1．实验目的

1)熟悉高分子材料拉伸性能测试标准条件、测试原理及其操作。

2）测定聚丙烯等材料的屈服强度、断裂强度和断裂伸长率，并理解应力一应变曲线的意义。

3）掌握高聚物的静载拉伸实验方法。

2．实验原理

聚合物材料的力学性能，通常用等速施力下所获得的应力一应变曲线来进行描述。当材料受到外力作用时，几何形状和尺寸发生变化，这种变化叫应变。材料单位面积上的附加内力叫应力。不同种类的聚合物有不同的应力-应变曲线。

等速条件下，无定形聚合物典型的应力-应变曲线如图1-18-1所示。

1)A点称为“弹性极限点”，εA为弹性极限应变，σA为弹性极限应力。

2)Y点称为“屈服点”，σY为屈服应力，εY为屈服伸长。

3)B点称为“断裂点”，σB为断裂强度，εB为断裂伸长率。

4)整个应力一应变曲线下的面积就是试样的断裂能。

从应力-应变曲线可以看出：以一定速率单轴拉伸非晶态聚合物，其典型曲线可分成五个阶段：

①弹性形变区：从直线的斜率可以求出杨氏模量。从分子机理来看，这一阶段的普弹性是由于高分子的键长、键角和小的运动单元的变化引起的，移去外力后这部分形变会立即完全恢复。

②屈服点（又称应变软化点）：超过了此点，冻结的链段开始运动；材料发生屈服，试样的截面出现“细颈”；此后随应变增大，应力不再增加反而有所下降——应变软化。

③强迫高弹形变区（冷拉阶段）：随拉伸不断进行，细颈沿试样不断扩展，直到整个试样都变成细颈，材料出现较大变形。强迫高弹形变本质上与高弹形变一样，是链段的运动，但它是在外力作用下发生的。此时停止拉伸，去除外力后，形变不能恢复，但试样加热到Tg附近的温度时，形变可以缓慢恢复。

④应变硬化区：在应力的持续作用下，大量的链段开始运动，并沿外力方向取向，使材料产生大变形，链段的运动和取向最后导致了分子链取向排列，使强度提高；因此，只有进一步增大应力才能使应变进一步发展，所以应力又一次上升—应变硬化。

⑤断裂：试样均匀形变，最后应力超过了材料的断裂强度，试样发生断裂。

3．仪器和试样

(1）仪器

WDW50型电子万能试验机。

(2）试样

试样形状见图1-18-2。

记录试样原始标距L0，用厚度计测量真实的厚度，测量3点，取测量3点的中位数作为试样的厚度值。

4．实验步骤

1）打开仪器电源，预热15-20min。

2)测试。选定试验速度。将哑铃形试样均匀夹持在上、下夹持器上，使拉力均匀分布在横截面上。开动试验机，测试并记录。

3）按实验施加的负荷和试样尺寸计算出相应的应力值，并对应变作图，得应力-应变曲线。

4）计算拉伸强度。拉伸应力、拉断伸长率、拉断永久变形。

5．数据记录及结果分析

实验数据填入表1-18-1。

6.注意事项

将试样夹在夹持器上时一定要夹紧，以防试样在拉伸过程中脱离。