1－传感器；2－主架；3－横梁控制器；4－夹具；5－横梁；6－记录仪； 7－控制台开关；8－控制面板；9－显示屏
4. 实验步骤
试样制备 调换和安装拉伸试验用夹具 设定试验条件 键入样品参数
5. 问题讨论
(1) 改变试样的拉伸速率会对试验产生什么影响？ (2) 在试验过程中，试样的截面积变化会对最终谱图
如果在试样上加一个正弦伸长应力，频率为，振 幅为，则应变也可以以正弦方式改变，应力与应变之 间有一相位差，可分别表示为：
0 sint
0 sin(t )
式E中 0和 0分别为应力和应变的幅值，将应力表达式展
开： 0 cos sin(t ) 0 sin cost
应力波可分解为两部分，一部分与应力同相位，峰 值为 0 cos ，与储存的弹性能有关，另一部分与应变有 90°的相位差，峰值为 0 sin ，与能量的损耗有关。定 义储能模量（ E），损耗模量（ E）和力学损耗（ tan）：
产生什么影响？你认为在现有的试验条件下能否 真实地获得或通过计算获得瞬时的截面积？
动态力学分析法 研究两相聚合物的相容性
1. 实验目的要求
掌握使用DMTA-IV型动态粘弹谱仪测定聚合物的 复合模量、储能模量、损耗模量和阻尼模量的原 理及方法。
通过数据分析，了解共聚、共混聚合物的结构特 性。
2. 实验原理
➢ “Utilities”“calibrate instrument”“calcheck” “continue””进行弹簧常数检测，将检测值和
原值进行比较，只要在20％的误差允许范围
内，即可按“accept”进行下一步。
➢ “control”“Edit／Starttest” 在“Title”栏中填入标题，在 “operation”栏中填入操作者姓名，在“Edit Notes”中进
曲线有两个转变区，对应于两种不同的相。若两相聚合物 有一定相容性，则随着相容性的改善,-T曲线上逐渐由两 个转变峰过渡为一个宽转变峰。
3. 仪器
DMTA-IV型动态粘弹谱仪主机炉内结构如图所示。 样品通过夹具（拉伸、压缩、剪切、悬臂梁、三点弯曲等 夹具），T-bar与驱动器，应力传感器和位移检测器相连 接。试样在预张力（最大值：15N）的作用下由驱动器施 加一固定频率的正弦伸缩振动。预张力的作用是使试样在 受到伸缩振动时始终产生张应力。应力传感器和位移检测 器分别检测到同样振动频率的正弦应力和应变讯号，经仪 器信号处理器处理，直接给出，和值。测量过程中通过控 制样品炉的升温程序：炉温范围：-150℃～600℃（注意： 设置温度禁止超过材料熔点）
颈。以后截面积A基本保持不变。只是细颈进一步伸长， 直到被拉伸为止。这就是被称为“冷拉”现象。
3．实验原材料和仪器设备
原材料 聚丙烯（PP），聚苯乙烯（PS）
仪器设备 万能电子拉力机(日本岛津AG-10KNA)、游标卡尺、
直尺。 万能电子拉力机测试主体结构示意图，如图１-１所
示。
图１-１ 万能电子拉力机测试主体结构示意图
升温速率：0.1℃/min～40℃/min（400℃后25℃/min） 降温速率：0.1℃/min～20℃/min
或改变频率：频率范围：1.6×10-3～200Hz。最后 可得到，和对温度（T）、频率（Hz）或时间（t）的图 谱。本机配置计算机，可通过计算机设置测试条件，完 成条件控制、数据处理及打印谱图。
4.实验步骤
样品 ➢ 共混样品制备 ➢ 试条制备 ➢ 用刀将薄膜裁成宽5～10mm，长30mm试条备用
DMTA测试部分： ➢ 接通DMTA电源，预热20分钟。 ➢ 点击电脑屏幕上的RSI软件，在“Utilities”中选 “Instrument online”进行联机。 ➢ 在DMTA面板上，上扳“sample chamber motion control”开启炉子，去除T-bar上的所有夹具。
σ=P/A0 （MPa）
(1-1)
式中：P为拉伸载荷；A0为试样的初始截面。试样的伸长
率即应变ε为
ε=ΔL/L0 （100%） （1-2） 式中：L0为试样标定线间的初始长度；ΔL为拉伸后标定 线长度的变化量。
对于形变很大的聚合物材料，由于拉伸过程中试样
的截面积发生变化。从曲线直接得到的标称拉伸力学性
以用 E或 tan 值的大小来衡量。
动态力学分析对分子运动特别灵敏。当一定温度下
高分子链段运动频率与仪器施加频率一致时，由于链段
运动而产生的分子间摩擦作用能最大限度地损耗机械
能，此时 tan 值达到最大值。储能模量也随温度上升而
大幅度下降。
若所研究的样品为两组分体系，如果两组分完全不
相容，样品形成明显的两相结构，此时,-T曲线和-T
L L0
L0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
L0
(100%)（1-4）
假定试样在大形变时体积不变，即AL=A0L0，则真应
力可表示为：
P PL P
σ' = =
= (1 + ε) = σ(1 + ε)
A A0L0 A0
（1-5）
真应变δ和真应力可由标称应变ε和标称应力σ通过式
（1-4）和式（1-5）求得。
在实际拉伸过程中，试样的截面积A的变化更为复杂多 样。有的试样会均匀地逐渐变细，而有些则突然变细成
E ( 0 / 0 ) cos
E ( 0 / 0 ) sin tan sin E
cos E
复数模量可表示为： E* E iE
其绝对值为：
E E2 E2
在交变应力作用下，样品在每一周期内所损耗的机
械能可通过下式计算：
W
(t)d (t)
3
E
2 0
W 与 E成正比，因此，样品损耗机械能的能力高低可
行 注释编辑。
➢ 在“Sample Geometry”栏中选中“Predefined Geometries”，“Geometry”栏选 ［Sing Pt Bud］Single
能已经不符合实际情况。故必须转化成真应力和真应
变，以求得真实拉伸力学性能。
真应力为：
σ' = P/A
(MPa) （1-3）
式中 P——拉伸截荷，N；
A——试样的瞬时截面积，mm2。
如果与之相应时刻内，试样的标线长度由L被拉伸为
L+dL，则真应变δ为：
L dL ln L ln( L0 L) ln(1 )