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聚合物复合材料的弯曲性能和压缩性能

  一般产品普遍存在弯曲载荷,弯曲性能是很重要的,同时,往往用弯曲性能来进行原材料,成型工艺参数,产品使用条件因素等的选择。
  弯曲性能,一般采用国标GB/T1449进行测试;对于拉挤材料,用国标GB/T13096.2进行测试;对于单向纤维增强的,用国标GB/T3356进行测试。测试弯曲性能的试样一般是矩形截面积的长条,简称为矩形梁。采用当中加载的三点弯曲法。梁的横截面的上表面承压缩应力,梁下表面承受拉伸应力,横截面积上还要承受剪切应力,中性层剪应力大,因此梁所承受弯曲时,其应力状态是很复杂的,破坏形式也是多种的。原材料品种、性能及成型工艺参数对弯曲性能很敏感,试验方法和试样尺寸同样也很敏感,为了达到材料弯曲破坏,国标对试样的跨(跨度或支距)高(试样厚度)比(l/h)有要求,一般要求l/h≥16,对于单向纤维增强的材料,要求l/h≥32。
  由于弯曲性能的复杂性及对各因素的敏感性,对于上述不同材料的弯曲性能,或大于1.1节中拉伸性能,或小于1.1节中的拉伸性能。在正常成型工艺情况下,一般弯曲强度略大于拉伸强度,弯曲弹性模量略小于拉伸弹性模量。
  增强纤维或织物,只能承受很大的拉伸力,其本身很柔软,是不能承受压缩力的,当聚合物复合材料承受压缩载荷时,是靠聚合物基体把增强纤维或织物粘结成整体时才能承受。因此,聚合物复合材料的压缩性能与聚合物的品种、性能、成型工艺、二者的界面等的关系很密切,同一种复合材料的压缩性能变化也很大。一般高温高压成型的压缩性能要高,有的甚至于高于拉伸性能。一般情况弹性模量,压缩的与拉伸的相差的极小,压缩强度略比拉伸强度低,特别是室温固化,成型工艺质量欠佳的材料,压缩强度要比拉伸强度低得多。
  压缩性能,一般用国标GB/T1448进行测试。标准试样为30×10×10(mm)棱型或35×10×10(mm)园柱型。要求两端面相互平行,不平行度应小于试样高度的0.1%,否则,试验本身对测试结果也有不良影响。
  当产品的壁厚较薄时,不能按GB/T1448进行测试,应用GB/T5258测试,试样厚度可以按产品实际厚度,这个试验方法的夹具是比较先进、科学的。