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超高分子量聚乙烯管性能檢測之剪切性能
信息來自:超高分子量聚乙烯54tz.cn 發(fā)布日期：2014-2-21 瀏覽次數(shù)：102
導(dǎo)讀： 超高分子量聚乙烯管的剪切性能是其力學(xué)性能中的重要特性，也是漿體輸送材料的質(zhì)量控制和應(yīng)用設(shè)計的重要參考目標。剪切性能試驗的類型較多，按受力形式分為單面拉伸剪切、單面壓縮剪切、雙面壓縮剪切和純剪切等；按試樣方向分為平行板面剪切和垂直板面剪切；對膠接材料有單搭接剪切和雙搭接剪切；而對于復(fù)合材料又有短梁剪切等。其中，拉伸剪切多適用
超高分子量聚乙烯管的剪切性能是其力學(xué)性能中的重要特性，也是漿體輸送材料的質(zhì)量控制和應(yīng)用設(shè)計的重要參考目標。剪切性能試驗的類型較多，按受力形式分為單面拉伸剪切、單面壓縮剪切、雙面壓縮剪切和純剪切等；按試樣方向分為平行板面剪切和垂直板面剪切；對膠接材料有單搭接剪切和雙搭接剪切；而對于復(fù)合材料又有短梁剪切等。其中，拉伸剪切多適用于膠接材料；單面和雙面壓縮剪切適用于層壓材料和取向材料；短梁剪切適用于各種纖維材料和層壓材料；而純剪切試驗則多適用于諸如POM、PC等均質(zhì)材料和層壓材料。采用不同的剪切試驗方法，測得的結(jié)果有很大的不同。以下介紹關(guān)于測定超高分子量聚乙烯管的剪切試驗方法：
1、 穿孔剪切試驗 穿孔剪切法屬于純雙面壓縮剪切試驗方法。此法作用于超高分子量聚乙烯管的剪切力矩較小，剪切力作用比較平衡和均勻，沒有旋轉(zhuǎn)傾向，純雙面剪切所受附加力的影響很小，因而試驗結(jié)果的誤差也比較小，因而試驗結(jié)果的誤差也比較小。在對于穿孔剪切法中，剪切應(yīng)力的定義是指試驗過程中任一時刻施加于試樣的剪切負荷除以受剪切面積的值。剪切強度是指在剪切應(yīng)力作用下，超高分子量聚乙烯管承受的最大剪切應(yīng)力。屈服剪切強度是指在剪切負荷—變形曲線上，負荷不隨變形增加的第一個點的剪切應(yīng)力。原理：穿孔式剪切試驗是采用圓形穿孔器，用穿孔剪切的方式測定試樣的剪切強度。試驗時將穿孔器插入試樣的圓孔中，并用墊片和螺帽固定，然后組裝壓膜的上下部分，均勻地擰緊螺栓以固定模塊與支撐墊中的試樣，通過穿孔器將剪切負荷施加于試樣。
2、 沖壓式剪切強度測定法 對超高分子量聚乙烯管試樣在垂直方向施加剪切應(yīng)力并使其發(fā)生剪切，稱為：沖壓剪切。抵抗由沖壓式剪切而生產(chǎn)剪切應(yīng)力的能力稱為沖壓式剪切強度。對于模壓生產(chǎn)的超高分子量聚乙烯板材，該量也稱作斷紋剪切強度。原理：測定斷紋剪切強度時，使用圓柱沖頭剪切夾具，使寬度一定的矩形桿狀試樣沿著厚度方向兩邊同時受剪，以此進行測量。實驗時，將試樣放入剪切夾具的底座中，裝上上壓板，擰緊上壓蓋，確保試樣與其接觸的上壓塊及底座之間沒有間隙，最后按上圓柱沖頭。將安裝好試樣的剪切夾具放在試驗機上操作。
通過山東東方管業(yè)有限公司對剪切強度試驗的理解和不同幾次的對比討論，得出對超高分子量聚乙烯管剪切強度的一部分結(jié)論：相對同一超高分子量聚乙烯管的材料試樣隨著剪切試驗速度的增加，其剪切強度也增大，且標準偏差值也增大，表明數(shù)據(jù)的分散性加大。因此，在同一材料在不同試驗速度下測得的結(jié)果不可比，試驗必須在規(guī)定的統(tǒng)一試驗速度下進行，由于高分子材料屬于粘彈性材料，其破壞過程是一種松弛過程，只有在較低試驗速度下高分子鏈段才來得及運動；也只有在較低的速度下超高分子量聚乙烯管的缺陷才易暴露，從而真實的反映管材的性能。因此，試驗方法規(guī)定選用的試驗速度為1mm/min。
1、 穿孔剪切試驗 穿孔剪切法屬于純雙面壓縮剪切試驗方法。此法作用于超高分子量聚乙烯管的剪切力矩較小，剪切力作用比較平衡和均勻，沒有旋轉(zhuǎn)傾向，純雙面剪切所受附加力的影響很小，因而試驗結(jié)果的誤差也比較小，因而試驗結(jié)果的誤差也比較小。在對于穿孔剪切法中，剪切應(yīng)力的定義是指試驗過程中任一時刻施加于試樣的剪切負荷除以受剪切面積的值。剪切強度是指在剪切應(yīng)力作用下，超高分子量聚乙烯管承受的最大剪切應(yīng)力。屈服剪切強度是指在剪切負荷—變形曲線上，負荷不隨變形增加的第一個點的剪切應(yīng)力。原理：穿孔式剪切試驗是采用圓形穿孔器，用穿孔剪切的方式測定試樣的剪切強度。試驗時將穿孔器插入試樣的圓孔中，并用墊片和螺帽固定，然后組裝壓膜的上下部分，均勻地擰緊螺栓以固定模塊與支撐墊中的試樣，通過穿孔器將剪切負荷施加于試樣。
2、 沖壓式剪切強度測定法 對超高分子量聚乙烯管試樣在垂直方向施加剪切應(yīng)力并使其發(fā)生剪切，稱為：沖壓剪切。抵抗由沖壓式剪切而生產(chǎn)剪切應(yīng)力的能力稱為沖壓式剪切強度。對于模壓生產(chǎn)的超高分子量聚乙烯板材，該量也稱作斷紋剪切強度。原理：測定斷紋剪切強度時，使用圓柱沖頭剪切夾具，使寬度一定的矩形桿狀試樣沿著厚度方向兩邊同時受剪，以此進行測量。實驗時，將試樣放入剪切夾具的底座中，裝上上壓板，擰緊上壓蓋，確保試樣與其接觸的上壓塊及底座之間沒有間隙，最后按上圓柱沖頭。將安裝好試樣的剪切夾具放在試驗機上操作。
通過山東東方管業(yè)有限公司對剪切強度試驗的理解和不同幾次的對比討論，得出對超高分子量聚乙烯管剪切強度的一部分結(jié)論：相對同一超高分子量聚乙烯管的材料試樣隨著剪切試驗速度的增加，其剪切強度也增大，且標準偏差值也增大，表明數(shù)據(jù)的分散性加大。因此，在同一材料在不同試驗速度下測得的結(jié)果不可比，試驗必須在規(guī)定的統(tǒng)一試驗速度下進行，由于高分子材料屬于粘彈性材料，其破壞過程是一種松弛過程，只有在較低試驗速度下高分子鏈段才來得及運動；也只有在較低的速度下超高分子量聚乙烯管的缺陷才易暴露，從而真實的反映管材的性能。因此，試驗方法規(guī)定選用的試驗速度為1mm/min。
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