一、实验目的
（1）绘制聚合物的应力-应变曲线；
（2）观察不同聚合物的拉伸特征；
（3）熟悉电子拉力机原理及使用方法。
二、实验原理
拉伸性能是聚合物力学性能中最重要、最基本的性能之一。拉伸性能的好坏，可以通过拉伸实验来检验。拉伸实验是在规定的试验温度、湿度和速度条件下，对标准试样沿纵轴方向施加静态拉伸负荷，直到试样被拉断为止。用于聚合物应力-应变曲线测定的电子拉力机是将试样上施加的载荷、形变通过压力传感器和形变测量装置转变成点信号记录下来，经计算机处理后，测绘出试样在拉伸变形过程中的拉伸应力-应变曲线。从应力-应变曲线上可得到材料的各项拉伸性能指标：如拉伸强度、拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、偏置屈服应力、拉伸弹性模量、断裂伸长率等。通过拉伸试验提供的数据，可对高分子材料的拉伸性能做出评价，从而为质量控制，按技术要求验收或拒收产品，研究、开发与工程设计及其他项目提供参考。
应力—应变曲线一般分两个部分：弹性变形区和塑性变形区。在弹性变形区域，材料发生可完全恢复的弹性变形，应力与应变呈线性关系，符合虎克定律。在塑性变形区，形变是不可逆的塑性形变，应力和应变增加不再呈正比关系，最后出现断裂。
不同的高聚物材料、不同的测定条件，分别呈现不同的应力－应变行为。根据应力—应变曲线的形状，目前大致可归纳成五种类型：
（1）软而弱拉伸强度低，弹性模量小，且伸长率也不大。如溶胀的凝胶等。
（2）硬而脆拉伸强度和弹性模量较大，断裂伸长率小。如聚苯乙烯等。
（3）硬而强拉伸强度和弹性模量较大，且有适当的伸长率。如硬聚氯乙烯等。
（4）软而韧断裂伸长率大．拉伸强度也较高，但弹性模量低。如天然橡胶、顺丁橡胶等。
（5）硬而韧弹性模量大、拉伸强度和断裂伸长率也大。如聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙等。
由以上5种类型的应力—应变曲线，可以看出不同聚合物的断裂过程。
三、仪器与样品
1．仪器
（1）拉力试验机本次实验采用SANS系列微机控制电子拉力试验机。
（2）游标卡尺。
2．试样
本次实验材料为不同含量的PP和PE聚合物，试样为哑铃型试样。
四、实验步骤
（1）开机：试验机－打印机－计算机。
（2）进入试验软件，选择好联机方向，选择正确的通讯口，选择对应的传感器及引伸仪后联机；
（3）检查夹具，根据实际情况（主要是试样的长度及夹具的间距）设置好限位装置；在试验软件内选择相应的试验方案，进入试验窗口，如数“用户参数”；
（4）夹持试样，夹具夹持试样时，要使试样纵轴与上、下夹具中心线相重合，并且要松紧适宜，以防止试样滑脱或断在夹具内；
（5）点击“运行”，开始自动试验；
（6）试片拉断后，打开夹具取出试片；
（7）试验自动结束后，软件显示试验结果；点击“用户报告”，打印试验报告。
五、注意事项
微机控制电子拉力试验机属精密设备，在操作材料试验机时，务必遵守操作规程，精力集中，认真负责。
（1）每次设备开机后要预热10min，待系统稳定后，才可进行实验工作；如果刚关机，需要再开机，至少保证1min的间隔时间。任何时候都不能带电插拨电源线和信号线，否则很容易损坏电气控制部分。
（2）试验开始前，一定要调整好限位档圈，以免操作失误损坏力值传感器。
（3）试验过程中，不能远离试验机。
（4）试验过程中，除停止键和急停开关外，不要控制盒上的其他按键，否则会影响试验。
（5）试验结束后，一定要关闭所有电源。
六，数据处理：见附纸。
七、问题讨论
1、如何用据应力—应变曲线来判断材料的适应性能首先是屈服极限，这个表明材料承受最大载荷的能力，就是σs，越高越好。还有就是延伸率，延伸率高的材料可以承受更大的塑性变形。应力应变曲线在屈服点以后的曲线如果是随应变增大而升高，则表明是应变可强化材料。一般钢材的强化效果不明显，铝合金的属于应变强化材料。有些材料属于脆性材料，当拉伸超过屈服点后很快就断裂，比如陶瓷和部分钢铁。
2、影响聚合物拉伸强度的因素：
（1）高聚物的结构和组成聚合物的相对分子质量及其分布、取代基、交联、结晶和取向是决定其机械强度的主要内在因素；通过在聚合物中添加填料，采用共聚和共混方式来改变高聚物的组成可以达到提高聚合物的拉伸强度的目的。
（2）实验状态拉伸实验是用标准形状的试样，在规定的标准化状态下测定聚合物的拉伸性能。标准化状态包括：试样制备、状态调节、实验环境和实验条件等。这些因素都将直接影响实验结果。现仅就试样制备、拉伸速度、温度的影响阐述如下：
A．在试样制备过程中，由于混料及塑化不均，引进微小气泡或各种杂质，在加工过程中留下来的各种痕迹如裂缝、结构不均匀的细纹、凹陷、真空泡等，这些缺陷都会使材料强度降低。
B.当低速拉伸时，分子链来得及位移、重排，呈现韧性行为，表现为拉伸强度减小，而断裂伸长率增大。高速拉伸时，高分子链段的运动跟不上外力作用速度，呈现脆性行为，表现为拉伸强度增大，断裂伸长率减小。由于聚合物品种繁多，不同的聚合物对拉伸速度的敏感不同。硬而脆的聚合物对拉伸速度比较敏感，一般采用较低的拉伸速度。韧性塑料对拉伸速度的敏感性小，一般采用较高的拉伸速度，以缩短实验周期，提高效率。
C.随着温度的升高，拉伸强度降低，而断裂伸长则随温度升高而增大。因此实验要求在规定的温度下进行。