高分子材料與復合材料的區別

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高分子材料與復合材料的區別范文第1篇

關鍵詞：雙語教學 材料科學與工程 教學模式

在世界進入21世紀的今天，隨著中國加入WTO，我國改革開放日趨深化，中國正走向世界，世界也在向中國走來，國家和社會發展使得對雙語人才的需求程度迅速提高。如何在材料學科本科教學中培養學生專業英語的應用能力，使之具備綜合素質，是當前高分子材料與復合材料專業教育與教學改革中需要深入探討的問題之一。

我校自1997年開始招收復合材料專業，每年基本上招生2個本科班，在原有的高分子材料基礎上進行有機整合，分為高分子材料與工程專業與復合材料與工程專業。從共性知識體系中提煉出基本問題，建立起材料科學與工程的基礎教學體系，從寬基礎角度加強專業基礎課教學，使一部分專業課趨于向專業基礎課的調整，在這樣的教改思路下，原來各專業方向的專業外語課程面臨著向大材料專業的過渡，從而產生了一門新的課程――《材料科學與工程基礎》，并設為雙語教學示范課程，作為高分子材料與工程專業與復合材料與工程專業六大平臺課程之一，材料科學與工程基礎的內容因雙語教學而偏向于基本概念和基本應用，為避免重復，材料科學與工程基礎將不涉及各材料方向的具體理論。

一、材料科學與工程基礎雙語教學的必要性與目的

專業外語(實際上多為專業英語)是以往的專業設置下各專業開設的一門專業必修課，其目的在于提高學生對外文文獻的閱讀與理解能力，而主要以專業英語作為整班授課內容。目前，由于高校近年來開設了雙語教學課程，所以專業外語面臨著被取消的可能或過渡為雙語教學課程。我校高分子材料科學與工程專業即以雙語教學的《材料科學與工程基礎》課程來代替專業外語，但兩者之間又存在著本質的區別。

以高分子材料科學與工程專業為例，專業外語課程為32學時，分兩部分在第五和第六學期兩期授課，其學習內容主要涉及的是專業基礎常識和后續專業課程的部分內容，如高分子化學中的合成部分，高分子物理中的結晶部分等，而上課主要以翻譯形式為主，課上一般較為單調。由于所涉及的內容學生還沒有學過，對學生來講內容較深，學生不能夠以英語完全了解本專業，而從專業外語課程中學生對專業內容的領會往往不完整，因此專業外語課程一般難以取得非常良好的授課效果。為了讓學生能夠理解并應用外語進行專業知識的表達，并實現寬基礎教學，《材料科學與工程基礎》首先從授課內容上進行了大幅度調整。考慮到雙語教學的《材料科學與工程基礎》將被安排在第五學期教學，是最早與學生接觸的一門專業基礎課，學生還未接觸各方向的基礎理論，所以本課程計劃從材料基本結構出發，根據材料的不同結構特點分類，介紹三大材料及功能和復合材料的主要品種及其應用，其內容自成體系，不再依賴各專業方向。從以上意義上講，以雙語教學的《材料科學與工程基礎》代替專業外語是必然的趨勢。

二、材料科學與工程基礎雙語教學的基本模式存在的問題

雙語教學是近年來出現的一種新的教學模式，它所遇到的問題在其它課程的雙語教學中已經體現出來，就我校高分子材料科學與工程專業來講，所遇到的問題可能還來自于以下這方面：就是不能找到合適的授課教師精通所有三個專業方向的內容，我校的現任教師分別來自于高分子、無機和金屬三大材料專業，不具備全部專業方向的材料基礎知識的能力，每位只能講授自己專業熟悉的一部分內容，而學生要接受至少三位教師的講課，這樣一來課程缺乏系統性，但從另一角度講，授課教師分別來自于三大材料專業，所以他們會對本材料十分了解，而使得學生可以學到更充實的知識。

三、材料科學與工程基礎雙語教學模式

針對雙語教學存在問題，我們首先采取了分章節專業教學模式，即每部分專業知識都有該專業教師授課。我們學院整合全院的教師資源，形成了材料加工、金屬材料、高分子材料、復合材料及無機非金屬材料五個專業教師組成的教學團隊，負責該課程的全院教學，合理安排教學時間與內容，各專業的知識都有該專業的老師授課，通過幾年的實踐，獲得了很好效果。

其次，課堂形式主要采用多媒體教學，用將課堂的主要內容以全部英文的形式演示給學生，并且配備了與原版教材相配套的多媒體課件，以圖文并茂的方式對學生進行授課，使學生從視覺聽覺多角度來獲取知識信息，增強了學生的學習興趣。為了充分發揮主體性參與學習的使用，在教學過程中我們積極開發學生的學習潛力，在資料的查詢、英文寫作與翻譯、語言的表達方面進行了培養鍛煉，注重培養學生的綜合能力的提高。

在教學中結合材料科學最前沿科學與研究領域，將學生分成若干小組，且給各小組分好一個關于最新研究成果的英文題目，指導學生主動利用圖書館和網絡等資源搜索所需信息對該英文題目進行分析與評價，并提出問題與展望未來研究發展趨勢，培養學生對材料信息的收集能力、閱讀能力、理解能力與寫作能力。學生可以根據自己的個人情況將論成形式上臺進行演講，使學生鍛煉了膽量，提高了表達能力。這樣大大增強了學生英語的思維能力，提高了學生們英語學習本專業的興趣，拓寬了學生們的專業知識視野，為他們未來從事本專業的科學研究奠定了堅實的基礎。

通過材料科學與工程課程雙語教學實踐，發現無論對學生還是教師在英語水平的考驗和專業知識的講授和學習都是一個考驗，只要采用適當的方法，教師具有駕馭英語和專業知識的能力，積極調動學生的學習積極性，變被動學習為主動學習，用雙語進行專業課的教學是可以完全達到用中文講課的同樣目的。

參考文獻：

[1]王英.黑龍江教育. 2007.7-8.126-128.

[2]張津，劉蘭宵，石國梁.重慶工學院學報，2006.20.154-156。

高分子材料與復合材料的區別范文第2篇

關鍵詞： 聚合物材料 成型加工 教學改革 課程建設

聚合物的成型加工是獲取高分子材料制品、體現材料特性和開發新材料、新產品的重要手段，是高分子學科的重要組成部分，已形成獨特的理論體系和技術方法[1]。因此，聚合物成型加工課程與高分子化學和高分子物理課程一起，成為高分子材料專業學生最重要的專業基礎課程。為使學生以大工程的整體觀來了解和掌握聚合物的成型加工，這門課程將涉及諸多內容，包括影響聚合物性能的物理化學因素、添加劑的分類和作用、配方設計方法、聚合物流變學、成型加工設備、成型工藝條件及控制等。如何使學生通過本課程的學習，具備高分子材料科學的專業知識和專業素養；培養學生解決實際問題和創新科研的能力，為以后從事高分子材料制品的研發、設計和生產工作奠定堅實的理論與實踐基礎，一直是廣大高分子專業教師在教學過程中關注的重點[2]。這需要我們在多方面進行改革。

1.課堂教學改革

1.1明確培養目標，強化理論基礎。

江蘇大學高分子材料與工程專業成立于2002年，最初聚合物成型加工課程主要圍繞塑料和橡膠的主要品種及其制品的生產原料、成型工藝、加工方法、材料、性能和產品質量控制等內容開展教學。我們在總結前幾屆畢業生從事工作的實際情況和企業對本專業畢業生在知識結構、能力要求的基礎上，于2012年再次修訂了本科生培養計劃。本科院校需要培養既有一定理論基礎，又具備較強實踐能力的高素質應用型人才，這與高職類院校主要培養服務于生產一線的操作型、技能型人才不同。具體到聚合物成型加工這門與實踐聯系緊密的課程，在教學過程中，仍然要重視對基礎理論知識的講解，讓學生不僅“知其然”，更“知其所以然”。除了高分子物理、高分子化學及聚合物流變學等聚合物成型加工的基礎理論外，成型加工技術本身也存在系統的原理知識，不容忽視。教師在課程教學中應注意結合本學科前沿研究領域和最新研究動態、介紹重點科技成果，豐富和活化教學內容，使教學跟上時代的步伐，讓學生能夠掌握更多、更新的專業知識。

1.2圍繞課程主線，精心組織教學內容。

在成型加工課程學習中，學生需要系統學習和掌握聚合物的加工流變性能、聚合物加工過程中的物理化學變化、助劑的作用及配方設計原理、各種物料的混合和分散機理，以及成型加工的設備和工藝等。與其他課程相比，聚合物成型加工的課程內容較為龐雜而分散，理論知識的半經驗性較強，這給課堂教學帶來了一定的困難。因此，抓住課程內容的主線，突出理論重點就顯得尤為重要。

根據聚合物成型加工涉及的主體內容，本課程主要圍繞“高分子材料—成型加工—制品性能”這條主線來組織教學內容。教學過程中，要著重講明高分子材料的成型加工不是簡單的工藝操作，高分子材料、成型加工、制品性能這三方面是相互關聯的，制品的性能取決于高分子材料和成型加工方法及工藝的選擇，而制品的性能又反過來指導聚合物的改性、應用及加工，優化成型工藝。因此，如何抓住教學主線，讓學生全面掌握高分子材料、成型加工及制品性能各自特性及相互關系，使學生融會貫通、舉一反三，是這門課程教學的重點。

在教學過程中，始終圍繞教學主線，從高分子材料的結構與性能和材料的加工原理出發，以成型加工的工程觀點為著眼點，剖析各種高分子材料成型加工的共性和區別，這樣可以使原本較為分散的理論知識相對集中并系統化，讓學生更為清楚地了解和掌握抽象概念和半經驗理論所反映的實質問題。比如在講解聚合物材料的壓制成型時，分別介紹了適用的熱固性塑料、橡膠及復合材料的特性及成型工藝性能，不同加工方法和成型工藝條件生產制品的特點及控制條件，并通過具體的例子說明了成型加工工藝與制品性能的相互關系。這樣的講解生動地體現了“高分子材料—成型加工—制品性能”這條高分子材料成型加工的主線，使教學內容由龐雜繁多變得簡單易懂，通過理論結合實際，強化了學生的專業知識，教學效果良好。

1.3結合課程特征，采取靈活教學方法。

聚合物材料制品的性能既與聚合物本身的性質有關，同時又在很大程度上受到成型加工過程的影響。這其中不但涉及很多高分子化學和物理的理論問題，而且與生產實際密切相關。因此，本課程是一門理論性和實際性都很強的課程，如何在教學過程中將基礎理論和生產實際結合起來，用理論知識來解釋具體生產中遇到的實際問題，或以實驗和實際生產中的具體例子來說明基礎理論，使學生在學習過程中掌握專業知識，是本課程教學的核心問題。

因此，我們根據聚合物成型加工課程具有很強的綜合性和實踐性的特點，借助于江蘇大學目前多數教室都安裝了多媒體教學設備的優勢，將圖像、聲音、動畫和視頻等各種多媒體信息引入到教學過程中，利用工廠和車間的場景圖像、成型設備的實物照片、加工工藝過程的動畫仿真模擬等信息對授課內容進行補充和深化。這樣不但可以豐富課堂內容，增加信息量，而且可以大大加深學生對基礎知識的理解和印象，使學生對成型加工原理和工藝獲得理性和感性的雙重認識，從而提高教學效率。

為進一步將課堂教學與實際生產結合起來，在教學中緊密貼近工廠實際，江蘇大學高分子材料與工程專業專門安排了兩門為期各兩周的課程設計，即高分子材料生產工藝設計和聚合物反應工程及設備設計。讓學生在專業教師的指導下，針對具體的通用或特種高分子材料（如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等）及其制品，設計出相關聚合物材料及其產品項目內容，包括原料品種、型號選擇、工藝流程及設備確定、產品質量檢測，以及廠房布局和規模，等等。通過課程設計，可以有效地讓學生系統地掌握所學知識，并獲得一定的靈活應用的能力，為后期的畢業設計乃至畢業后走上工作崗位打下基礎。

2.實驗實踐教學改革

前面已經談到，聚合物材料成型加工是一門實踐性很強的專業課程，僅憑課堂教學是難以真正實現教學目標的，并且容易使學生學習時感覺枯燥，實際工作時不能學以致用。因此，這門課程的實驗是不可缺少的。只有讓學生在實驗室和工廠中實地了解和直觀認識成型設備、工藝控制和生產線管理，對聚合物成型加工的整個工藝流程進行整體和全面的認知，他們才有可能創造性地利用學習的理論知識來真正解決生產中遇到的具體問題[3]。

目前江蘇大學高分子材料與工程專業建有約200m2的專業實驗室，購置有注塑機、擠出成型機、高速混合機、平板硫化儀等成型加工設備，以及拉伸實驗機、沖擊實驗儀、硬度儀、紫外老化儀、高低溫實驗箱等各種材料及制品性能檢測儀器。利用這些儀器設備，我們圍繞課程主線，將聚合物材料的制備、成型加工、結構表征及性能測試等方面有機地聯系起來，開設了一系列的綜合性實驗。比如，在聚合物的注射模塑成型實驗中，要求學生從原料的選擇開始，分析原料的結構和性能特點，有針對性地設定成型加工工藝參數，并在注塑成型得到制品后，對其熔點、熔融指數、熱變形溫度及力學性能等進行表征和測試。通過對這些聚合物原料—成型加工工藝—制品性能數據之間關系的分析與總結，使學生形成科學研究的思路，掌握解決實際問題的方法。

此外，聚合物材料成型加工具有很強的工程應用性，需要學生建立起大工程的整體觀。要達到這樣的教學水平和目標，僅靠課堂的學習和實驗室實驗是不夠的，還應該讓學生到工廠、車間參觀實踐，實地了解成型設備、工藝控制及生產線管理等，使學生對工業化生產有具體、直觀的感受。

針對這樣的問題和現狀，本專業積極與周邊高分子材料企業加強聯系和交流，目前已建成近10個實習實踐基地，涉及聚合物成型加工領域的各個方面，包括模壓發泡成型、壓延成型、注射成型、擠出成型等。通過與這些企業的合作，學生可以現場實地對各種成型加工涉及的原料準備和處理、設備、工藝流程、質量控制等實際生產過程進行近距離的感受。在此基礎上，組織學生針對成型過程中的某一感興趣的內容，或參觀實踐中發現的具體問題進行資料查閱和文獻調研，對涉及該內容和問題的基本原理和基礎知識進行更深入的學習，在此基礎上提出解決問題的思路和方案并驗證。這樣就使學生真正將基礎理論與實際應用結合起來，掌握科研的方法，培養科學的思維，成為真正有創造力的人才。

參考文獻：

[1]周達飛，唐頌超.高分子材料成型加工（第二版），北京：中國輕工業出版社，2006.

[2]李寶銘，張星，鄭玉嬰.高分子材料成型與加工課程建設初探，化工高等教育，2010，3：39-42.

[3]程絲，王新波.高分子材料專業聚合物加工實驗的改進與探索，高校實驗室工作研究，2009，2：50-51.

高分子材料與復合材料的區別范文第3篇

關鍵詞：聚氨酯復合材料；桿塔；配電線路；應用

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 24-0000-01

復合材料桿塔的耐雷性能和絕緣性能十分優越，能夠有效防雷，減少雷擊破壞電網配電線路的事故，并增強帶電作業的安全性，應擴大其在配電線路中的推廣和應用。基于此，筆者結合自身工作實踐，做出以下分析。

一、聚氨酯復合材料的特點

（一）顯著的機械性能

聚氨酯復合材料比傳統材料具有更高的剛度、橫向性能和螺絲拔出強度，同時其耐磨性和沖擊性也極好，材料表面十分光滑。

（二）優越的穩定性

聚氨酯復合材料的吸水率極低，能夠有效提高絕緣安全，而且耐腐蝕性能十分優越。同時，其還具有優越的光穩定性以及溫度性。

（三）經濟適用

在新型聚氨酯復合材料中，含有高達80%的玻纖含量，不但能夠大大減少工程成本，而且可以有效降低壁厚，減輕桿塔的自身重量，使得施工更加簡便。

（四）阻燃性能十分突出

主要取決于聚氨酯復合材料的低發煙率以及高氧指數的獨特性能。

（五）環境友好

該復合材料不含過氧化物、苯乙烯等化學物質，所含的樹脂中生物基的含量為10%，因此，根據安全、健康和環保。因此，聚氨酯復合材料憑借其優異的經濟效益、環保性能、絕緣性能、耐腐蝕性能、抗沖擊性能、抗老化性能，十分適合現代化桿塔的制造[1]。

二、聚氨酯復合材料桿塔優勢

（一）有效防雷，降低雷擊事故發生率

聚氨酯新型復合材料桿塔的絕緣性能優越，可以大幅度降低甚至防止發生雷擊事故，從而實現防污、防雷目標。

（二）降低壽命周期成本

雖然聚氨酯新型復合材料桿塔和普通桿塔相比較，其原材料成本相對略高，不過如果全面考慮其運行維護成本、防雷擊破壞性能、基建、環保成本、使用壽命等方面因素，那么從總體而言，復合材料桿塔的壽命周期成本絕對比普通桿塔的低。

（三）減少線路走廊寬度

聚氨酯新型復合材料桿塔具有極好的電氣絕緣性能，因此能夠有效減少塔身和導線二者之間的空隙，讓配電線路的結構設計更緊湊，使得線路走廊的寬度也實現了有效的減少，從而緩解了土地資源稀缺對配電線路建設的限制影響。

（四）材料的可設計性

聚氨酯新型復合材料桿塔的材料可設計性是其和其他桿塔的最大區別點。新型桿塔能夠按照結構的特殊需要來挑選相應的纖維材料、基體、鋪層方向，然后通過合理的設計確保配電線路對桿塔的產品色彩、耐疲勞性、剛度、強度、硬度等要求的滿足[2]。

三、聚氨酯新型復合材料在配電線路中的應用

隨著科學技術的創新和發展，相關技術人員對電氣應用技術、高分子材料技術、力學結構設計、工藝制造技術的研究越來越深入，開發并改善了聚氨酯復合材料的性能，材料結構更緊密、使用壽命更長。到目前為止，聚氨酯復合材料桿塔生產已經具備完善的制備技術和優化的科學工藝流程，其最佳工藝參數也得以明確，為新型復合桿塔的推廣和應用打下了穩固的基礎。

在位于我國某地的1000kV特高壓試驗基地，聚氨酯復合材料桿塔的真型試驗取得了巨大的成功。測試證明，聚氨酯復合材料桿塔的確具有優異的機械性能、絕緣性能、耐腐蝕性能，其在正常工作狀況下的撓度完全足以達到規程要求，它的承載能力是極限工況下承載力的6倍，能夠絕對滿足桿塔穩定和安全運行的需要。

聚氨酯新型復合材料桿塔的技術優勢顯著，不但防雷、防污閃，還耐化學腐蝕，其一旦在配電線路中獲得廣泛應用，將能有效解決氣候變化多端、多雷發、污染嚴重地區的傳統桿塔的易發生閃絡事故、易腐蝕、易污染、常常遭雷擊破壞、維護工作量大、維護成本高等問題，有利配電線路的改造和升降，提高電網運行的安全性。因此，聚氨酯新型復合材料桿塔的應用前提十分良好，具體表現如下：

一是能夠大大減少輸電線路的維護成本投入。例如在100千米的雙回10kV桿塔線路維護中，聚氨酯桿塔的全周年建設成本，能比水泥桿塔節約120萬元，能比鐵塔少投入40萬元，經濟效益高。二是其絕緣性極佳，能夠大幅度減少并防止配電線路的閃絡、雷擊破壞事故的發生。三是其絕佳的材料可設計性，能夠有效提高桿塔的機械強度，增強桿塔外力抵抗性能，對冬季冰雪災害多發地區電網建設維護意義重大。四是其耐腐蝕性極好，能夠延長桿塔的使用壽命，且不會發生被銹蝕問題[3]。

四、結束語

綜上所述，加強對聚氨酯復合材料桿塔在配電線路中的應用分析具有重要的現實作用。鑒于聚氨酯復合材料桿塔的優良耐腐蝕性、低維護成本、高機械性能等優勢，應在環境腐蝕嚴重、氣候變化多段、雷電多發的地區進行推廣和應用，以提高當地電網架設可靠性、增強線路運行的安全穩定性，并有效減少維護成本，提高企業的經濟收益。

參考文獻：

[1]楊永昆.聚氨酯復合材料桿塔在配電線路中的應用[J].云南電力技術，2013（02）：50-52.

高分子材料與復合材料的區別范文第4篇

關鍵詞:木塑復合材料，力學性能，破壞特性，試驗分析

中圖分類號:TU502 文獻標識碼:A DOI:10.13719/14-1279/tu.2016.06.054

木塑復合材料以木屑、竹屑、稻殼、麥秸等木纖維為主要骨料，在高溫狀態下與聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等［1］熱塑性高分子材料相互滲入，經注塑或擠塑成型的一種新型復合材料，其英文縮寫為WPC。木塑復合材料的起源可以追溯到20世紀初期，1907年LeoHBend博士利用熱固性酚醛樹脂與木粉復合成了一種新材料，所制得的纖維板應用為房屋等建筑材料［2］。但是由于木粉和塑料的相容性較差，直到最近幾十年，有關方面的研究才有所突破，木塑復合材料得以迅速發展。木塑復合材料集木材和塑料的優點于一身，不僅有像天然木材的雅致外觀，而且克服了其不足，具有耐腐蝕、防潮、防霉、防蟲蛀、尺寸穩定性高、不開裂、不翹曲、耐火、耐高溫等優點;同時又比純塑料硬度高，有類似木材的加工性，可進行切割、粘結，用釘子或螺栓固定連接，可涂漆等優點。此外，木塑復合材料可以充分利用廢舊塑料和木材下腳料等廢棄材料，提高廢棄木材、塑料的回收利用率，是一種綠色、低碳、環保、可持續的新型建材，符合綠色建筑、可持續發展理念。正因其制作工藝簡單，造價低廉，同時具備塑料木材二者的優點，綜合性能優良［3］，近十幾年來受到了國內外專家學者的廣泛研究。木塑復合材料的力學性能會隨著木粉、塑料基含量以及外加偶聯劑等不同產生較大差異。本試驗旨在研究其材料力學性能，根據測試所得的試驗結果，對比Tamrakar等［4］、Alvarez-Valencia等［5］、李思遠［6］、馮嘉［7］、徐朝陽等［8］得出的結論以及國內楊木速生材的力學性能，探討木塑復合材料應用于建筑結構的可能性。

1材料力學性能試驗

1．1試驗試件

本試驗所測試的試件均由蘇州洲聯材料科技有限公司提供。試件原料包括稻殼、秸稈、棕櫚纖維等植物纖維，與PE基經改性復合而成。試件尺寸選取參考GB/T1040—2006［9］塑料拉伸性能試驗方法和GB/T29418—2012［10］塑木復合材料產品物理力學性能測試兩本規范，具體規格見表1。

1．2設備儀器

1)電子萬能試驗機，WDW-50E;2)微機控制電液伺服萬能試驗機，WAW-600-G;3)靜態應變測試儀，DH3816N。

1．3試驗方法

本試驗所用試驗方法參考了美國材料測試協會(ASTM)D7032—10a［11］，D7031—11［12］，D4761—13［13］以及中國國家規范GB/T1040—2006［9］，GB/T29418—2012［10］等國內外規范材料。根據所查閱的國內外規范材料，所有規范均推薦木塑復合材料試驗加載速率均以每分鐘1%(±10%)的變形為宜;各規范所規定的試件尺寸要求也基本相同，軸壓試件的長度與其截面最小尺寸宜在3倍～4．5倍之間，彎曲試件跨度與厚度應滿足L=(16h+50)mm±2mm;國內與國外的規范僅在實驗前準備及彎曲試驗加載點布置上存在細微區別。綜合考慮，本試驗最終以國內規范為準。軸向拉伸強度及彈性模量測量按GB/T1040—2006［9］進行，軸向壓縮強度及彈性模量測量按GB/T29418—2012［10］進行，彎曲強度及彈性模量測量按GB/T29418—2012［10］進行。根據GB/T29418—2012［10］要求，試驗前，所有的試件放入溫度為(23±2)℃、相對濕度為50%±10%的恒溫室中72h，保持木塑材料質量和內部濕度平衡。試驗加載速率均為每分鐘1%的變形，彎曲試驗按照1/3點加載，四點彎曲方式。

2試驗結果與分析

2．1破壞形態軸向

拉伸試驗過程中，構件沒有明顯伸長。試驗力達到最大值前，試驗力—位移曲線幾乎呈線性增長;破壞前，試件表面并未出現微裂縫。荷載達到最大值時，試件突然發生脆性斷裂，斷裂聲清脆響亮。試件被拉斷后，試驗力瞬間下降，受拉承載力降為0，一裂就壞，屬于脆性破壞。受拉破壞試驗力—位移曲線見圖1。試件斷裂面呈不規則的鋸齒狀，破壞面基本垂直于試件表面。其中個別試件斷裂面在某些區域出現明顯的凹進、凸出，這是由于這些區域邊緣擠壓相對不密實造成，斷裂面易向薄弱部位發展。相對于軸向拉伸破壞和受彎破壞，軸向壓縮試驗中，試件塑性變形明顯。從開始加載到試件最終受壓破壞，試件的軸向變形值很大，壓縮量明顯。試驗力小于30kN時，試驗力—位移近似呈線性增長;超過30kN時，試驗力—位移曲線開始出現非線性增長，試驗力增長速率逐漸小于位移增長速率;試驗力接近最大試驗力時，試件承載力不再提高，軸向變形進一步加大，材料表現出較好的延性。此時，若控制加壓設備以固定的位移變化速率加載，荷載將逐漸下滑;變形到達臨界值后，試件表面向四周鼓出，不再平整，并在試件側表面中間部位出現縱向裂縫，試件承載力急劇下降;最終，試件出現豎向貫通裂縫，試件端部被壓潰，試件喪失承載力，發生受壓破壞，屬于延性破壞。受壓破壞試驗力—位移曲線見圖2。彎曲強度試驗加載過程中，試件跨中部位下撓并不明顯。試驗力小于500N時，試驗力—位移近似呈線性增長;大于500N時，試驗力的增長速率逐漸慢于位移增長速率，試驗力—位移曲線開始出現非線性增長。試件即將破壞時，跨中撓度值不大，試件底面也并未出現微裂縫。荷載達到最大值時，試件突然發生脆性斷裂，斷裂聲清脆響亮。試件受彎破壞后，試驗力瞬間下降，受彎承載力降為0，屬于脆性破壞。試件的斷裂面與受拉破壞的斷裂面相似。受彎破壞時，下部受拉區先于受壓區達到極限拉應變發生破壞。由于木塑材料是由粒狀木質纖維材料與塑料基復合熱熔擠出成型，其內部沒有纖維聯結作用，一旦出現裂縫，便迅速發展，發生一裂就斷的脆性破壞。受彎破壞時，受壓區壓應變遠小于材料極限壓應變。受彎破壞試驗力—位移曲線見圖3。

2．2試驗結果

本次試驗共測得木塑復合材料的軸拉、軸壓、彎曲強度值及相應彈性模量值各一組，其中每組共5個試件。具體試驗結果見圖4～圖9。

2．3結果分析

根據上述試驗結果，得到材料軸向拉伸、壓縮、彎曲強度及相應彈性模量的平均值，詳見表2。此外，表2中還列出了國內外研究學者測得的木塑材料力學性能結果以及國內楊木速生材的力學性能測試結果。由表2可知，本次試驗測得木塑材料的抗拉、抗壓和抗彎強度平均值均大于20MPa，且各強度值較為相近。其中，試件抗壓強度相對較大，為25．88MPa。此外，抗壓強度值的離散率也是三類強度試驗結果中最低的，變異系數僅為2．00%，材料抗壓性能較穩定。拉伸和彎曲強度相對較小、離散率較大。本試驗測得各種荷載作用下的彈性模量差異較大。其中，拉伸彈性模量相對較大，為4．63GPa。此外，拉伸彈性模量離散率也為三類彈性模量試驗結果中最低，變異系數僅為1．93%。相對于拉伸彈性模量值，材料的壓縮模量值較低，僅為1．51GPa，且其數據離散率也較大，變異系數高達11．28%。由試驗結果可得，木塑復合材料為各向異性材料。實際測得其壓縮模量較低，材料在承受軸向壓力時，變形較大，試驗現象與測試結果相吻合。此外，材料拉伸彈性模量較大，拉伸強度較低，材料的極限拉應變較低，其值遠小于極限壓應變。故材料在受彎破壞時，受拉區首先達到極限拉應變而破壞，此時受壓區還處于彈性變形范圍內，壓應變遠小于極限壓應變。實際測得的彎曲強度與拉伸強度十分接近，正驗證了這一點。對比國內外學者得到的相似試驗結果，由于試驗所用木塑材料、試驗方法不同，試驗結果存在較大差異。木塑材料組成以及外加劑添加不同對材料力學性能造成較大影響。各試驗在測量拉伸強度其彈性模量時，試驗方法基本相同，由于操作簡單，測試結果的差異主要受材料本身影響。對比發現，木塑材料拉伸強度最大為20．3MPa，與國內應用較為普遍的楊木速生材的拉伸強度存在較大差距，但是木塑材料變異系數遠低于速生材，材料性能相對穩定。相對于拉伸強度，木塑材料的壓縮強度達到了速生材壓縮強度的63%，變異系數更是遠低于速生材。在彎曲強度以及彎曲模量的測量中，各試驗所得結果相差較大，除試件材料本身差異外，加載方式的不同以及試件跨高比不同均對結果產生較大影響。表2中木塑復合材料彎曲強度最大為40．1MPa，達到速生材的68%，彎曲彈性模量最大為3．6GPa，為速生材的67%，兩者的變異系數均小于速生材。盡管木塑材料的力學性能有了很大改進，但受其界面相容性影響，相對于其他結構材料，其強度較低;此外，由于木塑材料本身存在粘彈性，在長期使用過程中會產生較大的蠕變。因此，木塑材料很難單獨應用于建筑結構，成為梁、柱等承重構件。雖然近年來在界面改進劑的研究中有重大突破，但是Raj等［15］和Lu等［16］研究表明，單獨改善塑料和木材的界面相容性對木塑復合材料強度的提高十分有限，難以產生根本性變化。為顯著提高木塑構件的強度和剛度，改善其力學性能，使其能應用于建筑結構，目前較為常用的方法有兩種，一是在木塑型材內部復合鋁合金材料，在生產制作的過程中與木塑共同擠出，鋁合金材料能夠有效提高其強度和剛度;另一種辦法是在木塑板材外包裹FRP材料，研究表明在木塑板材外包裹FRP材料后，其拉伸強度最高提高3倍，拉伸模量最高提高2倍［4］。

3結語

1)材料受拉和受彎破壞均為明顯的脆性破壞。受壓破壞則表現出延性破壞的特征。2)材料拉伸模量高，拉伸強度低，受拉破壞時，極限拉應變很小;材料壓縮模量高，壓縮強度相對較大，極限壓應變相對較大。3)材料受彎破壞本質上是受拉區的拉伸破壞，其強度與材料抗拉強度相近。4)試驗測得的數據離散率不大，材料性能較為穩定，但是由于其強度和剛度均較低，不建議單獨用作建筑結構，可復合其他材料，改善其力學性能。

參考文獻:

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高分子材料與復合材料的區別范文第5篇

一、 化學材料與奧運

化學材料為奧運不僅能雪中送炭，而且會錦上添花.

1. 建筑

2012年倫敦奧運會主場館“倫敦碗”所用的鋼材量只有2008年北京主場館“鳥巢”鋼材量的1/3，堪稱物美價廉，為奧運史留下了一筆寶貴的遺產.

例：下列關于鋼筋的說法中錯誤的是（ ）

A． 鋼筋是混合物

B． 鋼筋屬于金屬材料

C． 鋼筋的韌性優于生鐵

D． 鋼筋混凝土就是鋼筋和混凝土的合成材料

解析 鋼筋是鋼制產品之一，而鋼是鐵的一種合金，是含碳量在0.03%～2%之間的混合物，屬金屬材料，其韌性、可塑性等性能優良，生鐵則硬而脆，易折斷；鋼筋混凝土是鋼筋與水泥沙漿凝固后形成的建筑構件，屬于復合材料.故選D.

2. 吉祥物

2012年奧運吉祥物“溫洛克”和“曼德維爾”，向世界傳遞著友誼、和平、積極進取的奧運精神.

例 為兒童的安全考慮，制作吉祥物的外部材料為純羊毛纖維，內充物為無毒的合成纖維（聚酯纖維，化學式為（COC6H4COOCH2CH2O）n ，簡稱PET）.下列說法正確的是（ ）

A． 制作溫洛克的內充物是引起白色污染的主要物質？搖

B． 純羊毛和合成纖維可用燃燒法區別

C． 制作溫洛克的外部材料屬于有機合成材料

D． 合成纖維的吸水性和透氣性比純羊毛好

解析 制作吉祥物的外部材料純羊毛屬于天然有機高分子，內充無毒的合成纖維屬于合成材料.造成“白色污染”的主要物質是大量廢棄的、不易降解的塑料制品，而不是無毒的合成纖維.區別天然纖維和人造纖維的簡便方法是燃燒法，天然纖維燃燒時有種燒焦羽毛的特殊氣味，灰燼較多，用手一壓就變成粉末，而人造纖維燃燒時無焦糊味，且燃燒后的剩余物較硬，用手擠壓不成粉末.純羊毛的吸水性和透氣性都比合成纖維的好.故選B.

3. 火炬

奧運火炬是奧林匹克圣火的載體.2012年倫敦奧運會火炬采用輕薄高品質的航天鋁合金材料制造，火炬長800mm，重800克，是歷屆奧運會最為輕盈的一支火炬，選用航天和汽車制造領域常用的一種鋁合金材料制造火炬，鋁合金重量輕，但延展性和抗熱性都非常好.

例 鋁是一種重要的輕金屬，常以氧化鋁、硫化鋁（Al2S3）等形式存在，其中Al2S3中硫元素的化合價為，鋁元素的質量分數為.工業上常用電解氧化鋁的方法制取鋁，同時還生成氧氣，化學方程式為，該反應的基本類型為.

解析 （1）根據化合價原則，化合物中各元素化合價的代數和為零，鋁元素只有一種化合價+3價，可知硫元素的化合價為-2價.

（2） 鋁元素的質量分數＝■×100％＝36％

（3） 電解氧化鋁的化學方程式為2Al2O3 ■4Al + 3O2，屬于分解反應.

二、 化學材料與生活

化學材料伴隨著人們的“衣、食、住、行”，讓人們的生活更加美好.

1. 衣

例： 右圖是某短大衣標簽的部分內容，下列認識錯誤的是（ ）

A. 該短大衣是由兩種材料制成的

B. 羊毛和滌綸均屬于有機高分子材料

C. 滌綸屬于天然纖維

D. 可以通過灼燒來區別滌綸和羊毛

解析 羊毛屬于天然纖維，滌綸屬于合成纖維，但都是有機高分子；滌綸和羊毛在燃燒時氣味和灰燼的硬度都有所不同，通過灼燒的方法可以區分兩類纖維.故選C.

2. 食

家庭廚房就是一個化學小世界，“鍋碗瓢盆”和“柴米油鹽醬醋茶”中包含著許多化學知識.

例： （1） 下列廚房用品所使用的主要材料，屬于金屬材料的是（填序號，下同）；屬于有機合成材料的是；屬于天然纖維的是.

①紫砂鍋 ②陶瓷碗 ③不銹鋼水瓢 ④塑料盆 ⑤純棉圍裙

⑥腈綸桌布 ⑦橡膠手套 ⑧塑料保鮮膜

（2） 塑料保鮮膜需要用無毒的聚乙烯制成，有不法商販為牟取暴利而用劣質聚氯乙烯塑料生產保鮮膜，對人體健康帶來極大傷害.你有辦法簡單區分它們嗎？

解析 （1）屬于金屬材料的是③；屬于有機合成材料的是④⑥⑦⑧；屬于天然材料的是⑤.

（2） 聚乙烯組成中只含C、H元素，易燃燒，完全燃燒時只生成CO2和H2O，而聚氯乙烯組成中除含C、H元素外，還含有Cl元素，不太容易燃燒，且燃燒時還會有HCl氣體產生，有刺激性氣味.故利用塑料薄膜的燃燒現象和燃燒時放出氣體的氣味不同，簡易鑒別它們.

3. 住

例 上海靜安區高層住宅發生大火，本次火災得以在短時間內急速蔓延燒透整棟建筑物，元兇極有可能是施工隊所使用的保溫材料聚氨酯（PU）材料.事故現場違規使用大量尼龍網、聚氨酯泡沫等易燃材料，由四個無證電焊工違章操作引起.試回答下列問題：

（1） 聚氨酯泡沫塑料屬于（填“有機”或“無機”）材料.請根據這次火災，回答聚氨酯泡沫塑料的一點化學性質_______________.

（2） 聚氨酯材料的保溫性能好，但阻燃性能差，易燃加速火勢蔓延，且快速釋放出有毒氣體.燃燒速度快導致火勢加速蔓延，燃燒時產生的煙氣中含有一種能與血液中血紅蛋白結合的有毒氣體，該氣體的化學式為________.

（3） 氫氧化鎂是一種新型的阻燃劑.當溫度達到380℃時，氫氧化鎂開始分解出水蒸氣，同時生成耐高溫的氧化鎂固體.利用氫氧化鎂這一性質，將它添加在塑料等易燃性材料中能起阻燃作用.根據滅火原理初步分析氫氧化鎂能作阻燃劑的原因為______________，則氫氧化鎂受熱分解的化學方程式為，發生反應的基本類型為.

解析 （1） 塑料屬于有機合成材料；有可燃性等；

（2） 可燃物不完全燃燒時，其中的碳、氫元素會轉變為有毒的CO、碳氫化合物等氣體，其中CO會與血液中血紅蛋白結合，使之失去攜氧能力，導致中毒甚至死亡；

（3） 氫氧化鎂高溫下分解產生的水蒸氣和耐高溫的氧化鎂固體，覆蓋在燃燒物的表面，阻止其與氧氣接觸，使燃燒停止.Mg（OH）2 ■ MgO＋H2O，屬于分解反應.

4. 行

2012 年京滬高鐵全線通車，全程運行時間僅需4個多小時，正線全長1318公里，技術標準為I級雙線電氣化，時速380公里.在軌道系統上創造了多項世界及中國第一，為滿足列車安全、高速、平穩的運行，京滬高鐵正線采用了世界最先進的中國鐵路Ⅱ型板式軌道系統，該軌道系統以混凝土道板、底座結構代替傳統鐵路的道砟，可以減小高速運行下的列車振動噪聲小，而且軌道幾何平順性好，乘客舒適度好.

高溫例：在施工建設中，工程技術人員常用點燃鋁熱劑（鋁粉和氧化鐵粉末的混合物，反應能釋放大量的熱量）的方法來生成熔融狀態的鐵，從而焊接鋼軌間的縫隙，同時得到另一種氧化物.反應的化學方程式為，其中還原劑是，反應過程中轉化為熱能，屬于反應.

解析 Fe2O3+2Al＝Al2O3+2Fe；Al ；化學能；置換反應

三、 化學材料與航天

神九載人，“飛吻”天宮，為中國航天史上掀開極具突破性的一章.為未來中國空間站的建立，奠定了堅實的基礎.中國計劃2020年將建成自己的太空家園，屆時中國空間站將成為世界唯一的空間站.

例： 用鎳鈦合金制成的宇宙飛船自展天線，在低溫下被折疊，進入太空后，在陽光照射下可重新展開，恢復成原狀.鎳鈦合金被人們稱為“形狀記憶合金”，關于此天線制作材料的描述錯誤的是（ ）

A． 具有形狀記憶功能

B． 具有很低的熔點

C． 具有良好的延展性