水凝胶拉伸性能检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-05-21  

检测项目水凝胶拉伸性能检测体系包含六个核心指标:拉伸强度:表征材料断裂前承受的最大应力值(σmax),反映抗拉承载能力断裂伸长率:记录试样断裂时的应变值(εb),量化材料延展性弹性模量:通过应力-应变曲线初始线性段斜率计算(E=Δσ/Δε),表征材料刚度屈服点测定:识别应力-应变曲线中弹性变形向塑性变形的转折点应力松弛特性:在恒定应变条件下监测应力随时间衰减的规律循环加载响应:评估多次加载-卸载过程中的能量耗散与残余应变检测范围本检测方案适用于以下四类水凝胶体系:材料类别典型体系测试特征参数合成高分子水凝

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

水凝胶拉伸性能检测体系包含六个核心指标:

  • 拉伸强度:表征材料断裂前承受的最大应力值(σmax),反映抗拉承载能力
  • 断裂伸长率:记录试样断裂时的应变值(εb),量化材料延展性
  • 弹性模量:通过应力-应变曲线初始线性段斜率计算(E=Δσ/Δε),表征材料刚度
  • 屈服点测定:识别应力-应变曲线中弹性变形向塑性变形的转折点
  • 应力松弛特性:在恒定应变条件下监测应力随时间衰减的规律
  • 循环加载响应:评估多次加载-卸载过程中的能量耗散与残余应变

检测范围

本检测方案适用于以下四类水凝胶体系:

材料类别典型体系测试特征参数合成高分子水凝胶聚丙烯酰胺(PAAm)、聚乙烯醇(PVA)弹性模量范围0.1-10kPa
断裂伸长率500-2000%天然高分子水凝胶明胶、海藻酸钠、壳聚糖应变速率敏感性显著
典型拉伸强度5-50kPa复合水凝胶纳米粘土增强型
纤维增强型各向异性力学行为
增强相含量影响曲线形态交联密度梯度材料光固化梯度水凝胶
离子浓度梯度体系局部模量差异分析
界面结合强度评估

检测方法

依据ASTMD638标准建立标准化测试流程:

  • 试样制备
    采用激光切割或模具成型制备哑铃型试样(标距段25mm5mm2mm)
    溶胀平衡后使用显微测厚仪测量实际厚度(精度0.01mm)
  • 预处理规范
    恒温恒湿箱中平衡24小时(231℃,505%RH)
    预加载三次循环(最大应变5%)消除装夹应力

  • 夹持间距调节至标距长度+20%余量
    选择气动夹具(压强0.4-0.6MPa)防止滑移
    设定拉伸速率10mm/min(对应应变率0.67%/s)

  • 以100Hz频率同步采集载荷-位移信号
    采用数字图像相关法(DIC)验证局部应变分布

  • 测试仓内维持温度230.5℃
    配置饱和盐溶液维持相对湿度稳定

  • 采用五点三次平滑法处理原始数据
    通过数值微分计算真实应力-应变曲线

  • 主裂纹贯穿试样横截面视为完全断裂

  • 检测仪器

    (1)万能材料试验机系统构成:

  • 主机框架:
    双立柱结构(刚度系数≥8GN/m)
    最大载荷容量500N(分辨率0.001N)



  • 伺服电机驱动滚珠丝杠(定位精度0.1μm)
    全闭环位移控制(采样频率1kHz)



  • 双向载荷传感器(精度等级0.5级)
    激光位移计(分辨率0.1μm)



  • 温控测试仓(工作范围-40~150℃)
    介质浸泡装置(支持pH值调控)


  • (2)辅助测量装置:


  • CCD相机分辨率24482048像素
    DIC软件应变分辨率0.01%



  • 长工作距离物镜(50)
    高速摄像帧率1000fps


  • (3)数据处理平台:


  • 支持J积分法计算断裂韧性
    可实现多批次数据统计对比



  • 存储原始波形数据及处理结果
    符合ISO/IEC17025数据追溯要求


  • 注:仪器设备需定期进行计量校准,力值校准依据JJG475-2008规程执行,位移系统校准遵循ISO9513标准要求。

    检测流程

    线上咨询或者拨打咨询电话;

    获取样品信息和检测项目;

    支付检测费用并签署委托书;

    开展实验,获取相关数据资料;

    出具检测报告。

    北检(北京)检测技术研究院
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