高分子材料性能测试汇总ppt课件
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高分子材料的结构及其性能PPT(36张)
态。 此时，只有比链段更小的结构单元如链节、侧基等能够运动。 受外力作用时，只能使主链的键长和键角有微小的改变，外力去除后形变能迅速回复，这 是一种普弹性状态。
B、高弹性 随着温度的升高，当T＞Tg 时，分子的动能增加，使链段的自由旋转成为可能，此时，试
样的形变明显增加，在这一区域中，试样变成柔软的弹性体，称为高弹态。 高弹态时，弹性模量显著降低，外力去除后，变形量可以回复，有明显的时间依赖性。由
如图16-7，在间同立构高聚物中， 原子或原子团会交替分布在主链两侧； 在全同立构高聚物中，原子或原子团 则全部排列在主链同一侧；而在无规立构高聚物中，主链两侧原子分布是随机的。
这种化学成分相同，但由于不对称取代基沿分子主链分布不同的现象，就叫做 高分子的立体异构现象。
2、大分子链的构象及柔性 高聚物结构单元是通过共价键重复连接形成线型大分子，共价键的特点是键能
2、单体 高分子化合物是由低分子化合物通过聚合反应获得。
组成高分子化合物的低分子 化合物称作单体。所以我们经 常说，高分子化合物是由单体 合成的，单体是高分子化合物 的合成原料。如图16-2，聚乙 烯是由乙烯（CH2＝CH2）单 体聚合而成的。 高分子化合物的相对分子质 量很大，主要呈长链形，因此 常称作大分子链或者分子链。 大分子链极长，可达几百纳米以上，而截面一般小于1nm。
物，简称高聚物材料，是以高分子化合物为主要组分的有机 材料，可分为天然高分子材料和人工合成高分子材料两大类。 天然高分子材料包括如蚕丝、羊毛、纤维素、油脂、天然橡 胶、淀粉和蛋白质等。 人工合成高分子材料包括如塑料、合成橡胶、胶粘剂和涂料 等。工程上使用的主要是人工合成的高分子材料。
一、高聚物的基本概念 1、高聚物和低聚物 高分子化合物是指相对分子质量很大的化合物，其相对分子质量在5000
B、高弹性 随着温度的升高，当T＞Tg 时，分子的动能增加，使链段的自由旋转成为可能，此时，试
样的形变明显增加，在这一区域中，试样变成柔软的弹性体，称为高弹态。 高弹态时，弹性模量显著降低，外力去除后，变形量可以回复，有明显的时间依赖性。由
如图16-7，在间同立构高聚物中， 原子或原子团会交替分布在主链两侧； 在全同立构高聚物中，原子或原子团 则全部排列在主链同一侧；而在无规立构高聚物中，主链两侧原子分布是随机的。
这种化学成分相同，但由于不对称取代基沿分子主链分布不同的现象，就叫做 高分子的立体异构现象。
2、大分子链的构象及柔性 高聚物结构单元是通过共价键重复连接形成线型大分子，共价键的特点是键能
2、单体 高分子化合物是由低分子化合物通过聚合反应获得。
组成高分子化合物的低分子 化合物称作单体。所以我们经 常说，高分子化合物是由单体 合成的，单体是高分子化合物 的合成原料。如图16-2，聚乙 烯是由乙烯（CH2＝CH2）单 体聚合而成的。 高分子化合物的相对分子质 量很大，主要呈长链形，因此 常称作大分子链或者分子链。 大分子链极长，可达几百纳米以上，而截面一般小于1nm。
物，简称高聚物材料，是以高分子化合物为主要组分的有机 材料，可分为天然高分子材料和人工合成高分子材料两大类。 天然高分子材料包括如蚕丝、羊毛、纤维素、油脂、天然橡 胶、淀粉和蛋白质等。 人工合成高分子材料包括如塑料、合成橡胶、胶粘剂和涂料 等。工程上使用的主要是人工合成的高分子材料。
一、高聚物的基本概念 1、高聚物和低聚物 高分子化合物是指相对分子质量很大的化合物，其相对分子质量在5000
高分子材料的性能与研究方法(ppt 28页)
料
医用高分子
概念：可应用于医药的人工合成（包括改性）的
高分子材料，不包括天然高分子材料、生物高分子 材料、无机（高分子）材料等在内。
分 类
基本：（1）、组织相容性：材料自身稳定性及于机 要求 体组织亲和性（容忍性），材料对集体的影
响； （2）、酶生物老化性：材料对人体复杂环境 的适应性（抗“体内老化”性） （3）、血液适应性：不凝血、不溶血、不改 变血液中的蛋白、不破坏血小板、不在引发 血栓形成等。
功能高分子材料
分类：（1）化学功能：感光高分子、氧化还原树脂、离子交
高
换树脂、高分子催化剂、光降解塑料、固体电介质等；
分
（2）物理功能：导电高分子、压电高分子、高分子极 驻体、旋光性高分子、磁记录高分子、荧光体等； （3）化学、物理复合功能：高分子吸附剂、絮凝剂、
子 发 光 板
表面活性剂、染料、稳定剂、高吸水材料等；
2、连锁聚合反应（链式聚合、链式反应）： 单体被某种能量激活，是指链接到具有能量 的基团上，从而再激发另一个单体使之在连 接到这个增长的基团上，如此往复连成高分 子。包括自由基聚合与离子聚合。
4、高分子共混：多种高分子共混，形成有 特点的新的高分子材料。包括机械粉末共混、 溶液共混、乳液共混、熔融共混、化学反应 性共混等。
复合材料：以一种材料为基体（基体材料），另一
种材料为增强体（增强材料）组合而成的材料。 聚合物基复合材料通常以塑料或橡胶为基体，以纤维 为增强材料。
优势性能：强度高、力学性能好，抗疲劳性能好，
减震性能好，热变形温度高。
应用领域：
（1）航天航空（机翼、卫星天线、太阳能电池翼、大型运载火箭壳体等）； （2）汽车工业（车身、受力构件、传动轴、发动机架及内部构件等）； （3）化工、纺织、机械制造（化工设备、纺织机、复印机、高速机床等）； （4）医学领域（医用X光机、矫形支架等）。
高分子材料(力学性能) ppt课件
三、粘弹性
§5.1 力学性能
三、粘弹性
§5.1 力学性能
2、动态粘弹性 （滞后）
• 滞后：一定温度下，受交变的应力，形变随时
间的变化跟不上力随时间的变化
应力周期性变化：σ＝σ 0 Sin ω t 应变：ε ＝ε 0 Sin（ω t ＋δ ）
落后一相位角
结果：产生滞后圈－－能耗
（机械能（弹性能）－－热能） －－－－力学损耗
如何§解5.决1 ？力学性能
1、特征
➢涂料涂装时流挂问题如何 解决？
1) 粘度大；分子量越大，粘度越大；分布越宽，粘度越大；
2) 流动机理：分子重心相对位移，是由链段的相继跃迁实 现的
3) 伴有高弹形变－－－具有粘弹性
现象：出口膨大、爬杆效应、融体破裂
一、高聚物的流动性 ？？？
§5.1 力学性能
4）是一假塑性流体：
运动单元高度取向（m 不为零）
1、拉伸过程 (非晶、结晶高聚物）
C 断裂:
脆性断裂：没有屈服，断裂面光滑；
§5.1 力学性能
四 屈服、强度与断裂
韧性断裂：出现屈服后的断裂，断裂面粗糙。
T < Tb 时： σB <σY －－－脆性断裂
1、拉伸过程 (非晶、结晶高聚物）
2) 结晶高聚物的应力~应变曲线
1、拉伸过程 (非晶、结晶高聚物） §5.1 力学性能
四 屈服、强度与断裂
注意: • 使用时υ趋于很小－－－长期强度，其远远小于所测值 ，
例：PVC: σB(1000h）＝1/2σB （测） • Tb、Tg测定时，是在一定时间尺度下，
（ υ比较小，时间长） 实际受力时（特别是在冲击力时）往往υ很高， 例：PVC 的Tb= - 50度，T使> - 30 ~ -15度
高分子材料的结构、物理状态及性能PPT(30张)
高分子化合物由低分子化合物通过聚合反应获 得。组成高分子化合物的低分子化合物称作单体。
二、高分子化合物的组成
简单的低分子化合物叫单体。由一种或几种简单的低分子 化合物通过共价键重复连接而成的链称为分子链。大分子链 中的重复结构单元叫链节。链节的重复次数即链节数叫聚合 度。例如：聚氯乙烯分子是由n个氯乙烯分子打开双键，彼此 连接起来形成的大分子链。可用下式表示：
(1) 热塑性塑料：加热时软化并熔融，可塑造成形，冷却 后即成型并保持既得形状，而且该过程可反复进行。这类塑料 有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺(尼龙)、聚甲醛、聚碳 酸脂、聚苯醚、聚砜等。这类塑料加工成形简便，具有较高的 机械性能，但耐热性和刚性比较差。
(2) 热固性塑料: 初加热时软化，可塑造成形，但固化后 再加热将不再软化,也不溶于溶剂。这类塑料有酚醛、环氧、氨 基、不饱和聚酯、呋喃和聚硅醚树脂等。它们具有耐热性高， 受压不易变形等优点，但机械性能不好。
不同键接方式对性能 影响很大，头尾键接 强度最高。
三、大分子链的形态
⑴伸直链（又称线型链） 由许多链节组成的长链，通常 是卷曲成线团状。这类结构高聚物的特点是弹性、塑性好， 硬度低，是热塑性材料的典型结构。
⑵带支链 支化型分子链，在主链上带有支链。这类结构 高聚物的性能和加工都接近线型分子链高聚物。
一、高聚物的三态
线型非晶态高聚物在不同温度下表现出三种物理状态： 玻璃态、高弹态和粘流态。在恒定应力下的变形-温度பைடு நூலகம் 线如图所示。Tb为脆化温度，Tg为玻璃化温度，Tf 为粘流 温度，Td为化学分解温度。
玻璃化温度Tg是高聚 物保持玻璃态的最高温度， 可认为是大分子链段开始 运动的最低温度。
一、高聚物的三态
（6）氯纶 难燃、保暖、耐晒、耐磨、弹性好，但是染色性 差，热收缩大，限制了它的应用。
二、高分子化合物的组成
简单的低分子化合物叫单体。由一种或几种简单的低分子 化合物通过共价键重复连接而成的链称为分子链。大分子链 中的重复结构单元叫链节。链节的重复次数即链节数叫聚合 度。例如：聚氯乙烯分子是由n个氯乙烯分子打开双键，彼此 连接起来形成的大分子链。可用下式表示：
(1) 热塑性塑料：加热时软化并熔融，可塑造成形，冷却 后即成型并保持既得形状，而且该过程可反复进行。这类塑料 有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺(尼龙)、聚甲醛、聚碳 酸脂、聚苯醚、聚砜等。这类塑料加工成形简便，具有较高的 机械性能，但耐热性和刚性比较差。
(2) 热固性塑料: 初加热时软化，可塑造成形，但固化后 再加热将不再软化,也不溶于溶剂。这类塑料有酚醛、环氧、氨 基、不饱和聚酯、呋喃和聚硅醚树脂等。它们具有耐热性高， 受压不易变形等优点，但机械性能不好。
不同键接方式对性能 影响很大，头尾键接 强度最高。
三、大分子链的形态
⑴伸直链（又称线型链） 由许多链节组成的长链，通常 是卷曲成线团状。这类结构高聚物的特点是弹性、塑性好， 硬度低，是热塑性材料的典型结构。
⑵带支链 支化型分子链，在主链上带有支链。这类结构 高聚物的性能和加工都接近线型分子链高聚物。
一、高聚物的三态
线型非晶态高聚物在不同温度下表现出三种物理状态： 玻璃态、高弹态和粘流态。在恒定应力下的变形-温度பைடு நூலகம் 线如图所示。Tb为脆化温度，Tg为玻璃化温度，Tf 为粘流 温度，Td为化学分解温度。
玻璃化温度Tg是高聚 物保持玻璃态的最高温度， 可认为是大分子链段开始 运动的最低温度。
一、高聚物的三态
（6）氯纶 难燃、保暖、耐晒、耐磨、弹性好，但是染色性 差，热收缩大，限制了它的应用。
高分子材料分析测试方法ppt课件
区域
波长μm 波数 cm-1 能级跃迁类型
近 红 外 区 0.75～2.5 13158 ～ OH 、 NH 及 CH
（泛频区）
4000
键的倍频吸收
中 红 外 区 2.5～25 4000～400 分 子 振 动 ， 伴
（基本振动
随转动
5
傅里叶红外光谱
傅立叶变换红外光谱仪的结构
傅立叶变换红外光谱仪的结构
1
结构鉴 定
流变性
高分子材 料分析主 要方向
分子量 及分布
鉴定
形态及 形貌表
征
热分析 技术
2
核磁共 振法
气相色 谱法
红外光 谱法
结构 鉴定
紫外光 谱法拉曼散 射质谱法分子荧 光光谱发3
傅里叶红外光谱
红外光谱又称为分子振动转动光谱，它和紫外－可见光谱一 样，也是一种分子吸收光谱。当样品受到频率连续变化的红外 光照射时，分子吸收了某些频率的辐射，并由其振动或转动运 动引起偶极矩的净变化产生分子振动和转动能级从基态到激发 态的跃迁，使相应于这些吸收区城的透射光强度减弱。记录红 外光的百分透射比与波数或波长关系的曲线，就得到红外光谱。 红外光谱法不仅能进行定性和定量分析，而且从分子的特征吸 收可以鉴定化合物和分子结构。
f ( ) 0 E(x) cos 2 xdx
我们用迈克耳孙干涉仪可以得到红外光的时域谱，通过FT就 可以得到光的频率（波数）分布。这就是傅里叶变换红外光谱 仪名称的由来。
8
傅里叶红外光谱
分析速 度
信噪比
光谱范 围
红外光 谱仪各 项指标
分辨率
波长准 确度
光度准 确度
波长精 确度
9
傅里叶红外光谱
《高分子材料性能学》PPT课件
14
八、本课程的学习方法
预备知识：材料力学、高分子材料科学基础、 高分子物理
学习方法：性能的基本概念——物理本质—— 影响因素——性能指标的工程意义—— 指标的测试与评价
理论联系实际、重视实验
15
八、参考书目
1. 《材料性能学》王从曾主编，北京工业大学出版社，2001年 2. 《材料性能学》张帆等主编，上海交通大学出版社，2009年 3. 《高分子物理》何曼君等主编，复旦大学出版社，2001年 4. 《高分子物理》金日光等主编，化学工业出版社，2007年 5. 《高聚物的力学性能》何平笙编著，中国科学技术大学出版社，
外界作用下的综合反映 影响因素：内因（材料结构），外因（温度等） 性能测试：测试原理、设备、方法
12
六、高分子材料性能学的主要内容
• 高分子材料的常规力学性能 （6课时） • 高分子材料的高弹性与粘弹性 （5课时） • 高分子材料的断裂 （5课时） • 高分子材料的力学强度 （5课时） • 高分子材料的疲劳性能 （3课时） • 高分子材料的磨损性能 （3课时） • 高分子材料的热、电、磁、光学性能 （15课时） • 高分子材料的老化性能 （4课时）
3
2.橡胶：
天然橡胶
(聚异戊二烯)
合成橡胶
( 顺丁,丁苯,丁腈, 氯丁橡胶)
室温弹性高；形变大（可达1000%），外力去除后，能迅速恢复原状；弹性模量小， 约105~104Pa。
4
3.纤维
聚酯纤维(涤纶，如PET) 聚酰胺纤维（如尼龙，锦纶）
腈纶(PAN) 丙纶(PP) 维纶（PVA）
弹性模量较大，约109~1010Pa。 形变小，机械性能随温度变化不大
9
力学性能：材料在外加载荷作用下或载荷与环境联合作用下所表现的行为— 变形和断裂。即材料抵抗外载引起变形和断裂的能力。
八、本课程的学习方法
预备知识：材料力学、高分子材料科学基础、 高分子物理
学习方法：性能的基本概念——物理本质—— 影响因素——性能指标的工程意义—— 指标的测试与评价
理论联系实际、重视实验
15
八、参考书目
1. 《材料性能学》王从曾主编，北京工业大学出版社，2001年 2. 《材料性能学》张帆等主编，上海交通大学出版社，2009年 3. 《高分子物理》何曼君等主编，复旦大学出版社，2001年 4. 《高分子物理》金日光等主编，化学工业出版社，2007年 5. 《高聚物的力学性能》何平笙编著，中国科学技术大学出版社，
外界作用下的综合反映 影响因素：内因（材料结构），外因（温度等） 性能测试：测试原理、设备、方法
12
六、高分子材料性能学的主要内容
• 高分子材料的常规力学性能 （6课时） • 高分子材料的高弹性与粘弹性 （5课时） • 高分子材料的断裂 （5课时） • 高分子材料的力学强度 （5课时） • 高分子材料的疲劳性能 （3课时） • 高分子材料的磨损性能 （3课时） • 高分子材料的热、电、磁、光学性能 （15课时） • 高分子材料的老化性能 （4课时）
3
2.橡胶：
天然橡胶
(聚异戊二烯)
合成橡胶
( 顺丁,丁苯,丁腈, 氯丁橡胶)
室温弹性高；形变大（可达1000%），外力去除后，能迅速恢复原状；弹性模量小， 约105~104Pa。
4
3.纤维
聚酯纤维(涤纶，如PET) 聚酰胺纤维（如尼龙，锦纶）
腈纶(PAN) 丙纶(PP) 维纶（PVA）
弹性模量较大，约109~1010Pa。 形变小，机械性能随温度变化不大
9
力学性能：材料在外加载荷作用下或载荷与环境联合作用下所表现的行为— 变形和断裂。即材料抵抗外载引起变形和断裂的能力。
高分子材料分析测试方法幻灯片PPT
结构鉴定
傅里叶红外光谱
红外吸收光谱在高分子材料分析中的要素
1. 谱带的位置；它代表某一基团的振动频率。 也是说明是否含有某一基团的标志。
2. 谱带的形状；这主要用于鉴定特殊基团的存 在（如：氢键和离子的官能团会产生很宽的 吸收谱带），如酰胺基的C=O和烯类的 C=C伸缩振动都出现在1650cm-1附近但酰 胺基团的羰基大多形成氢键，其谱带较宽。
结构鉴定
傅里叶红外光谱
5、影响吸收谱带的因素还有分子外和分子内的因素：如溶剂不同, 振动频率不同, 溶剂的极性不同, 介电常数不同, 引起溶质分子振动 频率不同, 因为溶剂的极性会引起溶剂和溶质的缔合, 从而改变吸收 带的频率和强度。氢键的形成使振动频率向低波数移动、谱带加宽 和强度增强(分子间氢键可以用稀释的办法消除, 分子内氢键不随溶 液的浓度而改变)。
结构鉴定
傅里叶红外光谱
相干的复色光，在空间x处电场强度的叠加是：
E (x)0 f()co s2 xd
其中 f ( ) 是光强度按波数 的分布函数 很明显E(x)、 f (分) 别是光时域和频域的表征，上述关系式就是傅立
叶变换式。可以通过FT把光在时域和频域的表征相互转换：
f() 0 E (x )c o s2 x d x
结构鉴定
傅里叶红外光谱
(3)样品量的控制对谱图的影响： 在红外光谱实验中, 固体粉末样品不能直接压片, 必须用稀释剂稀释、 研磨后才能压片。稀释剂溴化钾与样品的比例非常重要, 样品太少不行, 样 品太多则信息太丰富而特征峰不突出, 造成分析困难或吸收峰成平顶。对于 白色样品或吸光系数小的样品, 稀释剂溴化钾与样品的比例是100：1; 对于 有色样品或吸光系数大的样品稀释剂溴化钾与样品的比例是150：1。
高分子材料的性能特点.pptx
2.1 高分子材料的力学状态
气态 物质的力学三态 液态
固态
温度增加
聚合物力学状态具有特殊性。原因：
没有气态； 具有非晶态； 结晶具有不完善性。
第2页/共35页
2.1 高分子材料的力学状态
线型无定形聚合物的力学三态及其转变
热机械曲线（形变-温度曲线）实验示意 等速升温
第3页/共35页
2.1 高分子材料的力学状态
第34页/共35页
感谢您的观看。
第35页/共35页
弯曲强度 冲击强度
第13页/共35页
2.2 高分子材料的力学性能
应力-应变
应变（形变）：外力作用而不产生惯性移动时其 几何形状和尺寸所发生的变化。
材料
外力作
用 发生形变
材料欲保持原
状
产生附加内力
外力卸载
内力使形变回复并自行逐步消除
应力：单位面积上的内力。
第14页/共35页
2.2 高分子材料的力学性能
作业：
一、名词术语解释 1、结晶度 2、玻璃化转变温度（Tg） 3、粘流温度（Tf） 4、应变 5、蠕变
二、简答 1、高弹性为什么又称为熵弹性？ 2、简要阐述聚合物的粘弹性。 3、描述高分子材料的软硬、强弱和韧脆的指标分别是什么？ 4、请说明非晶态聚合物力学三态的运动单元。
三、论述题 1、画出塑料材料的应力应变曲线，并对其进行描述？ 2、高分子材料的使用温度同玻璃化转变温度有什么关系？
（2）力学特征：形变量小(0.01 ～ 1%)，模量高(109 ～ 1010 Pa)。 形变与时间无关，呈普弹性。
（3）常温下处于玻璃态的聚合物通常用作塑料。
第5页/共35页
高弹态
Tg ～Tf
（1）分子运动机制：链段“解冻”，可以运动
气态 物质的力学三态 液态
固态
温度增加
聚合物力学状态具有特殊性。原因：
没有气态； 具有非晶态； 结晶具有不完善性。
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2.1 高分子材料的力学状态
线型无定形聚合物的力学三态及其转变
热机械曲线（形变-温度曲线）实验示意 等速升温
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2.1 高分子材料的力学状态
第34页/共35页
感谢您的观看。
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弯曲强度 冲击强度
第13页/共35页
2.2 高分子材料的力学性能
应力-应变
应变（形变）：外力作用而不产生惯性移动时其 几何形状和尺寸所发生的变化。
材料
外力作
用 发生形变
材料欲保持原
状
产生附加内力
外力卸载
内力使形变回复并自行逐步消除
应力：单位面积上的内力。
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2.2 高分子材料的力学性能
作业：
一、名词术语解释 1、结晶度 2、玻璃化转变温度（Tg） 3、粘流温度（Tf） 4、应变 5、蠕变
二、简答 1、高弹性为什么又称为熵弹性？ 2、简要阐述聚合物的粘弹性。 3、描述高分子材料的软硬、强弱和韧脆的指标分别是什么？ 4、请说明非晶态聚合物力学三态的运动单元。
三、论述题 1、画出塑料材料的应力应变曲线，并对其进行描述？ 2、高分子材料的使用温度同玻璃化转变温度有什么关系？
（2）力学特征：形变量小(0.01 ～ 1%)，模量高(109 ～ 1010 Pa)。 形变与时间无关，呈普弹性。
（3）常温下处于玻璃态的聚合物通常用作塑料。
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高弹态
Tg ～Tf
（1）分子运动机制：链段“解冻”，可以运动
高分子材料性能测试方法课件
高分子材料性能 测试方法课件
目录
• 高分子材料性能测试概述 • 力学性能测试方法 • 热性能测试方法 • 光学性能测试方法 • 电性能测试方法 • 环境适应性测试方法
01
CATALOGUE
高分子分子材料性能测试是指通过一系列 实验手段，对高分子材料的各种性能 指标进行测量和评估的过程。
详细描述
硬度测试有多种方法，如邵氏硬度计、洛氏硬度计等。在这些方法中，试样表面被逐渐 施加压力，直到达到一定深度或出现压痕。通过测量压痕的尺寸或深度，可以获得材料
的硬度值。
疲劳测试
总结词
疲劳测试用于测量材料在交变应力作用下的疲劳寿命和耐疲劳性能。
详细描述
在疲劳测试中，试样在交变应力作用下进行循环加载。随着循环次数的增加，试样逐渐出现疲劳裂纹 并最终断裂。通过测量试样断裂时的循环次数和应力水平，可以获得材料的疲劳强度和疲劳极限。
光泽度测试
总结词
光泽度是衡量高分子材料表面光滑度的指标。
详细描述
光泽度测试是通过测量材料表面反射光的强度和均匀性 来评估其光滑程度。测试方法包括使用光泽度计在一定 角度范围内测量材料表面的反射光强，计算光泽度数值 。
05
CATALOGUE
电性能测试方法
电导率测试
总结词
电导率是衡量高分子材料导电性能的重要参数，通过电导率测试可以了解材料的导电性 能和离子迁移能力。
要点二
详细描述
耐电痕化指数测试通常采用耐电痕化指数测试仪进行，将 材料置于耐电痕化指数测试仪的电极之间，施加一定的直 流电压或交流电压，观察材料表面在电场作用下的变化情 况，如是否出现电痕、变色等现象。耐电痕化指数的大小 与材料中分子的极性、结晶度、分子量等性质有关，可以 反映材料的耐老化性能和稳定性。
目录
• 高分子材料性能测试概述 • 力学性能测试方法 • 热性能测试方法 • 光学性能测试方法 • 电性能测试方法 • 环境适应性测试方法
01
CATALOGUE
高分子分子材料性能测试是指通过一系列 实验手段，对高分子材料的各种性能 指标进行测量和评估的过程。
详细描述
硬度测试有多种方法，如邵氏硬度计、洛氏硬度计等。在这些方法中，试样表面被逐渐 施加压力，直到达到一定深度或出现压痕。通过测量压痕的尺寸或深度，可以获得材料
的硬度值。
疲劳测试
总结词
疲劳测试用于测量材料在交变应力作用下的疲劳寿命和耐疲劳性能。
详细描述
在疲劳测试中，试样在交变应力作用下进行循环加载。随着循环次数的增加，试样逐渐出现疲劳裂纹 并最终断裂。通过测量试样断裂时的循环次数和应力水平，可以获得材料的疲劳强度和疲劳极限。
光泽度测试
总结词
光泽度是衡量高分子材料表面光滑度的指标。
详细描述
光泽度测试是通过测量材料表面反射光的强度和均匀性 来评估其光滑程度。测试方法包括使用光泽度计在一定 角度范围内测量材料表面的反射光强，计算光泽度数值 。
05
CATALOGUE
电性能测试方法
电导率测试
总结词
电导率是衡量高分子材料导电性能的重要参数，通过电导率测试可以了解材料的导电性 能和离子迁移能力。
要点二
详细描述
耐电痕化指数测试通常采用耐电痕化指数测试仪进行，将 材料置于耐电痕化指数测试仪的电极之间，施加一定的直 流电压或交流电压，观察材料表面在电场作用下的变化情 况，如是否出现电痕、变色等现象。耐电痕化指数的大小 与材料中分子的极性、结晶度、分子量等性质有关，可以 反映材料的耐老化性能和稳定性。
高分子材料性能测试方法课件
测试是用来评估高分子材料的导电性能，通过测量材料在施加电流下的电阻值来评估其导电 性能。
详细描述
在测试过程中，将高分子材料置于一定的温度和湿度条件下，施加一定的电流，通过测量材料两端的 电压值来计算其电阻值。电阻越小，材料的导电性能越好。
电磁屏蔽性能测试
总结词
电磁屏蔽性能测试是用来评估高分子材 料的电磁屏蔽效果，通过测量材料对电 磁波的屏蔽效能来评估其电磁屏蔽性能 。
详细描述
色散性能测试用于评估高分子材料的色散特性，即材料 对不同波长光的折射率变化。
反射和散射性能测试
总结词
反射和散射性能测试用于评估高分子材料对光的反射和散射特性。
详细描述
反射和散射性能测试通常采用光谱仪进行，测试时将高分子材料置于测试装置中，光源 发出的光束照射到材料表面后发生反射和散射，通过测量反射和散射光束的光谱分布和 强度，计算出反射率和散射系数数值。反射率和散射系数数值越低，表明材料的反射和
详细描述
在弯曲性能测试中，试样在三点弯曲装置上承受弯曲力，记录试样断裂时的最 大弯曲力和对应的挠度，计算弯曲强度、弹性模量等参数。
冲击性能测试
总结词
冲击试验用于评估高分子材料的 抗冲击能力和韧性。
详细描述
在冲击性能测试中，试样在冲击 装置上承受冲击力，记录试样断 裂时的冲击功和冲击强度，评估 材料的韧性和抗冲击能力。
02
高分子材料力学性能测试
拉伸性能测试
总结词
通过拉伸试验可以测定高分子材料的 拉伸强度、弹性模量等力学性能指标 。
详细描述
在拉伸性能测试中，试样在恒速拉伸 力作用下逐渐被拉长，记录试样断裂 时的最大拉伸力和对应的伸长量，计 算拉伸强度、弹性模量等参数。
弯曲性能测试
详细描述
在测试过程中，将高分子材料置于一定的温度和湿度条件下，施加一定的电流，通过测量材料两端的 电压值来计算其电阻值。电阻越小，材料的导电性能越好。
电磁屏蔽性能测试
总结词
电磁屏蔽性能测试是用来评估高分子材 料的电磁屏蔽效果，通过测量材料对电 磁波的屏蔽效能来评估其电磁屏蔽性能 。
详细描述
色散性能测试用于评估高分子材料的色散特性，即材料 对不同波长光的折射率变化。
反射和散射性能测试
总结词
反射和散射性能测试用于评估高分子材料对光的反射和散射特性。
详细描述
反射和散射性能测试通常采用光谱仪进行，测试时将高分子材料置于测试装置中，光源 发出的光束照射到材料表面后发生反射和散射，通过测量反射和散射光束的光谱分布和 强度，计算出反射率和散射系数数值。反射率和散射系数数值越低，表明材料的反射和
详细描述
在弯曲性能测试中，试样在三点弯曲装置上承受弯曲力，记录试样断裂时的最 大弯曲力和对应的挠度，计算弯曲强度、弹性模量等参数。
冲击性能测试
总结词
冲击试验用于评估高分子材料的 抗冲击能力和韧性。
详细描述
在冲击性能测试中，试样在冲击 装置上承受冲击力，记录试样断 裂时的冲击功和冲击强度，评估 材料的韧性和抗冲击能力。
02
高分子材料力学性能测试
拉伸性能测试
总结词
通过拉伸试验可以测定高分子材料的 拉伸强度、弹性模量等力学性能指标 。
详细描述
在拉伸性能测试中，试样在恒速拉伸 力作用下逐渐被拉长，记录试样断裂 时的最大拉伸力和对应的伸长量，计 算拉伸强度、弹性模量等参数。
弯曲性能测试
高分子材料性能与评价 ppt课件
是由许多小分子聚合而成，故又称为聚合物或高聚物。
原子之间由共价键结合，称为主价键； 分子之间由范德华键连接，称为次价键。 由于分子太大，分子间次价键力之和远超过分子中原子间主价键 的结合力。拉伸时常常先发生原子键的断裂，而不是分子链之间的滑 脱。
• 聚合物 聚合物的小分子化合物称为单体，组成聚合物长链的
当分子间存在化学交联时，链段活动能力下降， Tg升高。 交联点密度愈高，Tg增加愈甚。
2020/12/27
33
(7)增塑剂或稀释剂的影响
一般增塑剂分子与高分子具有较强的亲和力，会使链分子 间作用减弱 (屏蔽效应) ，同时，增塑剂分子小，活动能 力强，可提供链段运动的空间，因此Tg下降，同时流动温 度Tf也会降低，因而加入增塑剂后可以降低成型温度，并 可改善制品的耐寒性。
• 1887年 Count Hilaire de Chardonnet用硝 化纤维素的溶液进行纺丝，制得了人造丝。
2020/12/27
7
• 1909年 美国人贝克兰 (Leo Baekeland)用苯酚与甲醛反应制造出第 一种完全人工合成的塑料--酚醛树酯。
• 1920年施陶丁格 (Hermann Staudinger)发表了“关于聚合反应” 的 论文提出：高分子物质是由具有相同化学结构的单体经过化学反应 (聚合)，通过化学键连接在一起的大分子化合物，高分子或聚合物一 词即源于此。
M>Mc, Tg与M无关
Tg
Tg ()
K Mn
Tg() – 临界分子量Mc时聚合物的Tg
2020/12/27
29
(5) 链间相互作用
柔性
Tg
极性： PP Tg=-18°C < PVC Tg=87°C < PAN Tg=103°C
原子之间由共价键结合，称为主价键； 分子之间由范德华键连接，称为次价键。 由于分子太大，分子间次价键力之和远超过分子中原子间主价键 的结合力。拉伸时常常先发生原子键的断裂，而不是分子链之间的滑 脱。
• 聚合物 聚合物的小分子化合物称为单体，组成聚合物长链的
当分子间存在化学交联时，链段活动能力下降， Tg升高。 交联点密度愈高，Tg增加愈甚。
2020/12/27
33
(7)增塑剂或稀释剂的影响
一般增塑剂分子与高分子具有较强的亲和力，会使链分子 间作用减弱 (屏蔽效应) ，同时，增塑剂分子小，活动能 力强，可提供链段运动的空间，因此Tg下降，同时流动温 度Tf也会降低，因而加入增塑剂后可以降低成型温度，并 可改善制品的耐寒性。
• 1887年 Count Hilaire de Chardonnet用硝 化纤维素的溶液进行纺丝，制得了人造丝。
2020/12/27
7
• 1909年 美国人贝克兰 (Leo Baekeland)用苯酚与甲醛反应制造出第 一种完全人工合成的塑料--酚醛树酯。
• 1920年施陶丁格 (Hermann Staudinger)发表了“关于聚合反应” 的 论文提出：高分子物质是由具有相同化学结构的单体经过化学反应 (聚合)，通过化学键连接在一起的大分子化合物，高分子或聚合物一 词即源于此。
M>Mc, Tg与M无关
Tg
Tg ()
K Mn
Tg() – 临界分子量Mc时聚合物的Tg
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(5) 链间相互作用
柔性
Tg
极性： PP Tg=-18°C < PVC Tg=87°C < PAN Tg=103°C
高分子材料——力学性能-(课堂PPT)
Stress
Elongation at yield
Elongation at break
Yield stress
Strain
Ultimate strength
五个重要性质： (1)杨氏模量 (2)屈服强度 (3)抗张强度 (4)断裂伸长率 (5)断裂韧性
18
应力-应变过程的不同阶段
I II III IV
• 若形变时体积不发生变化则有
Aolo Al
• 令:伸长比 • 则有:
A Aolo Ao l 1
l lo l 1
lo
lo
/ F F1 1
A
Ao
31
2-4 真应力-应变曲线及其屈服判据
• 按照定义:屈服点为
d 0 d
d
/ 1
0
d
• 则有:
d 1 2 / 1 1 d / 0
材料名称
高级合金钢
A3钢
铝合金 铸铁 聚乙烯 尼龙66 玻璃增强尼龙66 聚酯玻璃钢 环氧玻璃钢 酚醛玻璃钢 玻璃增强聚碳酸酯 玻璃增强聚乙烯 玻璃增强聚丙烯 玻璃增强聚苯乙烯 玻璃增强聚砜 玻璃增强ABS
比重
8.0 7.85 2.8 7.4 0.95 1.12 1.3～1.5 1.8 1.73 1.75 1.4 1.1 1.05～1.24 1.2～1.3 1.45 1.23～1.36
泊松比 0.25 0.16~0.34 0.33 0.38 0.39 0.49~0.50
7
常用的几种力学强度
• 拉伸强度σt= P/bd （最大负荷/截面积)Mpa 1 Mpa = 9.8 kg/cm2 ≈ 10 kg/cm2
• 弯曲强度 σf = 1.5(Plo/bd) MPa
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6
2.2，熔融流动指数（MFI : Melt Flow Index)
熔融指数：热塑性材料在一定的温度和压力下，熔体每10分钟通过标准口模的质量， 以g/10min表示。 作用：通过测试了解 MFI大小来评估材料流动性，为成型加工选择工艺提供依据 常用标准：ASTM D1238，ISO 1133，GB 3682 试验仪器：熔体流动速率仪，标准口模有2.095±0.010mm和1.180±0.005mm两种。通常采用前者。 相关概念 简称：熔融指数（MI：Melt Index） 熔体流动速率（MFR：Melt Flow Rate）， 体积熔体流动速率（MVR：Melt Volume Rate）：以体积来计算熔体流动指数，单位cm3/10min。
洛氏硬度测试方法：用试验钢球能在被测物上砸上痕迹时硬度计表盘 上所显示的数值即为硬度值。适用于硬度高的工程塑料和金属材料。
邵氏硬度计及A/D型压头
洛氏硬度计
3
1.2，成型收缩率（Mold Shrinkage）
成型收缩率：注塑成型时，树脂经加热熔融后体积膨胀，体积膨胀的熔融树脂填充到模腔内后实施冷却， 过程中树脂体积将减小，此时对应部分尺寸减小率就是成型收缩率。
测试方法:将已测量原始长度的试样装入石英膨胀计中，然后将膨胀计插入不同温度的恒温浴内， 待试样温度与恒温浴温度平衡，测量长度变化的仪器指示值稳定后，记录读数，由试 样膨胀值和温度变化量，即可计算出热膨胀系数。
样条长度：50-125mm
常用测试温度范围： ASTM E831：-40 ℃到40 ℃ ISO 11359-2：23 ℃到80 ℃
3.1,拉伸测试 3.2,弯曲测试 3.3,冲击测试
电性能
4.1,漏电起痕指数 4.2,体积电阻率 4.3,表面电阻率 4.3,介电常数 4.3,介电强度
2
1.1，硬度（Hardness）
硬度：材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度，反应材料软硬程度。
高分子材料领域常用的是邵氏硬度和洛氏硬度。
邵氏硬度一般用于橡胶类材料上，硬度范围在20~90之间。 如果超过邵A硬度90，则选用邵D硬度计测试。 如果低于绍D硬度20，则选用邵A硬度计测试。 邵A硬度计（0.79mm）：负载1Kg，样品厚度大于5mm ，适合软质的塑料和橡胶 邵D硬度计（0.20mm）：负载5Kg，样品厚度大于5mm ，适合较硬的塑料和橡胶
200
300
砝码重量(KG） 2.16
5
5
1.2
260
300
343
5
2.16
2.16
8种荷重规格：
1级：0.325kg、 2级：1.200 kg 3级：2.160 kg 4级：3.800 kg
5级：5.000 kg 6级：10.000 kg 7级：12.500 kg 8级：21.600 kg
8
2.3, 热变形温度（HDT：Heat Deflection Temperature）
7
常见塑料的MFI测试条件（温度/荷重）
塑料种类 温度℃
砝码重量(KG）
PA6 235 2.16
PA6+GF 255 5
PA66 275 2.16
PA66+GF 285 5
PBT 250 2.16
PBT+GF 255 5
塑料种类
POM
POM+GF
ABS
PC
PC/ABS
PA46
LCP
温度℃
190
190
高分子材料性能测试
（塑料物性表解读）
作者交流方式：nigq@
1
目录（Contents）
物理性能
1.1,硬度 1.2,成型收缩率 1.3,吸/含水率
热性能
2.1,热膨胀系数 2.2,熔融流动指数 2.3,热变形温度 2.4,维卡软化温度 2.5,水平垂直燃烧 2.6,灼热丝起火
力学性能
含水率：一定条件下，材料中实际的水分含量。一般情况下，对同一材料而言，含水率<吸水率
5
2.1，热膨胀系数（CTE: Coefficient of Thermal Expansion）
热膨胀系数：固定物质温度升高1摄氏度时,其长度的变化和它在之前长度之比，单位1/ ℃。 塑料热膨胀系数一般是钢材的十倍左右。 塑料的热膨胀系数在10-5到10-6级别之间；尼龙的热膨胀系数一般为：0.000014-0.000016/℃ 。
热变形温度：将样条固定在热变形仪的支架上，施加规定的荷重，浸入硅油中，以一定的加温速度加热硅油， 当样条产生0.254mm的变形量时的温度即为热变形温度（HDT）。 HDT是塑料的热性能中最具有代表性的数据，HDT越高，材料的耐热性越好。
两种荷重：A：1.82MPa；B：0.45MPa 试验方法：将所需荷重施加在样条上，然后将样条浸入硅油中，预热3-5min，以2 ℃ /min 的速度加热油。 样条规格: 尺寸120mm15mm 10mm，2根以上，样条成型后需放置48小时以上。
出后的1分钟内再次称量样品的重量M2;
样品规格：1.圆片：直径50mm,厚度4mm 2.方片：60mm×60mm×1mm 3.条形：76.2mm×25.4mm×3.2mm
常用工程塑料吸水率（23℃，24Hr） PA6 PA66 PC PET PMMA PBT ABS LCP PPO 1.3 1.2 0.15 0.14 0.3 0.08 0.1 0.01 0.1
9
测试方法对比
测试方法 ASTM D648
测试方法 试样规格
方形60×60×2 mm
ASTM D955/ISO 294-4 条形127×12.7×3.2 mm 圆片φ100mm，厚3.2mm
塑料的流向不同，收缩率也不同，一般流动方向的收缩率小于横向方向的。 常见塑料的收缩率：
塑料
PA6
PA66
PBT
PC
PET
ABS
流动（%）
1.2
1.4
1.8
0.5
2.0
0.4
横向（%）
2.0
1.8
2.0
0.7
2.5
0.6
PMMA 0.3 0.7
4
1.3，吸水率和含水率（Water Absorption & Moisture Content)
吸水率：(M2-M1)/M1×100% 测试方法（标准:ASTM D570 ISO62）：
1，把样品放到干燥箱干燥（50度/24小时）， 移至干燥器中冷却到室温，测试样品的重量M1； 2，将试片浸入温度为23度的蒸馏水中，浸泡24小时后，将其取出用滤纸除去表面水分，在取
2.2，熔融流动指数（MFI : Melt Flow Index)
熔融指数：热塑性材料在一定的温度和压力下，熔体每10分钟通过标准口模的质量， 以g/10min表示。 作用：通过测试了解 MFI大小来评估材料流动性，为成型加工选择工艺提供依据 常用标准：ASTM D1238，ISO 1133，GB 3682 试验仪器：熔体流动速率仪，标准口模有2.095±0.010mm和1.180±0.005mm两种。通常采用前者。 相关概念 简称：熔融指数（MI：Melt Index） 熔体流动速率（MFR：Melt Flow Rate）， 体积熔体流动速率（MVR：Melt Volume Rate）：以体积来计算熔体流动指数，单位cm3/10min。
洛氏硬度测试方法：用试验钢球能在被测物上砸上痕迹时硬度计表盘 上所显示的数值即为硬度值。适用于硬度高的工程塑料和金属材料。
邵氏硬度计及A/D型压头
洛氏硬度计
3
1.2，成型收缩率（Mold Shrinkage）
成型收缩率：注塑成型时，树脂经加热熔融后体积膨胀，体积膨胀的熔融树脂填充到模腔内后实施冷却， 过程中树脂体积将减小，此时对应部分尺寸减小率就是成型收缩率。
测试方法:将已测量原始长度的试样装入石英膨胀计中，然后将膨胀计插入不同温度的恒温浴内， 待试样温度与恒温浴温度平衡，测量长度变化的仪器指示值稳定后，记录读数，由试 样膨胀值和温度变化量，即可计算出热膨胀系数。
样条长度：50-125mm
常用测试温度范围： ASTM E831：-40 ℃到40 ℃ ISO 11359-2：23 ℃到80 ℃
3.1,拉伸测试 3.2,弯曲测试 3.3,冲击测试
电性能
4.1,漏电起痕指数 4.2,体积电阻率 4.3,表面电阻率 4.3,介电常数 4.3,介电强度
2
1.1，硬度（Hardness）
硬度：材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度，反应材料软硬程度。
高分子材料领域常用的是邵氏硬度和洛氏硬度。
邵氏硬度一般用于橡胶类材料上，硬度范围在20~90之间。 如果超过邵A硬度90，则选用邵D硬度计测试。 如果低于绍D硬度20，则选用邵A硬度计测试。 邵A硬度计（0.79mm）：负载1Kg，样品厚度大于5mm ，适合软质的塑料和橡胶 邵D硬度计（0.20mm）：负载5Kg，样品厚度大于5mm ，适合较硬的塑料和橡胶
200
300
砝码重量(KG） 2.16
5
5
1.2
260
300
343
5
2.16
2.16
8种荷重规格：
1级：0.325kg、 2级：1.200 kg 3级：2.160 kg 4级：3.800 kg
5级：5.000 kg 6级：10.000 kg 7级：12.500 kg 8级：21.600 kg
8
2.3, 热变形温度（HDT：Heat Deflection Temperature）
7
常见塑料的MFI测试条件（温度/荷重）
塑料种类 温度℃
砝码重量(KG）
PA6 235 2.16
PA6+GF 255 5
PA66 275 2.16
PA66+GF 285 5
PBT 250 2.16
PBT+GF 255 5
塑料种类
POM
POM+GF
ABS
PC
PC/ABS
PA46
LCP
温度℃
190
190
高分子材料性能测试
（塑料物性表解读）
作者交流方式：nigq@
1
目录（Contents）
物理性能
1.1,硬度 1.2,成型收缩率 1.3,吸/含水率
热性能
2.1,热膨胀系数 2.2,熔融流动指数 2.3,热变形温度 2.4,维卡软化温度 2.5,水平垂直燃烧 2.6,灼热丝起火
力学性能
含水率：一定条件下，材料中实际的水分含量。一般情况下，对同一材料而言，含水率<吸水率
5
2.1，热膨胀系数（CTE: Coefficient of Thermal Expansion）
热膨胀系数：固定物质温度升高1摄氏度时,其长度的变化和它在之前长度之比，单位1/ ℃。 塑料热膨胀系数一般是钢材的十倍左右。 塑料的热膨胀系数在10-5到10-6级别之间；尼龙的热膨胀系数一般为：0.000014-0.000016/℃ 。
热变形温度：将样条固定在热变形仪的支架上，施加规定的荷重，浸入硅油中，以一定的加温速度加热硅油， 当样条产生0.254mm的变形量时的温度即为热变形温度（HDT）。 HDT是塑料的热性能中最具有代表性的数据，HDT越高，材料的耐热性越好。
两种荷重：A：1.82MPa；B：0.45MPa 试验方法：将所需荷重施加在样条上，然后将样条浸入硅油中，预热3-5min，以2 ℃ /min 的速度加热油。 样条规格: 尺寸120mm15mm 10mm，2根以上，样条成型后需放置48小时以上。
出后的1分钟内再次称量样品的重量M2;
样品规格：1.圆片：直径50mm,厚度4mm 2.方片：60mm×60mm×1mm 3.条形：76.2mm×25.4mm×3.2mm
常用工程塑料吸水率（23℃，24Hr） PA6 PA66 PC PET PMMA PBT ABS LCP PPO 1.3 1.2 0.15 0.14 0.3 0.08 0.1 0.01 0.1
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测试方法对比
测试方法 ASTM D648
测试方法 试样规格
方形60×60×2 mm
ASTM D955/ISO 294-4 条形127×12.7×3.2 mm 圆片φ100mm，厚3.2mm
塑料的流向不同，收缩率也不同，一般流动方向的收缩率小于横向方向的。 常见塑料的收缩率：
塑料
PA6
PA66
PBT
PC
PET
ABS
流动（%）
1.2
1.4
1.8
0.5
2.0
0.4
横向（%）
2.0
1.8
2.0
0.7
2.5
0.6
PMMA 0.3 0.7
4
1.3，吸水率和含水率（Water Absorption & Moisture Content)
吸水率：(M2-M1)/M1×100% 测试方法（标准:ASTM D570 ISO62）：
1，把样品放到干燥箱干燥（50度/24小时）， 移至干燥器中冷却到室温，测试样品的重量M1； 2，将试片浸入温度为23度的蒸馏水中，浸泡24小时后，将其取出用滤纸除去表面水分，在取