粘弹性能

很多客户，尤其是纺织化纤、合成树脂等行业，在测量聚合物时，常常会发现用普通实验室粘度计测量时会发生物料爬杆的现象，得不到很好的测量结果。发生这种问题的原因主要是由于物料具有粘弹性，由于韦森堡效应所引起的，与法向应力有关，由于高分子流体在流动中形成各向异性结构而产生的。当轴在液体中旋转时，离轴越近的地方剪切速率就越大，故法向应力越大，相应的，高分子链的弹性恢复力就越大，于是使得熔体沿轴向上挤，就出现了爬杆现象。什么是粘弹性流体？有粘性液体和弹性固体的特性粘性液体：受力，流动，产生永久性形变弹性固体：受力，变形，去除外力，形变恢复粘弹性流体：受力时产生形变，去除外力，形变部分回复，受力时间越长，形变回复部分越少。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/11/201311201458_478350_317_3.jpg用普通粘度计来测量时由于爬杆现象，得到的数据经常是大于真实的粘度值，同时这类物料实际又是假塑性剪切变稀的，因此对这类物料的特性经常使测试者很困惑。针对这类物料，不能采用同轴圆柱体转子，最简单的方法是采用R/S-CPS 锥板流变仪，根据物料的粘度范围选用CP25-1 或CP50-1 转子，可以先做一下剪切率扫描，得到基本的流变曲线，然后根据情况确定最后的测量条件，一般建议采用低剪切率进行测量，如下图所示，是一个聚合物在不同聚合条件下的流变曲线，从曲线可以发现，该物料是假塑性流体，同时经过实验也发现具有触变性，最后确定在较低剪切率（该样品采用8 S-1）的条件下进行测量，可以获得稳定可靠的粘度值，给生产工艺的确定提供了可靠的实验数据。对于粘弹性体或凝胶类样品（高分子聚合度高，浓度高）来说，采用锥板流变仪不断线性增加和降低样品受到的应力和剪切率方法，可以从一定程度上限制内部结构的弹性回复对数据造成不一致的麻烦，因此使用R/S 流变仪是更适合该样品的测试，具体测量的条件：可以采用剪切率扫描进行流变曲线测试，或者选用一个比较低的剪切率（0-20 /S）进行一段时间的测量，再取平均值。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/11/201311201500_478353_317_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/11/201311201500_478354_317_3.jpg

[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/07/200907152015_160077_1759509_3.jpg[/img]理想的弹性体其弹性变形速度是很快的，相当于声音在弹性体中的传播速度。因此，在加载时可认为变形立即达到应力-应变曲线上的相应值，卸载时也立即恢复原状，图上的加载与卸载应在同一直线上，也就是说应变与应力始终保持同步。但是，在实际材料中有应变落后于应力现象，这种现象叫做滞弹性(如图1-2)。对于多数金属材料，如果不是在微应变范围内精密测量，其滞弹性不是十分明显，而有少数金属特别象铸铁、高铬不锈钢则有明显的滞弹性。例如普通灰铸铁在拉伸时，其在弹性变形范围内应力和应变并不遵循直线AC关系(参见图1-2)，而是加载时沿着直线ABC，在卸载时不是沿着原途径，而是沿着CDA恢复原状。加载时试样储存的变形功为ABCE，卸载时释放的弹性变形能为ADCE，这样在加载与卸载的循环中，试样储存的弹性能为ABCDA，即图中阴影线面积。这个滞后环面积虽然很小，但在工程上对一些产生振动的零件却很重要，它可以减小振动，使振动幅度很快地衰减下来，正是因为铸铁有此特性，故常被用来制作机床床身和内燃机的支座。滞弹性也有不好的一面，如在精密仪表中的弹簧、油压表或气压表的测力弹簧，要求弹簧薄膜的弹性变形能灵敏地反映出油压或气压的变化，因此不允许材料有显著的滞弹性。对于高分子材料，滞弹性表现为粘弹性并成为材料的普遍特性，这时高分子的力学性能都与时间有关了，其应变不再是应力的单值函数也与时间有关。高分子材料的粘弹性主要是由于大的分子量使应变对应力的响应较慢所致。

[size=3]GB/T 17657—1999人造板及饰面人造板理化性能试验方法中，弯曲试验中的[/size][size=3]弹性模量[/size][size=3]计算公式为[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/06/201006141122_224471_1796045_3.jpg[/img]其中：Eb=弹性模量 L=长度 b=宽度 h=厚度[/size][size=5]L³ 跟4×b×h³ [/size][size=3]之比从何而来的或代表的意思？不理解。希望专家解答，谢谢！[/size]

【网络讲座】：热分析在弹性体方面行业的应用 【讲座时间】：2016-10-20 14:00【主讲人】：范玲婷，梅特勒-托利多技术应用顾问，高分子专业，从事热分析行业工作多年，具有丰富的热分析仪器使用及应用的经验。【会议简介】在弹性体的性能测试与分析过程中，热分析扮演了非常重要的角色，能够测试弹性体多方面的性能。本次网络研讨会我们将就热分析技术，包括DSC、TGA、TMA和DMA，在弹性体方面的应用展开讨论，通过具体的案例介绍利用热分析技术在弹性体方面的分析方法和测试技巧。-------------------------------------------------------------------------------1、报名条件：只要您是仪器网注册用户均可报名参加。2、报名截止时间：2016-10-20 13:303、报名参会：http://www.instrument.com.cn/webinar/meeting/meetingInsidePage/1869http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/09/201609071156_608684_2507958_3.jpg扫描二维码，报名参会4、报名及参会咨询：QQ群—290101720，扫码入群“热分析”http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191702_673944_2507958_3.gif

一、背景因公司客户要求，需要对产品进行弯曲弹性模量这个指标进行测试，以此来评判材料的刚度。但是我们自己实验室测试结果整体偏小，且和第三方实验室测试结果差异较大。因此需寻找有效方法，解决这个问题。二、弹性模量弹性模量的一般定义是：应力除以应变。材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系，技符合胡克定律。包括杨氏模量、剪切模量、体积模量等。弹性模量的意义：是工程材料的重要的性能参数。弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大。三、测试标准GB 1449-2005《纤维增强塑料弯曲性能》。弹性模量计算公式：1、采用分级加载时，弯曲弹性模量计算公式：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015072217024069_01_2552812_3.png式中：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507231107_556816_2552812_3.jpg: 弯曲弹性模量，单位为兆帕（MPa）； http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507231103_556812_2552812_3.jpg:载荷-挠度曲线上初始直线段的载荷增量，单位为牛顿（N）； http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507231105_556813_2552812_3.jpg :与载荷增量http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507231103_556812_2552812_3.jpg对应的跨距中点处的挠度增量，单位为毫米（mm）； b：样品宽度，mm； h：样品厚度，mm。1、采用自动记录装置时，对于给定的应变http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507231106_556814_2552812_3.jpg、http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507231106_556815_2552812_3.jpg，弯曲弹性模量计算公式：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507221727_556734_2552812_3.png 式中：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507231107_556816_2552812_3.jpg：弯曲弹性模量，单位为兆帕（MPa）； http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507231107_556817_2552812_3.jpg：应变http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507231106_556814_2552812_3.jpg时测得的弯曲应力，单位为兆帕（MPa）； http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507231108_556818_2552812_3.jpg：应变为http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507231106_556815_2552812_3.jpg时测得的弯曲应力，单位为兆帕（MPa）。（如材料说明或技术说明中另有规定，http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507231110_556819_2552812_3.jpg、http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507231112_556821_2552812_3.jpg可取其他值。）四、初始测量图谱及测试值1、测试原始结果及谱图样品编号序号弹性模量（MPa）平均值（MPa） 1#-横向12054 29692332033533 1#-纵向13898 38172354534008 2#-横向14587 37182289033678 2#-纵向14782 38552376533018http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507231117_556824_2552812_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507231118_556825_2552812_3.jpg因为我们有自动记录装置，软件中文件的模量计算方式用的是方法2的计算方法。我们自己测试的结果模量在3000-4000MPa之间，第三方测试结果在6000MPa左右，客户要求弹性模量在5000以上。也就是按照第三方测试结果

黑发白发硬度和弹性模量差异研究 黑发变白发是一个极其复杂的过程，诱发其原因也有很多，遗传、年龄、劳累、烦恼、苦闷、休息不好都容易导致白发增多。这些诱因到底是怎么诱发了黑发变白的呢？目前的研究是众说纷纭，更有研究发现头发变白跟脑袋用多了没有任何关系，而是由于我们的毛囊受到磨损，导致过氧化氢大量堆积，从而导致头发变成灰白色。这种过氧化氢阻碍了天然色素--黑色素的形成。但是黑发变白发除了颜色变了，还又没有其他的性能变化呢？ 本问文通过采集同一健康男士黑白两种头发，对头发进行冷镶固定，然后通过瑞 士CSM公司的超纳米压痕仪进行显微硬度、弹性模量等测试，研究黑发白发的力学性能差异，发现头发变白之后硬度和弹性模量的微小变化。实验部分： 1、样品采自同一健康成人头发http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409191115_514538_2224533_3.jpg 2、将头发垂直镶嵌到树脂里头http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409191043_514529_2224533_3.jpg 3、使用超纳米压痕仪，各取五根头发采用最大载荷2mN，加载卸载速率4mN/min，保载5s的测试条件进行弹性模量测试。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409191045_514531_2224533_3.jpg 4、结果比对http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409191110_514537_2224533_3.bmp绿色为白发力曲线，蓝色为黑发力曲线 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409191128_514539_2224533_3.jpg 备注：HIT表示显微硬度；EIT表示弹性模量数据分析：根据上面数据可得到黑发：平均HIT=119.836MPa, 平均EIT=2.456GPa；白发：平均HIT=159.059MPa， 平均EIT=2.930GPa 明显白发的硬度和弹性模量都要比黑发大，这说明头发在缺失黑色素或者是其它什么微量元素时，导致了头发硬度和弹性模量发生了改变。 由于头发缺失了黑色素等不仅导致了颜色的变化，而且导致了头发力学性能改变了，其实在某种意义上说白发也有它的积极一面，相对黑发白发能降低头部被撞击时危险系数。