在最基本的,一个拉伸试验可用于测量断裂力(N)和断裂伸长率(mm)。然而,可以绘制应力-应变图如果准确的尺寸测量。这些信息可以给屈服强度、抗拉强度(断裂),弹性模量(通常是sec或切线模量而不是杨氏模量由于典型的聚合物“s”型曲线),在任何时候拉伸应变、屈服应变和应变。
张力控制的例子,根据样品类型和最大力量范围。图片来源:稳定微系统有限公司
穿刺
在某些情况下,变化可以比传统的简单拉伸试验,两种控制方法,同时还提供制造商或研究员所需的结果。
的电影的支持平台允许测量力学性能的好电影。在执行测试之前,样品被放置在一个洞了有机玻璃平台。一个顶板防止样品在测试期间下滑。然后进行测试的手臂纹理分析器带来了5毫米不锈钢球探测器孔径。样本被放置在一个双轴拉伸的状态。断裂的最大力量电影记录和被称为胀破强度的样本。电影的弹性和松弛特性也可以测量。
电影支持平台和可转位电影支持平台。图片来源:稳定微系统有限公司
压缩(例如ASTM D695, ISO 604)
压缩测试是有用的评估材料单轴压缩加载下的行为。这可能是用来计算基本材料特性提供了一个示例使用适当的几何形状(如坚实的圆形或矩形棱镜部分,或一段管)。这种类型的测试尤其有用的测量材料自然用于压缩,如建筑行业中使用的聚合物混凝土(或泡沫)。亚博网站下载这种类型的测试也为非基本面的属性的评估非常有用的,当一个简单的测量破碎力是有益的。
抗压测试通常用于硬,自营样本,如热塑性聚合物注定注塑或热固性聚合物。
典型的压缩测试使用圆柱探针。图片来源:稳定微系统有限公司
缩进和渗透
缩进(例如ISO 7619 - 1)
机械压痕测试是一种广泛使用的方法描述了许多材料,包括聚合物。亚博网站下载最重要的参数来自硬度压痕试验,通常描述为材料抵抗局部表面变形。这是一个非常有用的测试监控不规则物体的质量,一致性和粘性等软的食物。然而,这个测试设置也可以提供有用的应力-应变数据,如果样品有一个平面和一个均匀的结构,在测试期间提供精确的测量。
聚合物通常使用一个球硬度计压头缩进(布氏硬度)或邵氏硬度计使用纹理分析器。钻石形的维氏硬度计压头也可能是由一些聚合物研究人员使用。
肖氏硬度计是用于确定压痕硬度的材料通过使用抗变形的测量。亚博网站下载A和D是两种最常用的尺度。
大多数的肖氏硬度测试是进行标准和硫化橡胶、热塑性弹性体、凝胶和塑料。
典型的肖氏硬度探针。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
粘性半固态聚合物的性质近年来受到越来越多的关注,由于日益流行的“玩泥”为孩子们设计的。这些产品的硬度和粘性是特别重要的,并且可以测量使用迷你粘性系统。这是基于让粘性聚合物样品的原则(或其他粘弹性半固体)剪切而最小化降低表面的接触到大气中。固定板放置在样本有限的压缩的产生,因为盖子的高度是预先确定的样本的大小和形状。狭窄的叶片驱动通过固定板的剪切后通过样品和一个给定的距离旅行是撤回。样本和刀片之间的亲密接触限制潜在的样品流变学变化通过暴露于大气中。
迷你粘性系统。图片来源:稳定微系统有限公司
曲(例如ASTM D790, ISO 178)
弯曲测试,通常被称为“三点弯曲测试”,需要大量的样本放在两个支持(或“滚筒”由于其曲面)一组分开,与第三辊向下运动联系样品中间这些支持。在某些情况下,两个辊降低到样品煽动四点弯曲试验。装载臂在一个恒定的速度移动样品弯曲。如果样品非常脆弱,细胞内的极限负载所需的力,将发生断裂。不同的样品会给不同load-distance反应——更强和更严格的样本显示更高的力量,易碎的样品断裂之前发生塑性变形和艰难的样本显示对应曲线下面积大大量的变形所需能量。
这是一个非常有用的测试监控质量的不规则的物体,如吸附的韧性饼干或一只狗咬。然而,这个测试设置也可以提供有用的应力-应变数据如果样品有均匀的矩形或圆形截面,提供的样品进行准确的测量尺寸。
典型的三点弯曲试验。图片来源:稳定微系统有限公司
滑动摩擦(例如ISO 8295、ASTM D1894)
滑动摩擦是一个重要的测量对于许多高分子材料,尤其是电影形式用于包装,但任何半刚性的刚性聚合物可能以这种方式。亚博网站下载
测量摩擦属性可以在电影或薄膜样品当滑动本身或在另一种物质。滑动摩擦系数的相关属性的广泛兴趣的塑料薄膜包装应用。摩擦系数被定义为摩擦力比力,通常重力,垂直于两个接触的表面。这个系数是一个测量的相对困难的表面材料将在邻近的一个表面滑动的本身,或另一种物质。静态或开始摩擦系数有关的力测量开始运动的表面相对于彼此。动能或滑动摩擦系数与力以维持这个运动。
摩擦系数。图片来源:稳定微系统有限公司
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