測試聚合物的機械性能:壓痕試驗、彎曲試驗以及滑動摩擦試驗

壓痕(Indentation)試驗主要標準有ISO 7619-1。壓痕試驗是許多材料(包括聚合物)機械特性的一種廣泛使用的方法。壓痕試驗得出的重要參數是硬度,通常用于表示材料對局部表面變形的抵抗力。這是一項非常有用的測試,但如果樣品表面平坦且結構均勻,該試驗裝置也可以提供有用的應力應變數據,前提是在試驗過程中進行準確測量。
技
聚合物通常使用球壓頭(布氏硬度)或使用紋理分析儀的肖氏硬度計進行壓痕試驗。一些研究人員也可以使用菱形維氏壓頭。肖氏硬度計用于通過測量變形阻力來確定材料的壓痕硬度。A和D是兩種常用的刻度。大多數肖氏硬度測試是在標準橡膠、硫化橡膠、熱塑性彈性體、凝膠和塑料上進行的。
 
彎曲(Flexure)試驗通常稱為“三點彎曲試驗”,常見的測試標準有ASTM D790、ISO 178等,該試驗通過將一個長試樣放置在兩個支架(或因其曲面而稱為“滾柱”)上,相隔一定距離,第三個滾柱向下移動,以接觸這些支架中間的試樣。在某些情況下,將兩個滾輪降到樣品上,又被稱為四點彎曲試驗。
  加載臂以恒定速度向下移動直至樣品彎曲,如果樣品足夠脆且所需的力在稱重傳感器的極限范圍內,則會發生斷裂。不同的樣品將給出不同的荷載-距離響應,對于強度和硬度大的樣品顯示出更大的力,脆性樣品在發生任何塑性變形之前會斷裂,而韌性大的樣品在曲線下顯示出與變形所需的大量能量相對應的大面積。
 
彎曲試驗非常有用,可用于監測不規則物體的質量。如果樣品具有均勻的矩形或圓形橫截面,且對樣品尺寸進行了精確測量,則該試驗裝置也可以提供有用的應力應變數據。
 
滑動摩擦(Sliding Friction)參考標準主要有ISO 8295、ASTM D1894等?;瑒幽Σ潦窃S多聚合物材料的重要測量方法,尤其是用于包裝的薄膜材料,但任何半剛性到剛性聚合物都可以用這種方法測量。
 
當薄膜或薄片試樣在自身或另一物質上滑動時,可對其進行摩擦性能測量。摩擦系數與塑料薄膜的滑動特性有關,塑料薄膜在包裝應用中具有廣泛的用途。摩擦系數定義為摩擦力與垂直于兩個接觸面作用的力(通常為重力)之比。該系數是衡量一種材料的表面在其自身或另一種材料的相鄰表面上滑動的相對難度。靜摩擦系數或起始摩擦系數與測量開始表面彼此相對運動的力有關。動摩擦系數或滑動摩擦系數與維持該運動時測得的力有關。