拉伸粘度

项目编号：0773-2241SHHW0182/02/校内编号：招设2022A00256项目名称：上海交通大学拉伸流变仪预算金额：126.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：126.0000000 万元（人民币）采购需求：设备名称： 拉伸流变仪数量：1套简要技术参数：1.最小应力（取决于力传感器范围）≤ 15 Pa ；其余详见“第八章货物需求一览表及技术规格”。设备用途： 拉伸流变仪通过有效测定材料流变性能和数据，获取材料的流变参量，进行流变分析。通过一定的温度加热塑胶粒等材料，在一定的拉伸作用下，得出材料粘度与速率，应变与应力关系，分析材料应变硬化行为，得出特定分子的拉伸粘度依应变速率而变化的规律。指导材料的配方和应用开发。交货期：收到信用证后6个月内；交付地点：上海交通大学用户指定地点；合同履行期限：收到信用证后6个月内本项目( 不接受 )联合体投标。

摘要在单轴拉伸流动中测量了三种选定的商用低密度聚乙烯（LDPE）的非线性流变性能。使用三种不同的设备进行测量，包括拉伸粘度装置(EVF)，自制长丝拉伸流变仪(DTU-FSR）和商用长丝拉伸流变仪(VADER-1000)。通过测试显示，EVF的测量结果受到最大Hencky应变4的限制，而两个长丝拉伸流变仪能够在达到稳态的更大Hencky应变值下探测非线性行为。利用长丝拉伸流变仪的能力，我们表明具有明显差异的线性粘弹性的低密度聚乙烯可以具有非常相似的稳定拉伸粘度。这表明有可能在一定的速率范围内独立控制剪切和拉伸流变。关键词拉伸流变；聚乙烯；聚合物熔体；非线性粘弹性正文多年来，控制聚合物流体的流变行为作为分子化学的一个性能，引起了学术界和工业界的极大兴趣。最成功和最多产的理论预测的流变行为的纠缠聚合物系统是De Gennes（1971）和Doi和Edwards（1986）提出的 "管模型"。然而，尽管三十年来人们一直在努力改进管模型，但即使对于最简单的情况，即单分散线性聚合物体系，缠结聚合物在拉伸流动中的非线性流变行为仍然没有得到充分理解（Huang等人，2013a；Huang等人，2013b）。低密度聚乙烯等工业聚合物是最复杂的缠结聚合物系统，它们不仅具有高度的多分散性，而且还含有不同的支化分子结构。预测低密度聚乙烯的流变行为，特别是拉伸流动中的非线性行为，是非常具有挑战性的。在明确定义的模型系统上，已经进行了探索延伸流中支化聚合物动力学的实验工作（Nielsen等人，2006；Van Ruymbeke等人，2010；Lentzakis等人，2013）以及商业聚合物系统，如低密度聚乙烯LDPEs。有几个小组观察到低密度聚乙烯LDPE的瞬时拉伸应力的最大值（Raible等人，1979；Meissner等人，1981；M¨unstedt和Laun，1981）。Rasmussen等人（2005年）首次报告了应力过冲后的稳定应力，并通过比较长丝拉伸流变仪和十字槽拉伸流变仪的测量结果(Hoyle等人，2013年)以及比较恒定拉伸速率和恒定应力(蠕变)实验(Alvarez等人，2013年)进行了实验验证。已经开发了几个模型（Hoyle等人，2013；Wagner等人，1979；Hawke等人，2015），试图了解应力过冲背后的物理学。然而，这些模型都不能实际用于预测工业中低密度聚乙烯LDPE的流变行为，因为这些模型包含许多与分子结构没有直接关系的拟合参数。最近，Read等人（2011）提出了一个预测方案，能够计算随机长链支化聚合物熔体的线性和非线性粘弹性，作为其形成的化学动力学的函数。这些预测似乎与剪切流和拉伸流中三个低密度聚乙烯的测量结果非常一致。然而，测得的拉伸数据受到最大Hencky应变约为3.5的限制，并且没有显示出稳定状态的迹象，而模拟结果则达到了更大的 Hencky应变值，并预测了每个应变速率的稳定应力。在更大的Hencky应变值下预测非线性行为的质量仍然是未知的。此外，在Read等人（2011）的模拟中，没有预测到应力过冲。在这项工作中，我们介绍了三种不同的商用低密度聚乙烯的拉伸测量。这三种低密度聚乙烯是根据Read等人（2011）的模型预测而专门设计的。预计它们具有不同的零剪切速率粘度，但在非线性拉伸流动的大变形中具有相似的应力-应变反应。测量是在三个不同的设备上进行的，包括两个长丝拉伸流变仪和一个拉伸粘度夹具。我们表明，长丝拉伸流变仪的测量结果可以达到5以上的大Hencky应变值，在那里达到非线性稳定状态。我们还表明，低密度聚乙烯LDPE样品在拉伸流动中的大Hencky应变值具有相似的非线性行为，包括相同的应力过冲幅度和过冲后的相同稳定应力，尽管Read模型预测没有应力过冲现象。这些结果表明，低密度聚乙烯LDPE熔体的非线性粘弹性可以通过选择性聚合方案来控制。实验材料陶氏化学公司提供了三种类型的商用低密度聚乙烯树脂，分别为PE-A、PE-B和PE-C。所有样品都是颗粒状的。表1总结了样品的特性，包括密度、熔体流动指数（I2）、重量-平均摩尔质量（Mw）、数量-平均摩尔质量（Mn）和熔体强度。重量-平均摩尔质量是由多角度激光散射法确定的，而数量-平均摩尔质量是由微分折射率确定的。摩尔质量值是若干次重复的平均数。熔体强度是用通用流变仪结合通用ALR-MBR 71.92挤出机测量的。测量是在150℃下进行的，产量为600g/h。模具的长度为30毫米，直径为2.5毫米。表1实验是在24mm/s2的加速度下进行的。纺丝线的长度被设定为100毫米。流变仪测试在膜生物反应器挤出机系统清扫30分钟后进行，并一直运行到纺丝线失效。通过力-拉速数据拟合出一个四参数交叉函数，根据拟合的破坏速度曲线确定破坏时的力。表中的数据是五次连续测量的平均数。力学谱三种低密度聚乙烯样品的线性粘弹性（LVE）特性是通过小振幅振荡剪切（SAOS）测量得到的。TA仪器公司的ARES-G2流变仪采用25毫米的板-板几何形状。图1所有样品的时间-温度偏移因子αT作为温度的函数，参考温度为Tr= 150℃测量是在氮气中，在130℃和190℃之间的不同温度下进行的。对于每个样品，使用时间-温度叠加（TTS）程序，在参考温度Tr= 150℃时，数据被移动到单个主曲线。所有样品的时间-温度偏移系数（αT）与单一的阿伦尼乌斯公式一致，其形式为其中活化能∆H = 65 kJ/mol。R是气体常数，T是以开尔文表示的温度。在图1中，偏移因子αT被绘制为温度的函数。拉伸应力测量拉伸应力测量使用三种不同的设备：TA仪器的延伸粘度夹具（EVF）、自制的长丝拉伸流变仪（DTU-FSR）（Bach等人，2003a）和Rheo Filament的商用长丝拉伸流变仪（VADER-1000）。将不同设备的结果进行相互比较。用于EVF测量的样品在150℃下压缩成型，在低压10bar下3分钟，在高压150bar下1分钟，然后用淬火冷却盒在150bar下淬火冷却到室温。在短时间内，当冷却盒插入时，样品会出现压力损失。在相对较低的温度下进行短时间的压缩成型是为了防止样品的任何潜在氧化或降解。样品模具为特氟隆涂层，尺寸为100×100 0.5mm。从约20mm长的铭牌上冲压出12.7mm-12.8mm宽的样品。最终样品的厚度约为0.6mm。在EVF测量中，样品被插入设备中，在150℃下180s的平衡时间后，样品以0.005s-1的应变速率被预拉伸15.44s，然后松弛80s，然后样品被拉伸。报告的Hencky应变是由圆柱体的旋转计算出来的。通常情况下，使用EVF的拉伸测量仅限于样品保持均匀的情况。EVF一次旋转所能达到的Hencky应变值通常低于4，与EVF相比，长丝拉伸仪器并不依赖于沿拉伸方向的均匀变形的假设。事实上，由于板材上的无滑移条件，变形在轴向上是不均匀的。这些设备只是探测了通常在中间细丝平面发现的最小直径平面内的变形和应力之间的关系。在这个平面外的剩余材料只需要固定在研究的薄片上，就像在固体力学测试中用狗骨形状来固定材料一样。长丝拉伸装置确实依赖于最小直径平面内的径向均匀变形的假设。Kolte等人（1997年）的模拟表明，在长丝中间平面几乎没有任何径向应力变化。用激光测微计来测量中丝薄片的直径。为了探索更高的应变，在DTU-FSR和VADER 1000流变仪都采用了在线控制方案，该方案首先由Bach等人（2003b）使用，后来由Mar´ın等人（2013）发表，用于在拉伸过程中控制长丝中平面的直径，以便在样品断裂前确保恒定的应变速率。根据样品的类型，DTU-FSR和VADER-1000都可以达到最大Hencky应变值7。在长丝拉伸流变仪上进行测量之前，样品被热压成半径为R0、长度为L0的圆柱形试样。长宽比定义为∆0= L0/R0。样品在150℃下压制，并在相同温度下退火10分钟，然后冷却至室温。在测量中，所有样品被加热到150℃，在180s的平衡时间后，样品在拉伸实验之前被预拉伸到Rp的半径。对于DTU-FSR，R0= 4.5mm，L0= 2.5mm，Rp在3到4.5mm之间，而对于VADER-1000，R0 = 3.0mm，L0= 1.5mm，Rp = 2.5mm。在拉伸测量过程中，力F(t)由称重传感器测量，中间灯丝平面的直径2R(t)由激光测微计测量。在拉伸流动开始的小变形时，由于变形场中的剪切分量，部分应力差来自于压力的径向变化。这种影响可以通过Rasmussen等人（2010）描述的校正因子来补偿。 对于大应变，校正消失，对称平面中应力的径向变化变得可以忽略不计(Kolte等人，1997)。对于本工作中的所有样本，当Hencky应变值大于2时，校正值小于4 %，Hencky应变和中丝平面上应力差的平均值计算如下其中mf是灯丝的重量，g是重力加速度。应变率定义为ϵ• =dϵ/dt，拉伸应力增长系数定义为η-+=〈σzz-σrr 〉/ϵ• 结果和讨论线性粘弹性图2(a)显示了所有样品在参考温度150℃下的储能模量G’和损耗模量G”与角频率ω的函数关系。(b)表示在150°C相应的复数粘度η*。图中的两个星号来自稳定剪切测量，在 150°C下剪切速率为0.005 s-1图2(a)显示了所有样品在参考温度150℃下的储能模量G’和损耗模量G”与角频率ω的函数关系。相应的复数粘度η*绘制在图2(b)中。图中实线是多模麦克斯韦（multimode Maxwell fitting）拟合的结果。Maxwell relaxation modulus多模麦克斯韦弛豫模量G(t)由下式给出 其中gi和τi列于表2。表中的零剪切速率粘度η0通过下式计算 在图2(b)中，很明显三个样品具有不同的零剪切速率粘度。然而，在图2(a)、(b)中，似乎PE-C的线性行为在较低频率下接近PE-A，在较高频率下与PE-B重叠。而且在ω 1 rad/s时，PE-C的G′和G″曲线几乎与PE-A平行，垂直位移因子约为0.6。表2 LDPE 在 150°C 熔体的线性粘弹性启动和稳定状态下的拉伸流变图3(a)显示了PE-A在150℃时的拉伸应力增长系数与时间的关系。图中比较了EVF、DTU-FSR和VADER-1000的测量值。图中的虚线是根据表2中列出的麦克斯韦弛豫谱计算的LVE包络线。EVF的测量值受到最大Hencky应变4的限制，在图3(b)中可以清楚地看到。其中测量的应力是作为Hencky应变的函数绘制的。两个长丝拉伸流变仪的测量值能够达到大于5的较大Hencky应变值，在该值下观察到稳定的应力。图3我们注意到EVF和长丝拉伸测量之间存在明显的偏差。我们认为EVF测量的应力太低，特别是在低应变率下，Hoyle等人（2013）也观察到这一点，他们将长丝拉伸测量值与Sentmanat拉伸流变仪测量值进行了比较。因此，对于图3(b)中的ϵ• =0.01 s-1，已经与ϵ• =0.5有偏差，而对于ϵ• =2.5 s-1，EVF测量与DTU-FSR测量一致，最高ϵ• 为3.5。请记住，在EVF中，只有横截面的初始面积是已知的；在拉伸过程中横截面面积的变化不是测量的，而是由一个假设均匀单轴拉伸速率不变的方程计算出来的。此外，在EVF测量中，样品宽度为12.8mm略微超过了Yu等人（2010）建议的12.7mm的上限，这导致在更大的Hencky应变值下的平面延伸而不是单轴延伸。相比之下在DTU-FSR和VADER-1000中，中间直径一直被测量，因此在拉伸过程中横截面的实际面积是已知的，由此计算出中间细丝平面中的真实Hencky应变。借助于在线控制方案，在整个测量过程中保证了单轴拉伸过程中恒定的Hencky应变率。来自DTU-FSR和VADER-1000的大Hencky应变值的数据由于力小而有些分散。此外，在拉伸速率超过0.4s-1时，使用DTU-FSR和VADER-1000进行的测量观察到了应力过冲的现象。由于仪器中采用的控制方案的限制，使用两个长丝拉伸流变仪进行测量的拉伸速率不超过2.5s-1。在长丝拉伸中，表面张力可能对测量的应力有影响，尤其是在长丝中间平面的半径非常小，大的亨基应变值的时候。在所有的测量中，最小的半径是R = 0.12mm。如果我们把低密度聚乙烯LDPE的表面张力γ = 0.03 J/m2，表面张力效应产生的最大应力是σsur =γ/R = 250Pa。在图3(b)中，很明显，对于所有达到Hencky应变大于4的测量，测量的应力高于104Pa。因此可以忽略表面张力效应。图4图4显示了PE-C在150℃时拉伸应力增长系数与时间的函数关系。DTU-FSR和VADER-1000的测量结果非常一致。在0.15和2.5s-1之间的中间拉伸速率下，EVF的测量值与DTUFSR一致。拉伸速率低于0.1s-1时，偏差越来越大。根据DTU-FSR和VADER-1000的测量，在拉伸速率快于0.4s-1时，再次观察到应力过冲。图5图5比较了DTU-FSR测量的拉伸流动中PE-A和PE-C的非线性行为。如图2所示，PE-A和PE-C具有不同的线性粘弹性，这也由图5(a)中不同的LVE包络表示。在拉伸流的启动过程中，PE-A和PE-C也有不同的非线性反应。从图5a中可以清楚地看出，在所有拉伸速率下，PE-C 比 PE-A 有更明显的应变硬化。然而，在图5(a)、(b)中，有趣的是，尽管PE-A和PE-C最初有不同的非线性行为，但是它们在更大的Hencky应变值下具有相同的反应，并且在每个应变速率达到相同的拉伸稳态粘度，如图6所示。图6还显示在快速应变率下，拉伸稳态粘度表现出幂律行为，粘度比例约为ε• -0.6，这与Rasmussen等人（2005）和Alvarez等人（2013）的观察结果一致。应该注意的是，如图5(b)所示，相同的非线性行为仅在Hencky应变值大于4时观察到，这一点无法通过EVF测量。图6图7(a)比较了PE-B与PE-C在150℃时的拉伸应力增长系数。在所提出的速率下，PE-B没有显示任何应力过冲。尽管PE-B和PE-C在线性和非线性流变学方面的表现不同，但在每种拉伸速率下，它们的相对应变硬化量似乎是相似的。在图7(b)中可以更清楚地看到这一点。图7(b)中比较了Trouton比率。Trouton 比值定义为Tr = η-+ /η0，其中η0是零剪切率粘度，其数值列于表2。可以看出，在每个拉伸速率下，PE-B达到与PE-C相同的最大Trouton比率，证实它们具有相同的相对应变硬化量。图7结论我们使用三种不同的设备测量了三种商用低密度聚乙烯样品的拉伸流变性能。这三种设备在拉伸流变的启动方面给出了一致的结果。然而，EVF的测量结果受到最大Hencky应变4的限制，而两个长丝拉伸流变仪达到了更大的Hencky应变值，在这里可以观察到应力过冲和稳态粘度。此外，EVF的测量仅在取决于应变速率的应变范围内跟随长丝拉伸测量。尽管三种低密度聚乙烯样品具有不同的线性粘弹性能，但已经表明，PE-A和PE-C在Hencky应变值大于4时具有非常相似的非线性rhelogical行为，而PE-B和PE-C具有相同的相对应变硬化量。上述结果表明，工业低密度聚乙烯的非线性流变性可以通过聚合来调整。特别是，有可能合成一种聚合物（PE-C），其具有比参考聚合物(PE-A)低得多的粘弹性模量，但仍具有与参考聚合物相同的拉伸粘度。

美国TA仪器 中国科学院化学研究所 强强联手特邀美国麻省理工大学化工系 Prof. Gareth. H. McKinley 进行“拉伸流变学的最新进展”专题讲座。随着高分子材料研究的深入，拉伸粘度的测量日益成为大家所关注的问题。以往，人们或使用直接拉伸的传统模式或使用Meissner（双辊定长法）的测量模式进行拉伸粘度的测量，但是前者不仅投资大，而且由于结构复杂，最大拉伸幅度受限，导致测试的数据极不稳定。而后者虽然解决了拉伸幅度受限的问题，但是由于样品在测试过程中极易下垂及力的精度问题，致使实际有效拉伸应变的测量也不准确。为了让国内高分子研究的学者们能够更深入了解此项技术，中国科学院化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室与美国TA仪器联合，邀请美国麻省理工大学化工系Prof. Gareth. H. McKinley做专题讲座。作为流变学界的权威人士，Prof. Gareth. H. McKinley一直对各种体系及材料的拉伸流变学进行研究，此次他将为您报告相关拉伸流变学的最新进展。时间：2006年6月15日 上午10：00－12：30地点：中国科学院化学研究所2号楼223会议室 北京中关村北一街2号席位有限，有意者请速填写以下回执，传真或email至TA上海办事处市场专员Ms. 王冬妮， 以利我们做好更完善的安排。电话：800 820 3812传真：021-64956366E-Mail：vwang@tainstrument.comProf. Gareth H. McKinley 履历Education:Ph.D. 　Massachusetts Institute of Technology　　1991 　　　　Ph.D in Chemical Engineering 　　　　Thesis advisors R.A. Brown, R.C. Armstrong M.Eng. & M.A.　University of Cambridge Downing College 　　1986 　　　　　　　　 Department of Chemical Engineering advisor Prof. M.Mackley B.A.(Natural Sciences) 　University of Cambridge Downing College 　　1985Professional Employment, Other Positions Held, and affiliations:Director, Program in Polymer Science & Technology (PPST), MIT. July 1, 2004 Director, Hatsopoulos Microfluids Laboratory, Dept. Mechanical Engineering July 1, 2002 Visiting Professor, Monash Univ. & Miegunyah Fellow, University of Melbourne Jan.-Jul. 2002 Professor of Mechanical Engineering, M.I.T. July 1, 2001 Associate Professor Massachusetts Institute of Technology 1997-2000 Associate Professor Harvard University, 1995-1997 Division of Engineering and Applied Sciences Assistant Professor Harvard University 1991-1995 PROFESSIONAL ACTIVITIES AND AWARDSFrenkiel Award of the APS, Division of Fluid Dynamics 2002 Society of Rheology Technical Program Chair, 74th Annual Meeting 2001 Executive Editor, J. Non-Newtonian Fluid Mechanics 2000-present Editorial Board, Rheol. Acta, J. of Rheology, Applied Rheology and Korea-Aust. Rheology Journal Bose Award for Teaching Excellence, M.I.T. School of Engineering 2000 Ruth & Joel Spira Award for Excellence in Teaching, M.I.T. 2000 Presidential Faculty Fellowship, National Science Foundation 1995-1998 Rosenbaum Fellowship at the Isaac Newton Institute, Univ. of Cambridge 1996 Hon. Vice President, London International Youth Science Forum (LIYSF) 1995-present Annual Award of the British Society of Rheology 1994 National Young Investigator Award, National Science Foundation 1993-1995 Representative Recent Publications (from 80+ publications)Lau, K.S.K., Bico, J., Teo, K.B.K., Chhowalla, M., Amaratunga, G.A.J., Milne, W., McKinley, G.H., Gleason, K.K., Superhydrophobic Carbon Nanotube Forests, Nanoletters, 3(12), (2003), 1701-1705.Kavehpour, P., Ovryn, B. and McKinley, G.H., Microscopic and Macroscopic Structure of the Dynamic Contact Line in Spreading Viscous Drops, Phys. Rev. Lett., (2003), 91(19) DOI:196104McKinley, G.H. and T. Sridhar, “Filament Stretching Rheometry of complex Liquids”, Ann. Rev. Fluid Mech., (Annual Reviews Press, Palo Alto), (2002), 34, pp. 375-415Vazquez, M., McKinley, G.H., Mitnik, L., Desmarais, S., Matsudaira, P. and Ehrlich, D., Electrophoretic Injection within Microdevices, Anal. Chem., 74(9), (2002), 1952-1961Braithwaite, G.J.C. and McKinley, G.H., Microrheometry for Studying the Rheology and Dynamics of Polymers near Interfaces, Appl. Rheol., 9(Jan/Feb), (1999), 27-33

德国高特福公司，在高压毛细管流变的测试技术上一直在不断地推陈出新。新上市的流变仪连续进料系统，是一个全新的理念突破和实现。它做为高压毛细管流变仪的新型选配附件，第一次让大家将焦点关注在测试加样部分。先来看一下，连续进料系统的工作动态图：高特福品牌为什么会针对“进料”这个步骤进行改造升级？这种升级又会解决流变测试中什么问题呢？ 首先，这是被测材料在进行工艺加工精确模拟试验时的必要条件。目前，橡胶工业中的流变仪主要使用门尼粘度计和MDR硫化仪。这两种仪器的测量范围和测试出的结果，与实际加工中材料的真正形变状态对比，两者差异较大。由于材料的非线性行为，对胶料的加工行为的预测往往会因为缺少其他更优的仪器选择性而导致材料的加工行为无法预测，或者是预测到的加工行为是错误的。而且橡胶材料的触变效应在实验室测试时也常被技术人员忽略，而在实际加工中，橡胶料在挤出或注射成型前都是进行了充分塑化的，尤其是橡胶材料中还含有蜡和增塑剂，这导致加工过程中胶料会产生滑移行为，这些情况和现象，在实验室的测试中都是必须要考虑进去的因素，不能被忽略。而传统的橡胶测试仪器，进样后在模具中无法对胶料进行充分的塑化，也无法记录这些行为，因此测试数据不包括这些影响，所以导致测试结果与实际情况大相径庭。因此，（如果采用传统的橡胶流变测试仪器和方式来预测工艺效果）往往在产品都开始生产后才被发现实验室表征的加工状态是错误的，这就造成了生产时间和材料的浪费。在模具流动模拟中（即模流分析），忽视塑化对流动行为的贡献，特别是忽视壁滑行为，会导致模具（口模）预测设计的错误，使新产品启动生产时间长且成本高。这里要解释一下什么是材料的塑化高分子材料的塑化主要指的是材料的充分混合及充分熔融，塑化好的橡胶材料都有较好的流动性。由于橡胶材料的导热性能较差，与塑料相比，橡胶的加工温度都偏低，因此在实验室表征时，可以对橡胶提前混炼，达到较好的混合效果，但是放入加热设备中达到充分熔融较难，因此在表征的设备内会出现塞流。也就是橡胶材料有一定的触变性，即材料的流动性不仅仅受剪切速率影响，同时也与受力时间的有关。材料承受一定时间的作用力后才会流动。同时未塑化好的材料会产生平推流，因此在未塑化好的材料使用Mooney校准就结果就不正确了。而实际加工过程中，在加工设备，橡胶材料都进行了良好的塑化。如果在实验室要进行表征材料的流动性，需要尽量接近实际生产条件下材料的流动状态，因此选用Contifeed提前进行塑化，能够更加接近橡胶材料的真实状态。另一个重要的材料实例，如PVC干混料，这也需要对材料进行塑化，才能使粉状料凝胶化结。在这里，常规测试过程中，至少需要在单螺杆或双螺杆挤出机中进行一些塑化。在使用了挤出机塑化后才可能在后续测试中，测量出一条良好的流动曲线。因为，为实现流动曲线而设定的每一速度的停留时间都会发生变化。连续进料系统CONTIFEED的诞生，减少了测试工作量，直接将挤出机的塑化过程与高压毛细管流变仪的测试连成一体，并允许在测试前设定一个确定的材料塑化过程，然后被塑化好的料自动提供到流变仪中，一气呵成的完成测试。一站式测试简单、快捷、方便操作。那么连续进料系统Contifeed该如何设置？ CONTIFEED连续进料系统是将一个螺杆直径20mm，长径比10D或25D的小型实验室挤出机与毛细管流变仪的料筒连接在一起（无论单料筒还是双料筒流变仪均适配）。图1 连续进料系统的结构原理示意图挤出机通过一个旁路阀与毛细管流变仪的料筒相连，连接位置在口模的上方。该装置允许通过毛细管流变仪产生的不同背压使材料塑化。自动旁通阀可以实现完全自动化的熔体挤入和测量程序。由于自动进料，停留时间可缩短50%。图1显示了该设备的结构原理，其中实验室挤出机与双料筒毛细管流变仪相匹配，用于同时填充两个料筒。每个料筒都配有毛细管口模。例如，口模可以有相同的直径，但不同的长度，以此来进行Bagley校正 (入口压力损失校正)。下面我们来进一步深入了解一下塑化对停留时间和表观粘度的影响一般来说，聚合物通过塑化改变其流变行为，这是由于聚合物链的解缠绕，特别是如PVC和弹性体这样的材料在加工前必须进行适当的塑化。图2显示了塑化对停留时间的影响。可以节省高达50%的时间。图2 通过平衡压力曲线减少停留时间通过进料挤出机进行塑化 螺杆直径和长径比：20mm / 10d图3显示了塑化对高油填充SBR胶料粘度的影响。这些数据采用Ostwald de Waele模型(幂律)近似表示。表3列出了Ostwald de Waele模型系数。塑化并不影响幂律系数，但粘度水平显示出约10%左右的差异。见下图图3 通过进料挤出机进行塑化对表观粘度的影响表1:Ostwald de Waele参数增塑对校正粘度和拉伸粘度的影响为分析CONTIFEED塑化对挤出胶料性能的影响，通过标准毛细管流变仪，在有CONTIFEED塑化和无CONTIFEED塑化两种情况下，给出挤出胶料的测试结果。这些数据经过了Bagley(入口压力损失)和Rabinowitsch-Weissenberg校正。这里介绍两个例子。图4显示了CONTIFEED塑化对轮胎胶料的影响，可以看到修正的剪切粘度的变化很大，而对拉伸粘度的影响较小。通过塑化，剪切粘度差异高达35%，拉伸粘度达18%。图4 塑化对修正的剪切粘度和拉伸粘度的影响图5显示了塑化对轮胎胶料影响的另一个例子，可以看到对修正剪切粘度的影响很小，而对拉伸粘度的影响很大。在这个例子中，塑化只产生了5%的剪切粘度变化，而拉伸粘度的变化很大有54%。图5 塑化对修正了的剪切粘度和拉伸粘度的影响这些例子表明，塑化不能仅仅考虑粘度和拉伸粘度的变化，因为剪切变稀行为也在改变。此外，对粘度和拉伸粘度的影响可能对于不同的材料来说，影响大小也完全不同。流变学数据表明，材料1在长直流道内的压力损失较小，毛细管入口区域差异较小，而材料2在长直流道内的压力损失几乎相同，毛细管入口区域差异较大。结论综上所述，通过连续进料系统CONTIFEED的进料塑化和挤出后，有以下优点:无气泡供料到毛细管流变仪通过这个系统对材料的有效的预热，可缩短流变测试50%的测量时间快速预热时间可以缩短材料的停留时间特别适用于热稳定性较差的材料可以确定注塑成型工艺的相关流变学数据经塑化粉末状材料也可以很容易的进行测量可以测量PVC干混物通过连续进料系统CONTIFEED塑化，剪切粘度和拉伸粘度都有所下降，适合在挤出收敛部分测定，最高可达约50%。因此，与忽略了预剪切历史的传统测试技术相比，连续进料系统CONTIFEED产生的数据更适合于过程模拟。

多功能拉伸流变仪 VADER 1000单剪切和单轴延伸之间存在根本区别。 然而，在剪切中，材料的横截面积在流动的存在下是固定的，典型的是拉伸流动引起材料的横截面积随时间的变化。 因此，应变和应力的定义需要精确测量力和横截面积。 对于VADER 1000的工作原理，称为长丝拉伸流变学，应变和应力由下式给出：产品规格：仪器功能最小应力（取决于称重传感器范围）15Pa最大应力（取决于称重传感器范围）1×1010Pa最大Hencky应变力（计算）9最小应变率（假设理想的轴向变形计算。根据样品属性可能降低速率。）0.0001s-1最大应变率（考虑闭环控制。想获得更高的速率，请咨询。）5s-1建议最小的样品粘度（这是为了尽量减少表面张力的影响。根据施加的速率，可能的粘度较小。）1000Pa.s最小直径0.1mm最大直径10.0mm最小温度周围环境温度最大温度250℃气流（可选燃气加热器）5L/min最小轴向速度0.001mm/s最大轴向速度600mm/s温度控制温度传导箱可选温度传导箱 VADER 1000配有三区导气箱，可确保温度均匀性，稳定性和响应时间。 传导箱采用陶瓷绝缘，可以以避免过多的热量损失。专利待定烤箱安装在特殊的滑动系统上，可以在不降低温度的情况下快速更换样品。传导箱可以达到-250°C的环境温度。 VADER 1000具有可选的温度对流箱附件，可减少加热时间，确保整个烤箱腔内的温度均匀，并使用惰性气体防止样品在测试过程中降解。对流式温度箱配有安全开关，当导热炉处于向上位置时，它会自动关闭气流。 所有连接均为不锈钢，可使用各种气体。底部对流板允许插入气体进入样品室，防止氧化并确保温度均匀。创新点：ADER 1000配有三区导气箱，可确保温度均匀性，稳定性和响应时间。 传导箱采用陶瓷绝缘，可以以避免过多的热量损失。专利待定烤箱安装在特殊的滑动系统上，可以在不降低温度的情况下快速更换样品。传导箱可以达到-250° C的环境温度。多功能拉伸流变仪 VADER 1000

——现可使用法向力测量法量化流体的拉伸性能　　德国卡尔斯鲁厄市(2009年3月10日)— 服务科学，世界领先的赛默飞世尔科技近日宣布已扩充其Thermo Scientific HAAKE CaBER拉伸流变仪的测量选件。作为流变学领域的先锋，该公司提供的唯一一款用于商业用途的拉伸流变仪，可使用法向力测量法将流体的拉伸性能加以量化。这些选件是与卡尔斯鲁厄理工学院Manfred Wilhelm博士(教授)及其研究团队合作开发的。Rüdiger Brummer(拜尔斯道夫集团旗下公司，位于汉堡)为该项目提供了应用工程方面的支持。　　拉伸流变仪操作简便，使用软件控制，其测量原理是将样品置于上下两块平板之间，高速上移上平板从而产生流体细丝。激光测微仪可用于测定细丝直径随时间变化而产生的收缩情况。物理效应(包括表面张力、弹性、粘度及传质等)决定了拉伸流，并可通过模型拟合分析加以量化。使用这种方法，可为流体充填性能、粘合剂固化、喷涂性能或打印油墨与墙体涂料的雾化等工艺流程开启重要的发展方向。该测量原理对可拉伸出圆柱形细丝的弹性样品十分适用，例如，化妆品乳液、染发剂、打印机油墨、食品或某些粘合剂等。　　如今，拓展后的测量原理还可测量产生非圆柱体细丝的样品，并且基于一套灵敏度高、反应快的亚毫牛级的法向力测量法，集成在设备下部的测量模块中，并结合了现代数据记录技术。在上平板已开始上移的同时，测量作用在下平板上的法向力。通过这种方法，可获得有关流体细丝形成和拉伸性能的信息，而这些信息是使用经典HAAKE CaBER设备无法获得的。　　“出于保护客户投资的考虑，我们正在销售的新仪器都附带了这项新测量选件” ，赛默飞世尔科技材料物性表征部副总裁兼总经理马库斯施莱尔(Markus Schreyer)表示，“同时我们确信，已有的HAAKE CaBER测试台也能通过扩展，添加这项测量原理。”　　凭借全面的Thermo Scientific物料表征解决方案，赛默飞世尔科技公司成功为各行各业提供支持。其产品可分析并测量塑料、食品、化妆品、药品以及油墨、涂料以及石化产品的粘度、弹性、加工性能及受温度影响的力学变化等特性。欲获取更多信息，请访问：www.thermo.com/mc。　　Thermo Scientific是服务科学，全球领先的赛默飞世尔公司旗下的子公司。Thermo Scientific 拉伸流变仪HAAKE CaBER关于赛默飞世尔科技 赛默飞世尔科技有限公司（Thermo Fisher Scientific Inc.）（纽约证交所代码：TMO）是全球科学服务领域的领导者，致力于帮助客户使世界变得更健康、更清洁、更安全。公司年度营收达到105亿美元，拥有员工34,000多人，为350,000多家客户提供服务。这些客户包括：医药和生物技术公司、医院和临床诊断实验室、大学、研究院和政府机构以及环境与工业过程控制装备制造商等。该公司借助于 Thermo Scientific 和 Fisher Scientific 这两个主要品牌，帮助客户解决从常规测试到复杂的研发项目中所面临的各种分析方面的挑战。Thermo Scientific 能够为客户提供一整套包括高端分析仪器、实验室装备、软件、服务、耗材和试剂在内的实验室工作流程综合解决方案。Fisher Scientific 则提供了一系列用于卫生保健，科学研究，以及安全和教育领域的实验室装备、化学药品以及其他用品和服务。赛默飞世尔科技将努力为客户提供最为便捷的采购方案，为科研的飞速发展不断地改进工艺技术，并提升客户价值，帮助股东提高收益，为员工创造良好的发展空间。欲了解更多信息，请登陆：www.thermofisher.com（英文），www.thermo.com.cn（中文）。

赛默飞世尔科技大力拓展面向高端流变计平台的聚合物系列产品——新型拉伸流变系统现已面世　　德国卡尔斯鲁厄(2008年7月22日)--服务科学,世界领先的赛默飞世尔科技公司发布了一款面向Thermo Scientific HAAKE MARS流变仪平台的新型附件-SER(Sentmanat 拉伸流变仪)系统。该系统可使普通的固态旋转流变仪扩展为具备拉伸熔融和半固态材料功能的强大拉伸流变仪。　　 　　SER系统适用于HAAKE MARS流变仪，由Martin Sentmanat博士开发,Xpansion Instruments公司独家生产。测量方法是把样品夹在两个对旋的卷筒之间。SER系统支持两种测量模式：可控拉伸速率模式和可控拉伸应力模式。除了单轴拉伸外，该系统还支持固态拉伸测试、剥离撕裂测试及摩擦测试。新型SER系统的操作温度范围在0°C到250°C。与HAAKE MARS控制测试炉(CTC)组合使用，可保证样品温度快速变化、均匀分布。SER平台能完全集成到Thermo Scientific粘度仪和流变仪的Thermo Scientific HAAKE RheoWin测试和评估软件中。　　新近发布的RheoScope HT(高温型)模块能同时记录高温时被测样品微观结构中的各流变特性和变化。流变测量与光学分析相结合可直观地对微观结构进行更详尽地分析，因而能获得更多的样品机械特性相关信息，如聚合物熔融或结晶情况。　　Thermo Scientific HAAKE RheoScope HT高温型模块的主要特点：　　 可完全集成到HAAKE MARS流变仪平台中　　 温度范围在-5 °C到300 °C　　 物镜、偏振镜和摄像头通过HAAKE RheoWin软件进行控制　　 在线显示数据、视频序列，及存储数据供日后分析　　 图像分析软件，可用于确定颗粒大小、分布情况并对其进行结构分析。　　热固化在行业中的应用非常广泛，范围包括粉末涂料、胶粘剂、密封剂、焊接材料、油墨等等。近来，呈现出用支持UV的热固化来取代热固化的发展趋势，其目的是通过减少启动固化反应所需的能耗等方法来同步实现产品特性改善、生产力提高、生产成本降低的目标。为了开发及测量上述样品，已专为HAAKE MARS流变仪开发了一款全新的高温UV固化测量元件。此外，标准版UV元件和可定制的圆筒形测量单元(可自由配置光导、聚光镜、玻璃片等光学部件的距离)均已有售。　　支持UV的热固化测量元件的主要特点：　　 全面集成的UV元件，适用于控制测试炉(CTC)　　 通过软件触发UV光源　　赛默飞世尔科技通过全面的材料表征解决方案，可成功地向多个行业提供支持。上述解决方案可对塑料、食品、化妆品、药品及包覆以及各种流体、固体的粘度、弹性、加工性能及温度相关的机械变化等进行分析和测量。欲了解更多详情，请登录www.thermo.com/mc.　　Thermo Scientific作为赛默飞世尔科技旗下子公司，是服务科学领域的世界领导者。　　关于赛默飞世尔科技　　赛默飞世尔科技(Thermo Fisher Scientific)(纽约证交所代码：TMO)是全球科学服务领域的领导者，致力于帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。公司年度营收达到100亿美元，拥有员工33,000多人，服务客户超过350,000家。这些客户包括：医药和生物技术公司、医院和临床诊断实验室、大学、科研院所和政府机构以及环境与工业过程控制装备制造商等。公司借助 Thermo Scientific 和 Fisher Scientific 这两大品牌，帮助客户解决从常规测试到复杂的研发项目中所面临的各种分析方面的挑战。Thermo Scientific像客户提供了一整套完整的高端分析仪器、实验室设备、软件、服务、耗材和试剂，以实现实验室工作流程综合解决方案。Fisher Scientific 为卫生保健、科学研究，安全和教育领域的客户提供完整的实验室装备、化学药品、供应品和服务的组合。赛默飞世尔科技将努力为客户提供最为便捷的采购方案，为科研的飞速发展不断地改进工艺技术，并提升客户价值，帮助股东提高收益，还为员工创造良好的发展空间。欲获取更多信息，请访问公司网站：www.thermo.com.cn

胶黏剂拉伸剪切试验方法电子拉力拉伸试验机：原理试样为单搭接结构，在试样的搭接面上施加纵向拉伸剪切力，测定试样能承受的最大负荷。搭接面上的平均剪应力为胶粘剂的金属对金属搭接的拉伸剪切强度，单位为 MPa。试样1）试验机：使用的试验机应使试样的破坏负荷在满标负荷的（15～85）%之间。试验机的力值示值误差不应大于1%。试验机应配备一副自动调心的试样夹持器，使力线与试样中心线保持一致。试验机应保证试样夹持器的移动速度在 (5±1) mm/min 内保持稳定。2）量具：测量试样搭接面长度和宽度的量具精度不低于 0.05 mm。3）夹具：胶接试样的夹具应能保证胶接的试样符合要求，在保证金属片不破坏的情况下，试样与试样夹持器也可用销、孔连接的方法，但不能用于仲裁试验。4）标准试样的搭接长度是（12.5±0.5）mm，金属片的厚度是 (2.0± 0.1 ) mm，试样的搭接长度或金属片的厚度不同对试验结果会有影响。5）试样数量不应少于 5 个，仲裁试验试样数量不应少于 10 个；对于高强度胶粘剂，测试时如出现金属材料屈服或破坏的情况，则可适当增加金属片厚度或减少搭接长度，两者中选择前者较好。测试时金属片所受的应力不要超过其屈服强度 σS ，金属片的厚度 δ可按式（ 11-12）计算：δ＝（ Lτ） /σ S （11-12）式中：δ——金属片厚度；L——试样搭接长度；τ——胶粘剂拉伸剪切强度；σS ——金属材料屈服强度（MPa）。试样制备1）试样可用不带槽或带槽的平板制备，也可单片制备。2）胶接用的金属片表面应平整，不应有弯曲、翘曲、歪斜等变形。金属片应无毛刺，边缘保持直角。3）胶接时，金属片的表面处理、胶粘剂的配比、涂胶量、涂胶次数、晾置时间等胶接工艺以及胶粘剂的固化温度、压力、时间等均按胶粘剂的使用要求进行。4）制备试样都应使用夹具，以保证试样正确地搭接和精确地定位。5）切割已胶接的平板时，要防止试样过热，应尽量避免损伤胶接缝。试验条件试样的停放时间和试验环境应符合下列要求：1）试样制备后到试验的最短时间为 16 h，最长时间为 30 d。2）试验应在温度为（ 23±2）℃ 、相对湿度为（ 45~55）%的环境中进行。3）对仅有温度要求的测试，测试前试样在试验温度下停放时间不应少于 0.5 h；对有温度、湿度要求的测试，测试前试样在试验温度下停放时间一般不应少于 16 h。实验步骤1）用量具测量试样搭接面的长度和宽度，精确到 0.05 mm。2）把试样对称地夹在上下夹持器中，夹持处到搭接端的距离为（ 50± 1）mm3）开动试验机，在 (5±1) mm/min 内，以稳定速度加载。记录试样剪切破坏的最大负荷，记录胶接破坏的类型（内聚破坏、粘附破坏、金属破坏）。

面团拉伸仪的应用操作 无论是面包、披萨还是饼干，面团的质地和拉伸程度都是关键。在传统的制作过程中，拉伸面团通常需要耗费大量时间和体力，而且难以控制。然而，面团拉伸仪 的出现彻底改变了这个局面。传统方式下，拉伸面团需要反复折叠、揉搓和推拉，耗费大量时间和精力。而面团拉伸仪通过内置的电机和**的控制系统，可以在短时间内完成拉伸，大大节省制作时间。不仅如此，面团拉伸仪还能够保持面团的温度和湿度，确保面团不会过度发酵或变干，从而保证产品的口感和质量。面团的组织结构和质地对烘焙产品起着至关重要的作用。面团拉伸仪可以根据不同的产品需求进行调整，使得面团的拉伸程度和薄厚度完全符合要求。无论是想制作厚薄均匀的面包片，还是薄脆香酥的饼干，面团拉伸仪都能够满足不同的需求，并保证产品的质量和口感。除了拉伸面团外，它还可以用于调整面团的松紧度和平整度，使得面团更加均匀和易于操作。比如，面团拉伸仪可以使得面包的受力均匀分布，避免出现凹凸不平的现象；它还可以调整面团的延展性，使得面包在烘烤过程中膨胀更为均匀。这些功能的存在使得面团制作变得更加简便和高效。

摘 要：本文介绍使用鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机，配合手动楔形拉伸夹具、大变形引伸计，根据《GB/T 1040.1-2018 塑料 拉伸性能的测定 》和《GB/T 1040.2-2022塑料 拉伸性能的测定 第2部分：模塑和挤塑塑料的试验条件》，进行了塑料拉伸强度及伸长率试验的实例，试验结果表明，使用鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机能够完全对应塑料拉伸试验。关键词：鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机 塑料 高分子 聚合物 拉伸试验 拉伸强度 伸长率 标称应变塑胶原料定义为是一种以合成的或天然的高分子聚合物，可任意捏成各种形状最后能保持形状不变的材料或可塑材料产品。塑料是重要的有机合成高分子材料，由于其良好的物理化学性能，以及加工特性，被广泛应用于日常工作与生活中。根据各种塑料不同的使用特性，通常将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类型。本次应用选用日常生活中最常见的5种塑料进行试验，可以很直观的对比出各种塑料的力学性能差异。电子万能材料试验机在塑料的力学性能分析中是属于最重要的物理性能测试设备之一。鲲鹏试验机配备的手动楔形拉伸夹具，可以在不借助工具的情况下，实现试样的快速夹紧，同时配备样品夹持装置确保每次试样放置位置统一，可以大大测试提高效率以及测试的重现性；夹具采用的楔形夹紧方式，可以比传统的平面夹持夹具夹紧后更小的预应力，并且在拉伸过程中持续稳定的提供夹持力。除夹具外，本次试验采用的大变形引伸计具有响应快、精度高的特点，配合试验机主机的高精度和超过1000Hz的采集频率，可以完整的记录拉伸过程中的所有特征数据，给用户提供准确可靠的试验数据，配合智能化的测试软件可以同时提供单试样、多试样、双坐标等各种测试曲线，让不同的用户均可以拥有良好的交互体验，为企业的研发、质量以及产品控制保驾护航。1.试验部分1.1仪器与夹具BOYI 2025-010 电子万能试验机10KN手动楔形拉伸夹具大变形引伸计Smartest软件1.2分析条件试验温度：室温22℃左右载荷传感器：10kN（0.5级） 加载试验速率：5mm/min、50mm/min夹具间距：115mm标距：50mm1.3样品及处理本次试验，选取5款注塑成型的塑料试样，包括原材料或增强塑料，材质分别为PP、PP+EPDM+TD20、ABS、PC、PA6+30GF，尺寸均为GB/T 1040.2标准1A型哑铃状试样，中间平行部分宽度约10mm，厚度约4mm，数量各5个。2.试验介绍使用BOYI 2025-010电子万能试验机进行试验，将样品夹持在上下夹具中，开启载荷零点保持功能消除样品夹持后的预应力，将大变形引伸计夹持在试样的中间部位后将引伸计清零，对应不同伸长率的样品分别以5mm/min、50mm/min的速度进行试验，直至样品断裂，设备监测到试样断裂后自动停止，设备将测量过程中的力以及变形数据完整记录，并生成拉伸试验曲线。图7 测试系统图（主机、夹具、引伸计）3.结果与结论3.1试验结果具体试验结果如下表1所示。表1.试验结果 图13-试验曲线PP图14-试验曲线PP+EPDM+TD20图15-试验曲线ABS图16-试验曲线PC图17-试验曲线PA6+30GF从上(表1)数据以及试验曲线可以看出，拉伸曲线平滑连续，无松动打滑等异常现象，软件可以记录整个过程中完整的试验曲线，可以获取载荷、位移、变形等各项数据用于分析。可以看出各种样品之间因材质不同的曲线差异，其中PP/PP+EPDM+TD20/PC/ABC试样有屈服现象，PA6+30GF无屈服现象，每组各5个试样重现性良好，满足标准要求。从本次试验结果可以体现出鲲鹏BOYI 2025-010 电子万能试验机的高精度及高稳定性。4.结论上述试验结果表明，鲲鹏BOYI 2025-010 电子万能试验机配合手动楔形拉伸夹具、大变形引伸计，可以完全满足《GB/T 1040.1-2018 塑料 拉伸性能的测定 》和《GB/T 1040.2-2022塑料 拉伸性能的测定 第2部分：模塑和挤塑塑料的试验条件》标准要求，高效高质完成试验。通过高精度高采样率的测试系统，可以获得塑料材料的各项力学数据，且稳定可靠，这对于塑料材料的技术发展非常重要，能够为企业的产品研发、品质管理，以及该行业的标准化、规范化提供数据支持与技术保障。

由国际聚合物加工学会主办的“国际聚合物加工学会亚澳地区会议（Polymer Processing Society Asia/Australia Conference, PPS2007, http://www.pps-2007.com）”将于2007年7月12～14日在上海举行，届时众多流变界学术带头人将参与这一盛会。利用这一宝贵的机会，交通大学流变学研究所与美国TA仪器公司联合筹备, 力邀国内外知名流变学家，于2007年7月9～11日，在2007PPS这一国际会议召开之前举办复杂流体流变学讲习班及前沿研讨会,旨在提高国内外从事流变学研究有关科技人员和青年教师的科研教学水平。课程面向从事高聚物、石化、橡胶、塑料、涂料、油墨、粘合剂、食品和日用化妆品等课题研究开发人员。 讲习班由上海交通大学化学化工学院、流变学研究所周持兴教授主持，邀请国际、国内流变学领域的知名专家、教授授课。各国教员均积累了为青年教师和工业界举办速成讲习班的丰富经验。本讲习班将集各家之所长，精心策划，形象举例，师生交流，以期事半功倍地使代表在短时间内掌握基础理论与实验技术，了解学科前沿，并应用于各自的教学和科研工作，也便于部分代表在随后举行的2007PPS会上得到更大收获。讲课内容：1．流变学基础：包括流变学基础原理，流变学性质的测量，流变学数据的分析与解释，流变仪的选择，流变学测试方法的设计2．聚合物溶液与熔体：包括聚合物溶液、熔体的典型流变性质：线性粘弹性，稳态剪切粘度，法向应力差，拉伸粘度；大分子拓扑结构与流变学；流变学法确定大分子的结构信息（分子量、分子量分布）3．多相体系流变学一：聚合物共混物4．多相体系流变学二：聚合物基复合材料5．聚合物加工流变学6．流变学的应用日程7月8日 会议报到7月9日 星期一8:30-10:00 流变学基础I（M.Bousmina）10:00-10:20 茶歇10:20-11:30 流变学基础II（M.Bousmina）11:45-13:00 午餐13:00-15:30 聚合物溶液与熔体（许元泽，H.Watanabe）15:30-15:50 茶歇15:50-18:00 多相体系流变学I（郑强，俞炜)7月10日 星期二8:30-10:00 多相体系流变学II（M.Bousmina）10:00-10:20 茶歇10:20-11:30 多相体系流变学III（M.Bousmina）11:45-13:00 午餐13:00-15:30 聚合物加工流变学（周持兴）15:30-15:50 茶歇15:50-18:00 流变学的应用（姚明龙)7月11日 星期三流变学前沿专论参加人员：(演讲题目待定)Prof. Mosto Bousmina, (Department of Chemical Engineering, Laval University, Canada)Prof. Hiroshi Watanabe, (Institute of Chemical Research, Kyoto University, Japan)Prof. Ping Gao, (Dept. Chem. Eng. Hongkong University of Science and Technology)Prof. Hyun Wook Jung (Department of Chemical and Biological Engineering, Applied Rheology Center, Korea University, Korea)Prof. Wook Ryol Hwang (School of mechanical and aerospace engineering, Gyeongsang National University, Korea)姚明龙 博士（美国TA仪器）许元泽教授（复旦大学高分子系）郑强教授（浙江大学高分子科学与工程学系）周持兴教授（上海交通大学高分子科学与工程学系）俞炜副教授（上海交通大学高分子科学与工程学系）会务与注册讲习班地点：上海交通大学浩然科技大厦讲习班日程：2007年7月9至11日注册费：800元/人，包括会务费、资料费，住宿自理。请将款项汇至以下帐号，并请注明“复杂流体流变学研修班”注册时间、地点及课程详细日程安排见回执后即发。详细信息请登录网站：www.tainstruments.com.cn联系人：王冬妮美国TA仪器 中国市场部电话：021-54263957 Email: vwang@tainstruments.com传真：021-64956366

摘 要：本文介绍使用鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机，配合1kN气动拉伸夹具，根据《GB/T 7689.5-2013增强材料 机织物试验方法 第5部分：玻璃纤维拉伸断裂强力和断裂伸长的测定》，进行了玻璃纤维机织物拉伸试验的实例，试验结果表明，使用鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机能够完全对应玻璃纤维机织物拉伸断裂强力和断裂伸长的试验。 关键词：鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机 玻璃纤维 拉伸试验玻璃纤维布(Glass Fiber) 是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，绝缘层压板以及印刷电路等各个领域。玻璃纤维布的特性由纤维性能、经纬密度、纱线结构和织纹所决定。经纬密度又由纱结构和织纹决定。经纬密度加上纱结构，就决定了玻璃纤维布的物理性质。本应用介绍了使用电子万能材料试验机进行玻璃纤维机织物拉伸断裂强力和断裂伸长试验。鲲鹏电子万能材料试验机配备的气动拉伸夹具，有以下几个特点：首先，夹面采用专用高分子夹面，平整度好，可以避免夹伤试样，避免拉伸过程中出现夹持部位断裂的情况；其次，气动控制可以提供适当且恒定的夹持力，避免拉伸过程中出现滑移的情况；另外，夹具设有对中标识，可以辅助夹持试样，保证夹持后试样的垂直度，避免拉伸过程中出现左右两边受力不均匀的情况。 除夹具外，试验机主机的高精度以及超过1000HZ的采集频率，可以完整的拉伸过程中的所有特征数据，准确识别试样拉伸断裂点，确保给用户提供准确可靠的试验数据，配合智能化的测试软件可以同时提供单试样、多试样、双坐标等各种测试曲线，让不同的用户均可以拥有良好的交互体验，为企业的研发、质量以及产品控制保驾护航。本篇报告参照《GB/T 7689.5-2013增强材料 机织物试验方法 第5部分：玻璃纤维拉伸断裂强力和断裂伸长的测定》进行试验，标准要求如下： 1.样品要求：Ⅱ型试样、试样宽度25mm、有效长度100mm 2.夹持距离：100mm±1mm 3.拉伸速度：50mm/min±3mm/min 1. 实验部分 1.1仪器与夹具 BOYI 2025-001 电子万能试验机 1kN气动拉伸夹具 90°剥离夹具 Smartest软件 1.2分析条件 试验温度：室温23℃左右 载荷传感器：1kN（0.5级） 加载试验速率：50mm/min 图1 BOYI 2025-001 电子万能试验机 1.3样品及处理本次试验，选取6组国内主流的不同种类的玻璃纤维布，统一切割成GB Ⅱ型试样，宽度约为25mm的长条试样，每组样品分经向和纬向。 2.试验介绍使用BOYI 2025-001电子万能试验机进行试验，设定夹具间距为100mm，将样品分别夹持在上下夹具中，以50mm/min的速率进行试验。测量拉伸过程中的力值以及位移数据，拉伸试样至断裂，记录最终断裂强力及断裂伸长(GB要求精确至1mm)，取拉伸过程中第一组纱断裂时的最大强力作为拉伸断裂强力，根据数据计算得出结果，并生成拉伸曲线。图2 测试系统图（主机、夹具） 3.结果与结论 3.1第一组玻璃纤维布试验结果 3.2第二组玻璃纤维布试验结果 3.3第三组玻璃纤维布试验结果 3.4第四组玻璃纤维布试验结果 3.5第五组玻璃纤维布试验结果 3.6第六组玻璃纤维布试验结果 从上上述数据以及断裂后试样状态可以看出，整个测试过程中，拉伸试样夹持良好，断裂部位均在试样中部，满足GB要求(断裂点距离夹口10mm以上)，两个方向各5个试样结果平均值非常接近，曲线重合度再现性良好，无较低异常测试值，满足GB要求。从本次试验结果可以体现出鲲鹏BOYI 2025-001 电子万能试验机的高精度及高稳定性。4.结论 综上所述，鲲鹏BOYI 2025-001 电子万能试验机、1kN气动拉伸夹具，可以完全满足GB/T 7689.5-2013 增强材料 机织物试验方法 第5部分：玻璃纤维拉伸断裂强力和断裂伸长的测定》标准要求，高效高质完成试验。通过高精度高采样率的测试系统，可以获得玻璃纤维布各项力学数据，且稳定可靠，这对于玻璃纤维布以及绝缘电路板材、印刷电路板的技术发展非常重要，能够为企业的产品研发、品质管理，以及该行业的标准化、规范化提供数据支持与技术保障。

摘 要：本文介绍使用鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机，配合手动楔形拉伸夹具、Reliant精密轴向引伸计以及横向引伸计，根据《GB /T 1040.1-2018 塑料 拉伸性能的测定 》和《GB/T 1040.2-2022塑料 拉伸性能的测定 第2部分：模塑和挤塑塑料的试验条件》，进行了塑料拉伸模量及泊松比试验的实例，试验结果表明，使用鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机能够完全对应塑料拉伸试验。关键词：鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机 塑料 高分子 聚合物 拉伸试验 拉伸模量 泊松比塑胶原料定义为是一种以合成的或天然的高分子聚合物，可任意捏成各种形状最后能保持形状不变的材料或可塑材料产品。塑料是重要的有机合成高分子材料，由于其良好的物理化学性能，以及加工特性，被广泛应用于日常工作与生活中。根据各种塑料不同的使用特性，通常将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类型。本次应用选用日常生活中最常见的5种塑料进行试验，可以很直观的对比出各种塑料的力学性能差异。电子万能材料试验机在塑料的力学性能分析中是属于最重要的物理性能测试设备之一。鲲鹏试验机配备的手动楔形拉伸夹具，可以在不借助工具的情况下，实现试样的快速夹紧，同时配备样品夹持对中装置确保每次试样放置位置统一，可以大大测试提高效率以及测试的重现性；夹具采用的楔形夹紧方式，可以比传统的平面夹持夹具夹紧后更小的预应力，并且在拉伸过程中持续稳定的提供夹持力。除夹具外，本次试验采用的Reliant精密轴向引伸计以及横向引伸计配合试验机主机的高精度和超过1000Hz的采集频率，可以完整的记录拉伸过程中的所有特征数据，给用户提供准确可靠的试验数据，配合智能化的测试软件可以同时提供单试样、多试样、双坐标等各种测试曲线，让不同的用户均可以拥有良好的交互体验，为企业的研发、质量以及产品控制保驾护航。1.试验部分1.1仪器与夹具BOYI 2025-010 电子万能试验机10kN手动楔形拉伸夹具Reliant轴向引伸计Reliant横向引伸计Smartest软件1.2分析条件试验温度：室温22℃左右载荷传感器：10kN（0.5级）加载试验速率：5mm/min夹具间距：115mm标距：50mm1.3样品及处理本次试验，选取5款注塑成型的塑料试样，包括原材料或增强塑料，材质分别为PP、PP+EPDM+TD20、ABS、PC、PA6+30GF，尺寸均为GB/T 1040.2的1A型试样，数量各5个。2.试验介绍使用BOYI 2025-010电子万能试验机进行试验，将样品夹持在上下夹具中，开启试样保护，将夹持后的预应力消除，然后分别将横向引伸计及轴向引伸计夹持在试样的中间部位，然后将引伸计清零，再以5mm/min的速度进行试验，直至拉伸应变超过拉伸模量及泊松比取值范围后，停止测试，将引伸计卸除。测量过程中的力以及变形数据，并生成拉伸试验曲线。图7 测试系统图（主机、夹具、引伸计）3.结果与结论3.1试验结果具体试验结果如下表1所示。表1.试验结果图8-试验曲线PP图9-试验曲线PP+EPDM+TD20图10-试验曲线ABS图11-试验曲线PC图12-试验曲线PA6+30GF从上(表1)数据以及试验曲线可以看出，拉伸曲线平滑连续，无松动打滑等异常现象，软件可以记录整个过程中完整的试验曲线，可以获取载荷、位移、轴向变形、横向变形等各项数据用于分析。可以看出各种样品之间因材质不同的曲线差异，模量大刚性高的样品，曲线斜率更大，每组各5个试样重现性良好，满足标准要求。从本次试验结果可以体现出鲲鹏BOYI 2025-010 电子万能试验机的高精度及高稳定性。4.结论上述试验结果表明，鲲鹏BOYI 2025-010 电子万能试验机配合手动楔形拉伸夹具、Reliant轴向引伸计以及横向引伸计，可以完全满足《GB /T 1040.1-2018 塑料 拉伸性能的测定 》和《GB/T 1040.2-2022塑料 拉伸性能的测定 第2部分：模塑和挤塑塑料的试验条件》标准要求，高效高质完成试验。通过高精度高采样率的测试系统，可以获得塑料材料的各项力学数据，且稳定可靠，这对于塑料材料的技术发展非常重要，能够为企业的产品研发、品质管理，以及该行业的标准化、规范化提供数据支持与技术保障。

摘 要：本文介绍使用鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机，配合手动楔形拉伸夹具、Reliant精密轴向引伸计以及横向引伸计，参考《ASTM D638-22塑料拉伸性能的标准试验方法》，进行了层压板的拉伸模量及泊松比试验的实例，试验结果表明，使用鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机能够完全对应层压板的拉伸试验。关键词：鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机 层压板 PCB基板 拉伸试验 拉伸模量 泊松比层压板是层压制品中的一种。层压制品是由两层或多层浸有树脂的纤维或织物经叠合、热压结合成的整体。层压制品可加工成各种绝缘和结构零部件，广泛应用在电机、变压器、高低压电器、电工仪表和电子设备中。随着电气工业的发展，高绝缘性。高强度、耐高温和适应各种使用环境的层压塑料制品相继出现。印制电路用的覆铜箔层压板也由于电子工业的需要迅速发展。层压制品的性能取决于基材和粘合剂以及成型工艺。按其组成、特性和耐热性，层压制品可分为有机基材层压板和无机基材层压板，本次应用选用电路板行业常用的PCB基板-环氧玻纤层压板作为样品进行试验，通过万能材料试验机可以进行层压板的各项力学试验，表征层压板的各项力学性能，从而做好层压板的质量控制。鲲鹏试验机配备的手动楔形拉伸夹具，可以在不借助工具的情况下，实现试样的快速夹紧，同时配备样品夹持装置确保每次试样放置位置统一，可以大大测试提高效率以及测试的重现性；夹具采用的楔形夹紧方式，可以比传统的平面夹持夹具夹紧后更小的预应力，并且在拉伸过程中持续稳定的提供夹持力。除夹具外，本次试验采用的Reliant精密轴向引伸计以及横向引伸计配合试验机主机的高精度和超过1000Hz的采集频率，可以完整的记录拉伸过程中的所有特征数据，给用户提供准确可靠 的试验数据，配合智能化的测试软件可以同时提供单试样、多试样、双坐标等各种测试曲线，让不同的用户均可以拥有良好的交互体验，为企业的研发、质量以及产品控制保驾护航。1.试验部分1.1仪器与夹具BOYI 2025-010 电子万能试验机10KN手动楔形拉伸夹具Reliant轴向引伸计Reliant横向引伸计Smartest软件1.2分析条件试验温度：室温22℃左右载荷传感器：10kN（0.5级）加载试验速率：5mm/min夹具间距：115mm标距：50mm1.3样品及处理本次试验，选取层压板长度为165mm，中间平行段宽度约10mm，数量3个。图1 标准试样2.试验介绍使用BOYI 2025-010电子万能试验机进行试验，将样品夹持在上下夹具中，开启载荷零点保持功能后将自动消除因夹持产生的夹持力，然后分别将横向引伸计及轴向引伸计夹持在试样的中间部位，再将两个引伸计清零，以5mm/min的速度进行试验，直至拉伸应变超过拉伸模量及泊松比取值范围后卸除引伸计并直至拉伸到样品断裂。测量过程中的力以及变形数据，并生成拉伸试验曲线。图2 测试系统图（主机、夹具、引伸计）3.结果与结论3.1试验结果具体试验结果如下表1所示。表1.试验结果图3-试验曲线从上(表1)数据以及试验曲线可以看出，拉伸曲线平滑连续，无松动打滑等异常现象，软件可以记录整个过程中完整的试验曲线，可以获取载荷、位移、轴向变形、横向变形等各项数据用于分析，数据重现性良好，可满足标准要求。从本次试验结果可以体现出鲲鹏BOYI 2025-010 电子万能试验机的高精度及高稳定性。4.结论上述试验结果表明，鲲鹏BOYI 2025-010 电子万能试验机配合手动楔形拉伸夹具、Reliant轴向引伸计以及横向引伸计，可以完全满足《ASTM D638-22塑料拉伸性能的标准试验方法》标准要求，高效高质完成试验。通过高精度高采样率的测试系统，可以获得层压板的各项力学数据，且稳定可靠，这对于塑料材料的技术发展非常重要，能够为企业的产品研发、品质管理，以及该行业的标准化、规范化提供数据支持与技术保障。

p　　随着对软性和柔性器件需求的稳步增长，凝胶材料演示的离子应用受到了人们的关注。本文介绍了由聚电解质水凝胶制成的可拉伸可穿戴式离子二极管(SIDs)。采用甲基丙烯酸酯化多糖对聚电解质水凝胶进行了机械改性，同时保留了聚(磺丙基丙烯酸酯)钾盐(PSPA)和聚([丙烯酰胺丙基]氯化三甲铵(PDMAPAA‐Q)的离子选择性，形成了离子共聚物。然后将聚电解质共聚物水凝胶组成的小岛屿发展中国家在VHB基板上制作成可拉伸的透明绝缘层，用激光刻蚀而成。sid在水凝胶与弹性体基体之间的良好粘附作用下，在拉伸超过3倍的范围内表现出整流行为，并在数百个周期内保持整流状态。可穿戴式离子电路在手指运动过程中对离子电流进行整流，并在正向偏压下点亮LED灯，从而实现SID的操作可视化。/pp原文链接：/ppa href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201806909" target="_blank"A Stretchable Ionic Diode from Copolyelectrolyte Hydrogels with Methacrylated Polysaccharides/a/pp style="line-height: 16px "img style="margin-right: 2px vertical-align: middle " src="/admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_pdf.gif"/a title="10.1002@adfm.201806909.pdf" style="color: rgb(0, 102, 204) font-size: 12px " href="https://img1.17img.cn/17img/files/201812/attachment/bbee6195-d2c0-439f-81d4-023f7d38927d.pdf"10.1002@adfm.201806909.pdf/a/pp/p

合物半导体在可穿戴设备、健康监测、疾病诊断等新型领域中颇具应用前景。基于聚合物半导体的柔性电子学是蕴含重大科学创新机遇的新领域。通常优异的电荷输运性能要求聚合物材料具有高结晶性，而强结晶性会导致材料拉伸力学性能低。因此，设计合成高迁移率可拉伸的聚合物半导体面临挑战。 　　近日，中国科学院化学研究所有机固体院重点实验室张德清课题组发展了在主链上引入中心不对称单元获得高迁移柔性聚合物半导体的新方法(图)。该策略实现了半导体性能和拉伸性能的协同调控，为柔性可穿戴设备提供可能的材料设计思路。 　　如图所示，螺芴单元的引入可以打破主链的对称性，降低薄膜中的晶畴尺寸，进而显著降低薄膜的拉伸模量；螺芴单元的引入还可以减少侧链长链烷基的含量，提升小尺寸晶畴中的短程有序度；通过调节螺芴单元上环形取代基大小还可以微调薄膜形貌。其中，P2在150%的形变后迁移率达3 cm2V-1s-1，在50%形变比例下循环拉伸1000次后迁移率仍保持在1.4 cm2V-1s-1以上，这是目前报道的可拉伸高分子半导体的最优性能。该工作为发展可用于柔性器件的可拉伸高分子半导体的设计提供了新策略。 　　研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部和中国科学院的支持。P1和P2的化学结构式以及薄膜的结晶性和力学性能对比

在食品加工工业中，精确的面团处理工具是确保产品质量和生产效率的关键之一。电子式拉伸仪是一款广受欢迎的设备，它采用了先进的技术和功能，为食品生产带来了许多优势和特点。1. 平稳、安静的运行电子式拉伸仪采用步进电机驱动，这意味着它在运行过程中表现出极高的平稳性和安静性。这对于食品加工中需要精确控制的任务非常关键，确保了每次测试都能获得可靠的数据。同时，步进电机还提供了更精准的速度控制，确保了测试的准确性。2. 发酵效果更好在食品加工中，面团的发酵是一个关键步骤，它直接影响着最终产品的质量和口感。电子式拉伸仪的发酵箱采用了优质的保温材料，这有助于保持恒定的温度和湿度条件，从而改善了发酵效果。这意味着食品生产者可以更容易地控制和优化面团的发酵过程，以获得所需的产品特性。3. 彩色触摸控制屏电子式拉伸仪配备了一块3.5寸的彩色触摸控制屏，使操作更加直观和方便。通过触摸屏，用户可以实时监测发酵箱的温度，确保其始终处于理想的工作范围内。这种实时监测功能对于及时采取措施以调整发酵条件非常重要，以满足不同食品制备过程的需求。4. 计时功能电子式拉伸仪的触摸屏还具有计时功能，这对于控制发酵时间至关重要。用户可以轻松地设置计时器，当时间到达时，触摸屏会发出蜂鸣声提醒，帮助操作人员及时采取下一步操作。这有助于确保面团处理过程按照计划进行，不会过度或不足。总的来说，电子式拉伸仪是一款功能强大的食品加工设备，它的平稳运行、发酵效果改善、直观的触摸控制和计时功能等特点使其成为食品生产中不可或缺的利器。无论是在大规模生产还是在新产品开发中，这种设备都能够提高效率、确保质量，并帮助食品生产者满足不断变化的市场需求。电子式拉伸仪，让食品加工变得更加高效、精确和便捷。

BOPA是双向拉伸尼龙薄膜（Biaxially oriented polyamide (nylon) film）的英文简称 双向拉伸尼龙薄膜（BOPA）是生产各种复合包装材料的重要材料，成为继BOPP、BOPET薄膜之后的第三大包装材料。与其他薄膜相比，BOPA薄膜比PE、BOPP薄膜具有更高的强度，比EVOH、PVDC薄膜具有低成本和环保方面的优势，是食品保鲜、保香的理想材料，特别适合于冷冻、蒸煮、抽真空包装，且无毒无害。BOPA薄膜是以PA6（聚酰胺6）为原材料制成的，由于高分子聚合物的结构和产品性能有密切的联系，原料的特性会直接影响薄膜的拉伸强度，其中相对粘度是较为核心的指标之一，相对粘度高表明分子量高，大分子的链段长，分子间的引力大，拉伸成膜后的机械强度相应要高一些。一般生产可拉伸的尼龙6（聚酰胺6）树脂的相对粘度会要求在2. 7~3.5左右。GB/T 12006.1-2009中对聚酰胺切片黏度测量给出了具体的实验方法，采用乌氏毛细管法测试PA6（聚酰胺6）切片的相对黏度，并且随着生产企业以及研发机构等对于实验数据高标准、高效率及高安全性的要求，全自动乌氏粘度仪取代简易的粘度测试设备被更多的应用于PA6（聚酰胺6）生产及研发领域之中。以IV3000系列全自动乌氏粘度仪、MSB系列多位溶样块、ZPQ智能配液器一整套黏度测试设备为例： 实验流程：1. 智能配液过程使用ZPQ智能配液器进行配液，点击配液功能后，直接输入浓度和质量（可通过连接天平直接获取），可直接计算出所需要的目标体积进行移液并且精度可达0.1%。可避免因手动配液方法导致的精度差、效率低及数据误差等问题。ZPQ智能配液器还具有密度计算功能，移取液体体积后，输入质量（可与天平通讯，直接获取），即可自动计算出密度值。2. 溶样过程MSB系列多位溶样块，采用金属浴的方式进行加热溶样并具有自动搅拌功能，同时可容纳15个样品。溶样效率快、转速可调、溶样时间可调、溶样温度可调、溶样温度可达180℃。3. 测试过程IV3000系列全自动乌氏粘度仪可实现自动连续测量，全程无需人员看管。并且采用的智能红外光电传感器，保证测量时间可达到毫秒级，可有效确保实验数据的精度，避免人工实验导致误差。4. 测试结果：IV3000系列全自动乌氏粘度仪连接电脑端，得出结果可在计算机上直接显示，并有数据储存、多样化粘度分析报表等多种功能。5. 粘度管清洗干燥过程：仪器可自动排废液，自动清洗并干燥粘度管，粘度管无需从浴槽中取出，粘度管不易损坏，减少耗材成本支出。清洗模式可多种选择，同时具有废液分类收集功能，减少废液回收成本及避免因多种废液混合导致的风险。IV3000系列全自动乌氏粘度仪可实现自动测试、自动排废液、自动清洗，自动干燥，告别了粘度管是耗材的时代。

话说GB/T 228.1-2010《金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法》已实施四年，但国内诸多钢铁企业试验室、第三方试验机构以及国产试验机制造商，对该标准的执行仍存在着争论，争议点主要围绕在方法A指定的4个应变速率范围方面。　　此外，本网编辑今年在参加一场研讨会时了解到，ISO组委会曾考虑在2020年取消方法B，后该提议因故被延迟，然而，许多进口试验机制造商已从中嗅到了商机。因为目前许多实验室的传统材料拉伸试验机多基于方法B，能够实现方法A的比较少，一旦上述提议被采纳，这就意味着许多实验室将重新采购能实现方法A的产品。　　曾经有业内人士透露，进口拉伸试验机本身就是基于方法A研发出来的，某些进口试验机公司高层还是ISO组委会成员，自然对方法A的推广乐此不疲。与此相反，国产拉伸试验机则被认为在方法A的掌握方面不尽如人意。当本网编辑就此问题专门向多家国产试验机制造商进行求证时，得到的答复多是：&ldquo 我们的产品可以实现方法A。&rdquo 　　如今，随着国内拉伸试验技术与制造水平的进步，越来越多的国产试验机步入了研究级用户和国字号质检单位的实验室。而另一方面，进口试验机制造商不再满足于国内高端市场，英斯特朗、MTS等跨国公司已针对中国中端市场推出了相应产品。撇开技术不谈，国产试验机在价格方面的优势已不再如过去那么明显。　　国产、进口&ldquo 同台竞技&rdquo ，比拼的是技术与价格。国产厂商如何在产品升级上做文章?如何摆脱&ldquo 低价竞争&rdquo 的怪圈?7月初，仪器信息网就上述问题专门策划了《跨国公司布局中国市场 国产厂家面临双重挑战&mdash &mdash 聚焦拉伸试验技术与市场新动向》技术专题，并得到了业内资深专家的指导与肯定。　　同时，作为试验机产品的重要用户单位之一，中国建材检验认证集团股份有限公司(CTC)的首席科学家包亦望老师也应邀以书面的形式阐述了对上述问题的见解。　　此外，本网编辑还向多家国产试验机制造商高层发出了约稿邀请，到约稿截止时，只有长春机械院作出了积极回应。

英斯特朗，全球领先的材料和构件物性测试试验机制造商，发布了最新的对剖嵌入式拉伸夹具用于满足大批量测试台肩和圆柱头试样，这一方案很好地解决了传统测试工装在测试同类产品时过度磨损和破裂损坏的情况。在各种金属和合金产品测试中非常高效。 这款新型对剖嵌入式拉伸夹具符合ASTM E8，A370, A48,和GOST 1497 （第三类试样标准）并且能提升使得操作者的操作能力以满足ASTM E1012和Nadcap AC7101标准，其自动定位插入能确保标准试样支撑和加载一致性。 设计紧凑，方便装配的这一款对剖嵌入式拉伸夹具：减少了断裂时试样碎片的弹出风险，确保操作人员的安全性，并提供了最节约化试样夹持空间和最大化了夹具间分开的距离，更方便使用引伸计。

拉伸试验是金属材料力学性能试验中最基本、最重要、应用最广泛的试验之一。金属材料室温拉伸试验方法的新版国家标准GB/T 228.1-2021于2022年7月1日正式实施，已使用十余年的原版本GB/T 228.1-2010即作废。8月16日，上海材料研究所检测中心力学室技术主管、高级工程师黄旭东将于第二届试验机与试验技术网络研讨会期间分享报告，通过对拉伸试验新版国家标准进行技术性解读，对比新旧标准差异，让与会人员能更好地了解和适应新标准带来的变化。关于第二届试验机与试验技术网络研讨会为帮助业内人士了解试验技术发展现状、掌握前沿动态、学习相关应用知识，仪器信息网携手中国仪器仪表行业协会试验仪器分会于2023年8月16日组织召开第二届“试验机与试验技术”网络研讨会，搭建产、学、研、用沟通平台，邀请领域内科研与应用专家围绕试验机行业发展、试验技术研究、试验技术应用等分享报告，欢迎大家参会交流。会议详情链接:https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/testingmachine2023

GB/T 228.1-2010《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》国家标准已由国家标准化管理委员会正式发布，并于2011.12.1实施。新标准对于试验速率的控制、试验结果的数值修约等要求作了较大修改，增加了拉伸试验测量不确定度的评定、计算机控制拉伸试验机使用建议、考虑试验机刚度后估算的横梁位移速率等内容。为确保各材料实验室有效实施新的拉伸试验方法标准、出具准确可靠的检测结果，长春中机检测培训中心将于2013年6月举办&ldquo 金属材料拉伸试验方法培训班&rdquo 。具体安排如下：1、培训时间、地点培训时间：2013年6月19日-22日，培训地点：长春市2、主办单位主办单位长春中机检测培训中心，协办单位国家试验机质量监督检验中心。长春中机检测培训中心是通过全国分析检测人员能力培训委员会(NTC)资质认定的培训机构，培训师资由全国分析检测人员培训委员会(NTC)培训大纲编写组专家、多项试验机国家标准主要起草人等教授、高级工程师组成。3、培训内容1）试验机结构原理及维护校准 金属材料拉伸试验相关试验设备及装置（电子万能试验机、液压万能试验机、电液伺服万能试验机等）的基本结构、维护保养、日常检查方法、检测/校准项目及相关要求。2） 试验机操作技术 电子万能试验机、液压万能试验机、电液伺服试验机及引伸计、高温炉和环境箱的操作技术和使用注意事项。3）金属材料拉伸试验技术基础 金属材料拉伸试验的分类、特点，拉伸试验技术的相关术语。4）标准方法与应用 金属材料室温拉伸（GB/T228.1-2010）标准最新变化、试验参数设置、试验方法、试验机和引伸计的使用，结果不确定度评定和数据处理方法。高温拉伸（GB/T4338-2006）、弹性模量和泊松比（GB/T22315-2008)、薄板塑性应变比(GB/T5027-1999)、拉伸应变硬化指数 (GB/T5027-1999) 标准试验方法，试验要求及试验技术。5）实操指导 在长春中机检测培训中心力学实验室按照GB/T228.1-2010新标准的要求进行现场演示试验和实操指导。4、培训证书本培训班考核合格者将由全国分析检测人员能力培训委员会(NTC)发放相应技术的《分析检测人员技术能力证书》。全国分析检测人员能力培训委员会是由科技部、国家认监委等部门共同推动下于2008年成立的，负责对全国分析检测人员技术能力的培训管理与考核工作。该能力证书可作为实验室认可、实验室资质认定以及其他各种认证认可中检测人员的技术能力证明。5、培训班联系方式联系电话：0431-87963561、85154488 传真：0431-87963560邮箱：sactc122@163.com联系人：李金明 朱庆坤

p style="text-indent: 2em "目前，新加坡科技与设计大学（SUTD）数字化制造与设计（DMAND）中心和耶路撒冷希伯来大学（HUJI）的科学家们合作开发出了一组极具弹性的UV固化水凝胶，其拉伸性可高达1300 ％，是UV固化3D打印方法的理想选择。目前这些水凝胶已被用来制造具有高几何复杂性和高打印分辨率的水凝胶结构。这项研究的具体内容刊登了在2018年4月刊的材料化学杂志B版中，同时它也在封面上作了介绍。 /pp style="text-indent: 2em "水凝胶因具有亲水的聚合链网络，可保留大量的水分，因此在各个领域得到了广泛的应用。而最新报道显示极具弹性的水凝胶已经将其应用扩展到透明触摸板、软机器人技术和其他需要大变形的领域。 /pp style="text-indent: 2em "对于高弹性的UV固化3D打印水凝胶来说，其可拉伸强度达1300%并且与基于高分辨率数字光处理的3D打印技术相兼容，从而能够制造具有复杂几何形状的水凝胶结构，并广泛应用于生物医学和柔性电子产品等领域。 /pp style="text-indent: 2em "然而，传统的制造技术主要依赖于模具成型和铸造成型，然而其有限的几何复杂性和相对较低的制造分辨率极大地限制了该应用的发展潜力。结合最新的3D打印技术，人们还尝试使用3D打印技术构建几何形状更为复杂的水凝胶结构，包括多孔支架，血管网络，半月板替代物等。尽管如此，目前这种3D打印水凝胶的几何复杂性，打印分辨率以及弹性均有所不足，这些不足极大地限制了这种技术在许多领域中的应用。 span style="text-indent: 2em " /span/pp style="text-indent: 2em "“我们已经开发出世界上最具拉伸性能的3D打印水凝胶样品。”来自SUTD科学与数学集团的助理教授Qi（Kevin）Ge说，他是该项目的共同领导人之一。 /pp style="text-indent: 2em "印刷的水凝胶样品可以拉伸高达1300％。同时，这些水凝胶与基于数字光处理的3D打印技术的相容性使我们能够制造分辨率高达7μm和复杂几何形状的水凝胶3D结构。 /pp style="text-indent: 2em "“这些可印刷的可拉伸水凝胶显示出优异的生物相容性，这使我们能够直接3D打印出生物结构和组织，这些水凝胶具有良好的光学清晰度，使3D打印隐形眼镜成为可能。更重要的是，这些可打印的水凝胶可以形成强大的界面结合商业3D打印弹性体，这使我们能够直接3D打印水凝胶-弹性体混合结构，如弹性印刷在弹性体基质上的柔性电子板和导电水凝胶电路。”Ge教授说。 /pp style="text-indent: 2em "总的来说，我们相信高可拉伸性能和可UV固化的水凝胶以及基于UV固化的3D打印技术将显著增强制造生物结构和组织，隐形眼镜，柔性电子设备和许多其他应用的能力。/p

1 研发背景：橡胶材料具有许多独特的物理特性，如强弹性、易变形、耐磨性等，这使得其在工程上得到了广泛应用，同时作为一种超弹材料，橡胶在受力过程中可以看作一种只有形状改变而其体积几乎无变化的不可压缩物体，同时还伴随着几何非线性和物理非线性变化，所以在进行有限元分析（简称FEA，是将连续问题离散化的一种方法）时，正确了解橡胶材料的力学性能参数十分重要。想要完整的表述橡胶超弹性材料模型需要6种纯应变状态的力学实验，单轴拉伸、单轴压缩、双轴拉伸、双轴压缩、平面拉伸以及平面压缩，传统的拉力试验机搭配合适的夹具以及位移传感器可以进行单轴以及平面的实验，但是对于双轴实验的局限性较大。2 原理：等双轴拉伸（又叫多轴拉伸）借助多个环形排列的滑轮、钢丝绳和特制环形治具等代替传统的双轴试验机对试样进行拉伸，其形式也由垂直形式的双向拉伸转换为单向的拉伸，在保证实验效果的前提下更易实现；同时借助平面夹具可以进行单轴的平面拉伸试验，其中平面拉伸和平面压缩试验在应力状态上是等效的。创新点：创新点：16轴等双轴拉伸，目前国内外多采用双轴拉伸，误差较大。首创唯一。1.等双轴拉伸，是企业和高校有限元分析建立橡胶材料的本构材料模型所必需。2.采用激光引伸计，位移分解度可达0.00004mm3.测试功能丰富，可实现进行单轴拉伸、等双轴拉伸、平面拉伸三种测试。等双轴拉伸试验机（橡胶有限元分析）

乐金涛老师乐金涛，1983年开始在宝钢集团从事金属材料力学性能检测工作，目前还兼任中国仪器仪表学会试验机分会副秘书长、广东省金属学会理化检验专业委员会副主任委员、全国冶金物理测试网力学与试样加工技术委员会副主任委员、全国钢标准化技术委员会力学及工艺性能试验分技术委员会顾问、《理化检验-物理分册》副主编、中国国际招标网机电产品评标专家等。近日，仪器信息网有幸采访了乐金涛老师，请他谈一谈国内全自动拉伸试验机技术的发展、挑战与前景。 仪器信息网：请问，为什么要研发全自动拉伸试验机技术？乐金涛老师：三年疫情给智慧制造的发展带来非常有利的机遇，如何让试验室利用先进技术提高自动化检测和抗风险的能力，在特殊情况下也可以稳定、高质量、无人值守的开展检测工作，是业内同行普遍关心问题。为了保证测试结果精准、可重复、可追溯，提高劳动生产率，利用信息化、自动化、智能化等技术建设一个可以实现整个试验过程无人值守、无人干预的钢铁材料力学性能检测全自动试验室，已经成为这个领域的发展方向。 随着工业发展至4.0时代，制造业逐渐步入智能化、数字化时代，对于钢铁材料生产企业，质量检测环节中的材料拉伸试验也向半自动化、全自动化快速发展。全自动电子拉伸试验机（薄板材料）近年来，国内钢铁企业检测系统已经在许多领域实现了全流程的自动化检测。国内一些大型钢铁企业的力学试验室，依靠多套全自动拉伸试验机一天可以轻松地完成1000多件拉伸试样的自动检测。 材料试验机如实现了自动化智能化后，可以实现试验室装备水平的大幅度提升；减少人为因素影响，提高检测精度，确保试验数据准确性；缩短检验周期；提高劳动生产率等。仪器信息网：要建设好一个自动化检测试验室，需具备哪些条件和掌握哪些关键技术？乐金涛老师：要建设好一个自动化力学性能检测试验室，必须要了解试验室的工艺流程、特点，掌握当前拉伸试验机和自动化、智能化等最新技术的发展状况。1. 钢铁企业成品力学性能检验特点和对设备配置的要求1) 检验量大，设备要耐用；2) 产品规格相对集中、检验项目相对简单，设备要专业化配置；3) 检验周期紧，试样来样量不均匀，设备配置要有一定的富余量；4) 对检验的精度要求相对较低，主要判断产品是否合格。2. 建设自动化力学检测试验室的关键技术自动化、智能化建设适合于流水线、重复性等作业，根据钢铁企业试验室的流程和特点，其比较适合开展自动化项目的建设工作。要建设一个成功的自动化力学性能检测试验室，必须包含以下基本的关键技术：1) 通过机械手实现试样自动上、下料功能；2) 样号的自动识别；3) 试样传送系统；4) 全自动试验设备；5) 样品自动收集保存等。仪器信息网：当前，我国全自动拉伸试验机已经发展到了什么程度？乐金涛老师：我国试验机制造业通过近二十年的努力，在钢铁材料力学性能检测中最主要、使用最多的拉伸试验机产量、品种和得到了快速发展，技术水平有了很大的提升。通过验证或比对试验可以证明，我们国内试验机制造行业的一线品牌的试验机制造厂家制造的静态电子试验机、微机控制电液伺服试验机的技术指标已接近或已达到国际同类产品的水平，完全能够满足如ISO6892-1和GB/T 228.1等试验方法标准的要求，虽然还存在不少的问题，但并不是想像中的那么差。国内最早使用全自动拉伸试验机大概是在2005年左右，是国内几个特大型的钢铁企业试验室开始引进的。它们主要是做薄板拉伸试验的采用往复式机械手的小吨位全自动拉伸试验机、做厚板拉伸试验的采用龙门桁架式机械手的大吨位全自动拉伸试验机。记得在那个时候，国内有试验机厂家想仿制，但由于种种原因没有成功。全自动电液伺服拉伸试验机（中、厚板和螺纹钢）2015年以来，根据钢铁企业试验室检验量大、产品规格相对集中、检验项目相对简单、检验周期紧、流水线重复性检验等作业特点，国内部分一线品牌的试验机制造厂家，运用自动化、智能化、信息化等先进技术，开发研制了各种全自动试验机，国内全自动试验机的技术才真正开始发展，大大地推进了钢铁企业智慧试验室的建设工作。其中早期的小吨位往复式机械手全自动拉伸试验机、大吨位龙门桁架式机械手全自动拉伸试验机，到目前采用比较多的多工位六轴机械手全自动拉伸试验机的开发运用，实现了对各种类型全自动试验机的全覆盖。仪器信息网：全自动拉伸试验机主要的工作流程是什么？乐金涛老师：全自动拉伸试验机试验时，试验人员根据自动接收到的试验顺序、试验项目要求等，将经过打标的试样用机械手放入试样架内或通过AGV小车送达指定的位置→机械手根据预先在试验程序上设置好的试样位置抓取试样→进行试样长度测量→进行试样平行部分位置对中测量→试样横截面尺寸测量（可取n次测量数据的最小值或者平均值等）→机械手将试样放置到试验机测试位置，在确保按平行段对中的情况下自动调用预定的试验方法进行试验→试验结束后机械手自动取下断样→自动分拣合格与不合格试样→试验数据自动保存并发送给上位机。全自动拉伸试验机的工作效率一般不低于每小时15件。仪器信息网：全自动拉伸试验机除了主机以外，其配套的主要零部件技术对于整个系统也是非常关键，请举例介绍一下其优点？乐金涛老师：简单介绍一下全自动拉伸试验机中主要的配套零部件视频引伸计在整个系统中的应用。在全自动化拉伸试验系统中常用的变形测量手段是自动化接触式引伸计，但接触式引伸计大多只能测量一组标距变形，使用中常常遇到试样断裂在标距外或是贴近标距的位置，导致测试数据的不准确甚至不可用。1) 视频引伸计采用标准化DIC技术，可非接触实现三维变形测量，在拉伸试验过程中能同时测量多组纵向和横向标距变形。配合全自动拉伸试验系统使用时，可实现同步触发、自动测量、实时以数字信号或模拟信号向试验机传输数据。2) 视频引伸计可自动识别多种标距标识，同时也可对试样进行无标识点自动识别测量，监控试样直至其断裂，可自动测量试样断裂伸长率，大大提高检测效率。3) 自动识别应变分布状态，可以在整个试验过程中自动追踪最大应变产生的实际位置，从而将原始标距L0重新定位在最高应变区域的中心。4) 与接触式引伸计相比，使用视频引伸计避免了试样断在标距外或标距附近时的无效测试，有效提高试样利用率，节省试样成本。5) 带全自动引伸计的电子拉伸试验机的普及，特别是视频引伸计开发运用，加速了应变硬化指数n值和塑性应变比r值等全自动测量技术的发展，根据宝钢湛江钢铁有限公司验证试验的文献介绍：——采用人工、半自动、全自动方法测量的r值不存在显著性差异，其中全自动测量方法测量r值的精度最高；——视频引伸计与机械接触式引伸计测量r值的结果接近，但前者的精度更高。配置视频引伸计的全自动拉伸试验机仪器信息网：据了解，为了满足用户个性化要求，国内也研发了一些有特殊功能的全自动拉伸试验机，请您介绍一下？乐金涛老师：常规的全自动拉伸试验机在一根试验结束后，机械手自动取下断样→自动分拣合格与不合格试样→机械手将断样扔到对应的料框里。但经常会碰到有些重要的、异常的断样需要试验室保留以备查验等情况，传统的模式是试验室人员要等这一批次试验全部完毕后再按编号在留样框里翻找拼接，方式原始繁琐、效率低。现在全自动拉伸试验机断样收集专用料斗的配套设计，机械手可以按需按组收集需要保留的断样，大大方便了样品留存工作。带断料回收装置全自动拉伸试验机另外，如许多钢铁企业生产的螺纹钢或圆钢，由于轧钢工艺的需要，生产出来的产品是呈盘状的，俗称盘圆或盘螺。为了保证试样可以正常的在全自动拉伸试验机上装夹或保证试验时的同轴度，此类产品在做拉伸试验前，需要对带有一定弧度的样品进行矫直处理，目前国内绝大部分试验室都是采用人工矫直的方法。目前在常规全自动试验机里配套开发的全自动盘条多轮交叉弯曲矫直系统，比较完美的避免了用其他如敲击方式在矫直过程中应力集中等缺陷的产生，提高了盘圆盘螺类产品检测精度。带自动校直全自动拉伸试验机仪器信息网：您长期在中国宝武集团检化验系统工作，能否就宝钢范围的全自动试验技术方面提供一个案例分享给读者？乐金涛老师：针对繁琐的热轧带肋钢筋外部和内在质量的检测项目和不同的试验工位，运用自动化、智能化、信息化和机器人技术，宝钢武钢有限公司成功应用了钢筋全自动测试系统。该系统由电子拉伸主机，配上全自动视频引伸计、扫码系统、称重测长装置、ABB机器人、试样架、控制系统、软件等组成，集钢筋称重、测长、拉伸试验、弯曲和反复弯曲试验等功能，在一套全自动系统里实现全部检测功能。该系统还可以通过配置钢筋全自动弯曲校直、筋肋测量装置、温度养护箱等装置，完成试样矫直、钢筋外形检测、钢筋人工时效等工序。系统自动化模式运行时，可以同时在系统的不同组件上测试不同的样品，极大的提高测试效率。宝钢武钢有限公司1000kN钢筋试验系统仪器信息网：当前国内全自动拉伸试验机急需解决的关键技术是什么？乐金涛老师：当前，国内全自动拉伸试验机急需解决的关键技术主要归纳起来分如下几个方面：1) 激光引伸计、视频引伸计、全自动引伸计、高低温引伸计等技术；2) 高精度、高分辨率、宽量程的力传感器等技术；3) 高精度、高分辨率、宽量程的试样横截面尺寸测量传感器等技术。仪器信息网：能否针对目前我国全自动拉伸试验机的现状，谈谈您的感受或想法？乐金涛老师：在国外1000KN以上的电子拉伸试验机技术已经非常成熟，在国内常规的电子拉伸试验机绝大部分企业只能做到600KN。近三年，国内几家一线品牌的试验机制造厂家已经有在开发制造1000KN的电子拉伸试验机，但据了解总数也就在十台左右。国内已经有自主研发制造的2000kN电子拉力试验机，开创了中国试验机行业在大吨位电子拉力试验机的先河，为大吨位全自动拉伸试验机的开发运用打下了良好的基础。目前国内制造的全自动拉伸试验机如主要的配套零部件力传感器、位移传感器、引伸计等品牌选型更好，在其功能、试验精度等方面，完全可以胜任日常检验任务。随着钢铁企业智慧制造风潮的兴起，由拉伸试验机和机器人组合的全自动试验机需求大增，现在许多试验机厂家都去做全自动拉伸试验机或系统。目前我们国家研发制造的全自动试验机或系统的主要特点是集成其他自动化配套装置，但平心而论对试验机本身技术没有大的提高。我们现在国内生产的全自动拉伸试验机的长期稳定性和故障率等指标，和国外同类设备比还存在一定的差距。仪器信息网：最后，请您对国内的试验机制造厂家提一点要求或希望？乐金涛老师：希望国内的试验机制造厂家要重视市场需求和技术研发，以自动化、智能化为发展目标和发展方向，来满足用户个性化需求。要多与相关试验室合作开发关键技术，在高档或专用试验设备的研发制造等方面争取再获突破，包括对原来进口全自动拉伸试验机的技术消化和升级工作，以促进我国试验设备在自动化技术方面水平的提升，切实减少全自动试验设备的进口数量。

文天精策原位拉伸试验机冷热台助力超低温金属材料研究随着现代各行业的飞速发展，越来越多的金属材料需要在低温环境中使用，如低温压力容器、桥梁、建筑材料等，因此对于这些材料的各项力学性能的准确测量也就显得至关重要，尤其是试样的屈服强度、抗拉强度、延伸率和面缩率等拉伸性能指标。如：液体火箭发动机的结构材料除了承受高温冲击外，由于液氢（沸点-253℃）、液氧（沸点-183℃）等低温贮存推进剂的存在，还有超低温（-100℃以下）环境要求，故液体火箭发动机理想的结构材料需要具备优良的低温力学性能；用于低温手术的医疗器械，使用液氮对患者的局部肉体进行低温瞬时低温冷冻，使得肉体固化后进行快速和无痛手术。文天精策仪器科技原位拉伸试验机冷热台，作为可适配多数拉伸试验机的低温试验平台，通过准确控温，实现不同环境温度下材料的力学性能测试，从而准确的考察不同变形温度下材料的力学性能，为其在复杂环境温度下的服役，提供数据支撑。原位拉伸试验机冷热台降温过程超低温单向拉伸试验对金属材料而言，其服役温度显著影响其力学性能。部分金属在超低温(77 K)条件下时，其断裂强度、延伸率等会显著提升。并且相比高温成形工艺会造成材料的氧化的缺点，低温下的成形工艺则不存在这样的问题，这为金属材料成形工艺的成形能力提升，提供了新的途径。Ÿ 材料的硬化、脆化Ÿ 材料的塑性变形能力改变Ÿ 材料的应变分布演化更加均匀Ÿ 材料的塑性变形机制发生变化超低温单向拉伸试验检测试样在单向应力状态下，温度对其力学性能与变形机制的影响。降温程序控制过程295 K与77 K下纯铜的单向拉伸应力-应变曲线研究内容及关键点：Ÿ 原位拉伸试验机冷热台的温控算法可准确控制变形所需温度；Ÿ 原位拉伸试验机冷热台可适配大多数万*能试验机实现低温拉伸试验，准确测试材料的低温力学性能；Ÿ 原位拉伸试验机冷热台的氮气回流除雾技术与可视窗口，可结合DIC测试技术实现超低温变形过程中应变的实时监测；Ÿ 通过设置拉伸试验机参数，可实现变温单向拉伸试验，测试复杂温度环境下材料的力学性能。试验表明：文天精策仪器科技研发的原位拉伸试验机冷热台，可与各种万*能试验机适配，在试验过程中通过文天精策原位拉伸试验机冷热台中的温控程序，实现实时控温，进行不同变形温度下的单向拉伸试验力学性能测试。并且，通过设置拉伸过程中的实验参数，完成试样在复杂变温环境下的力学性能测试，指导在复杂温况下材料的服役。

柔性可拉伸电子器件具有可弯曲、可拉伸和可扭曲的优异力学特性，其在生物医学工程、机器人技术、人机界面等各个领域的应用重要性日益凸显。常见制备方法一方面是开发本征可拉伸的导电材料，例如掺杂导电纳米材料的软弹性体、导电聚合物和水凝胶等。但是，这些新型材料通常电导率较低、机电稳定性能较差和易对实际应用中的电信号造成干扰。另一方面则是通过构建如平面蛇形等几何结构来提升传统导电材料（包括金属等）在力学服役下的最大可拉伸应变。虽然以上两种（结合）方法都已有大量报道，然而大部分的可拉伸电子受限于加工方式的难度，制备的结构大多集中在二维平面尺度，限制了可拉伸电子在三维方向的应用扩展。近日，香港城市大学机械工程学系陆洋，南方科技大学葛锜与西安电子科技大学高立波等合作报道了一种相对便捷、灵活和可批量制造的可拉伸微电子的高精度制作方法。通过利用摩方精密开发的基于面投影微立体光刻（PμSL）的3D打印技术（nanoArch P130, S140, BMF Precision, Shenzhen, China），实现了一种通用的微加工工艺，可以以2μm的高分辨率获得以前无法实现的复杂3D几何形状。后续结合磁控溅射工艺，可制备3D导电结构，该结构具有出色的可拉伸性（~130％）、贴合性、稳定的导电性（在100％拉伸应变下电阻变化小于5％），以及循环载荷下的稳定性。与2D结构相比，3D微结构具有紧凑的几何形状，并且其可以在平面外自由变形的特点使适应更大的拉伸应变成为可能。图1. 基于面投影微立体光刻（PμSL）3D打印的可拉伸微电子的制作过程：3D几何设计、PμSL 3D打印、磁控溅射导电金属薄膜、组装和应用此外，利用基于PμSL的3D打印技术可以制作高度复杂几何结构的优势，该方法可实现集成电路的一体化制造。例如，研究者们制造了由三维可拉伸微结构连接的复杂三维电容式压力传感器阵列。凭借其结构设计高通量性、加工方式便利性和器件制造一体化性，该研究成果在集成3D可拉伸电子系统上显示出巨大的应用潜力。图2. 三维可拉伸导电微结构的力学和电学鲁棒性测试：拉伸、弯曲、循环和面外压缩加载下的电阻变化图3. 3D打印三维可拉伸电子网络结构表征和变形能力测试图4. 三维可拉伸电容式压力传感器阵列示意图、细观实物图和性能测试结果该项研究成果获得深圳市科创委基础研究项目支持，以“Three-Dimensional Stretchable Microelectronics by Projection Micro Stereolithography (PμSL)”为题发表于新一期国际知名期刊《ACSApplied Materials & Interfaces》（香港城市大学王月皎博士生为第一作者）。文章链接：https://dx.doi.org/10.1021/acsami.0c20162

柔性可拉伸电子器件具有可弯曲、可拉伸和可扭曲的优异力学特性，其在生物医学工程、机器人技术、人机界面等各个领域的应用重要性日益凸显。常见制备方法一方面是开发本征可拉伸的导电材料，例如掺杂导电纳米材料的软弹性体、导电聚合物和水凝胶等。但是，这些新型材料通常电导率较低、机电稳定性能较差和易对实际应用中的电信号造成干扰。另一方面则是通过构建如平面蛇形等几何结构来提升传统导电材料（包括金属等）在力学服役下的最大可拉伸应变。虽然以上两种（结合）方法都已有大量报道，然而大部分的可拉伸电子受限于加工方式的难度，制备的结构大多集中在二维平面尺度，限制了可拉伸电子在三维方向的应用扩展。近日，香港城市大学机械工程学系陆洋，南方科技大学葛锜与西安电子科技大学高立波等合作报道了一种相对便捷、灵活和可批量制造的可拉伸微电子的高精度制作方法。通过利用摩方精密开发的基于面投影微立体光刻（PμSL）的3D打印技术（nanoArch P130, S140, BMF Precision, Shenzhen, China），实现了一种通用的微加工工艺，可以以2μm的高分辨率获得以前无法实现的复杂3D几何形状。后续结合磁控溅射工艺，可制备3D导电结构，该结构具有出色的可拉伸性（~130％）、贴合性、稳定的导电性（在100％拉伸应变下电阻变化小于5％），以及循环载荷下的稳定性。与2D结构相比，3D微结构具有紧凑的几何形状，并且其可以在平面外自由变形的特点使适应更大的拉伸应变成为可能。图1. 基于面投影微立体光刻（PμSL）3D打印的可拉伸微电子的制作过程：3D几何设计、PμSL 3D打印、磁控溅射导电金属薄膜、组装和应用此外，利用基于PμSL的3D打印技术可以制作高度复杂几何结构的优势，该方法可实现集成电路的一体化制造。例如，研究者们制造了由三维可拉伸微结构连接的复杂三维电容式压力传感器阵列。凭借其结构设计高通量性、加工方式便利性和器件制造一体化性，该研究成果在集成3D可拉伸电子系统上显示出巨大的应用潜力。图2. 三维可拉伸导电微结构的力学和电学鲁棒性测试：拉伸、弯曲、循环和面外压缩加载下的电阻变化图3. 3D打印三维可拉伸电子网络结构表征和变形能力测试图4. 三维可拉伸电容式压力传感器阵列示意图、细观实物图和性能测试结果该项研究成果获得深圳市科创委基础研究项目支持，以“Three-Dimensional Stretchable Microelectronics by Projection Micro Stereolithography (PμSL)”为题发表于新一期国际知名期刊《ACSApplied Materials & Interfaces》（香港城市大学王月皎博士生为第一作者）。文章链接：https://dx.doi.org/10.1021/acsami.0c20162官网：https://www.bmftec.cn/links/10

10月26日，中国汽车工程学会正式发布由泛亚汽车技术中心有限公司联合中国汽车技术研究中心有限公司、清华大学苏州汽车研究院、中国飞机强度研究所、ITW集团英斯特朗公司、道姆光学科技（上海）有限公司、东风汽车集团有限公司等单位联合起草的CSAE标准《汽车用金属材料圆棒室温高应变速率拉伸试验方法》（T/CSAE 233-2021）。本标准提出的金属材料圆棒高应变速率拉伸试验方法适用于汽车底盘用的铸造、锻件类零件材料的高应变速率拉伸测试。本标准在GB/T 228.1-2010及GB/T 30069.2-2016基础上，对金属材料棒材在不同高应变速率下拉伸时，对试样的夹具，应力测试方法，样件尺寸及装夹，应变测试等方面作了较详细的规定，以确保棒材高应变速率拉伸测试的准确性。当前，汽车底盘用的铸造类零件如Knuckle和Mount等零件的材料高速拉伸曲线是CAE碰撞分析中重点关注技术参数，为了建立CAE分析用高速拉伸所需数据库，提高碰撞安全分析的准确性，需要借助高速拉伸机、三维光学测试(Digital Image Correlation, DIC)技术获取金属棒材的应力、应变场数据。目前对于铸铁、铸铝的圆棒试样的高速拉伸测试还没有相应的国际、国内标准，各整车企业及总成制造商对铸件材料的高应变率拉伸试验方法未见详细说明，测试结果也存在在较大差异，由此带来该对底盘类铸件材料性能和可靠性的评价存在诸多差异。起草工作组在充分总结和比较了国内外金属材料高应变速率拉伸测试方法标准、调研了国内外对车用铸、锻方法制造的零件用的金属材料棒材的试验方法的基础上，参考了GB/T 30069 《金属材料 高应变速率拉伸试验》和《ISO 26203 金属材料高应变率拉伸试验》，并确定板材的测试与棒材的测试有明显不同。通过金属材料棒材在不同高应变速率下拉伸时，对试样的夹具，应力测试方法，样件尺寸及装夹，应变测试等方面作了较详细的研究和试验。高应变速率拉伸测试系统是由高速拉伸机，高速相机，光源，数据采集及分析系统，同步器，夹具，散斑制备装置，应变片粘贴设备等部分组成。试验时，确保设备的连接可靠，经过静态速率试验确认力、速度、对中性及相机、数据采集均正常的情况下开始正式测试。编制组基于国内外行业研究现状，通过正交矩阵进行试验方案设计，共48组试验，每组数据需要完成3根样条。随后又增加汽车底盘锻压零件最小壁厚3毫米小直径样条的测试。合格的样条必须断在标距内。所有测试结果不需过滤处理，直接反映整个系统的测试状态和结果。经过一系列试验，为标准的制定奠定可靠的基础。首先是确定试验夹具，根据不同的拉伸设备，可以设计不同的设备连接方式，考虑到试样是圆形截面，推荐使用螺纹接头连接试样，螺纹的长度也进行了优化试验，选择大于2倍平行段长度。而且在夹具上做出平面以粘贴应变片。对夹具的选材上也做了研究，选用常用的45钢和钛合金进行比对。通过图1的试验结果，推荐使用钛合金材料，硬度28～38HRC，以减少夹具的固有震荡信号。编制组在充分总结和比较了国内外金属材料高应变速率拉伸测试方法标准、调研了国内外对车用铸、锻方法制造的零件用的金属材料棒材的试验方法的基础上，参考了《GB/T 30069 金属材料 高应变速率拉伸试验》和《ISO 26203 金属材料高应变率拉伸试验》，并确定板材的测试与棒材的测试有明显不同。通过金属材料棒材在不同高应变速率下拉伸时，对试样的夹具，应力测试方法，样件尺寸及装夹，应变测试等方面作了较详细的研究和试验。高应变速率拉伸测试系统是由高速拉伸机，高速相机，光源，数据采集及分析系统，同步器，夹具，散斑制备装置，应变片粘贴设备等部分组成。试验时，确保设备的连接可靠，经过静态速率试验确认力、速度、对中性及相机、数据采集均正常的情况下开始正式测试。编制组基于国内外行业研究现状，通过正交矩阵进行试验方案设计，共48组试验，每组数据需要完成3根样条。随后又增加汽车底盘锻压零件最小壁厚3毫米小直径样条的测试。合格的样条必须断在标距内。所有测试结果不需过滤处理，直接反映整个系统的测试状态和结果。经过一系列试验，为标准的制定奠定可靠的基础。首先是确定试验夹具，根据不同的拉伸设备，可以设计不同的设备连接方式，考虑到试样是圆形截面，推荐使用螺纹接头连接试样，螺纹的长度也进行了优化试验，选择大于2倍平行段长度。而且在夹具上做出平面以粘贴应变片。对夹具的选材上也做了研究，选用常用的45钢和钛合金进行比对。通过图1的试验结果，推荐使用钛合金材料，硬度28～38HRC，以减少夹具的固有震荡信号。图1 钛合金和45#钢夹具及分别在100-1s时的拉伸曲线在应变片的粘贴和标定方面做了详细的试验，在本标准中给出了具体阐述，尤其指明标定的系数R2≥0.999。设备状态的确认中，如果测试力的同时还需要测试应变，设备需要连接额外的数据线，试验前需检查所有的连线是否牢固连接，尤其是信号触发线。每次测试前先在静态试验机上低应变速率拉伸，然后在高速试验机上以同样的速率拉伸同一批次的试样检验设备。静态试验根据 GB/T 228.1-2010规定进行。为了验证验证圆棒试样的应变是否需要三维测试，分别用单台和两台相机试验，发现当使用单台相机时，大截面尺寸（5毫米直径棒材）会出现由于散斑扭曲导致跟踪不了散斑变化产生测量误差或试验失效，因此当出现散斑测试的应变变化跟不上力值变化时，应使用两台相机测试。如图2、3所示。铸铝（左） 铸铁（右）图2 一台相机照片-铸铁及铸铝的应变-时间&应力-时间的曲线铸铝（左） 铸铁（右）图3 两台相机照片-铸铁及铸铝的应变-时间&应力-时间的曲线标准起草组对于数据采集频率也做了研究，图像拍照及采集系统的采样频率应考虑试样断裂时间。当应变速率≤100s-1时，所取得的应变有效数据大于力值的采样数据，而且一般会大于400。当应变速率100s-1时，应变的有效数据会急剧下降，应调整应变的采集频率和拍摄参数，最终应变的有效采集不低于100个点。否则不能有效测出弹性模量及剪切模量。对于拉伸速度偏差认可的确认，各测试单位做了详细讨论，考虑到高应变率速度的影响因素复杂，因此给出按照最大力对应的应变划分不同平均速度的限制要求。即当最大力对应的应变率大于5%时，实际应变速率的平均值推荐在目标应变速率的±5%以内，当最大力对应的应变率小于5%时，记录实际应变速率到报告中。试样尺寸也是本标准重点考虑的内容，较短的测试长度有助于获得高的应变速率，但测量长度不能过小，否则不能保证反映材料的性能。因此参考静态的标准及高应变速率拉伸的现有标准，制作了4种不同的试样并测试。试样的装夹方式，尺寸及夹具材料在标准中得到具体描述。优化后的的试样如图4，并给出推荐尺寸。 图4 典型的试样尺寸说明：（1）尺寸公差为0.05mm，平行段工作部分粗糙度0.32，同轴度为0.01毫米。（2）推荐区域直径为5mm，=10mm，=15mm，R=16mm，=5mm，=35mm，D=12mm，或者区域直径为3mm，=10mm，=15mm，R=12mm，=5mm，=35mm，D=6mm。综上所述，该标准围绕车用金属材料的使用工况，对3毫米直径以上的哑铃型拉伸试样进行充分的试验，给出了从夹具，散斑制作，相机标定，系统试验前验证，试样尺寸与装夹，力的测试，数据采集及处理等方面系统的说明，试验准确性高，试验失效率低，同时避免不同试验员试验结果差异等问题。本标准充分考虑了汽车行业用到的铸件和锻件零件，具有普遍适用性，可以为CAE仿真高效地提供更加准确可靠的材料数据。与目前使用的GB/T 30069 《金属材料 高应变速率拉伸试验》和ISO 26203 《金属材料高应变率拉伸试验》中的方法协调统一，互不交叉，提供了标准外的常用形状试样的高应变速率下的详细试验方法，对现有标准起到补充作用。

针对许多生物医学研究实验中遇到的问题，来自麻省理工学院的研究人员设计了一种解决方案，可以使大脑和其他大型组织中的细胞和分子成像更容易，同时样品也足够坚韧，可以在实验室中进行多次处理，这种技术提出了一种化学过程，帮助组织拉伸，压缩，且坚固。这一新技术公布在Nature Methods杂志上。这种被称为“ ELAST”技术为科学家提供了一种非常快速的方法来荧光标记大脑，肾脏，肺，心脏和其他器官内的细胞，蛋白质，遗传物质和其他分子。麻省理工学院Kwanghun Chung实验室在一项由国家卫生研究院资助，为期五年的项目中，开发了ELAST ，绘制出人类整个大脑最全面的图谱。要完成这样的图谱，要求能够在最厚的组织中标记和扫描每个精细的细胞和分子细节，这也意味着实验室必须能够将样本完整地保持多年。Chung说：“当人们捐赠大脑时，就像在捐赠图书馆一样。每个图书馆都包含有价值的信息，但我们不能同时访问该图书馆中的所有书籍，必须在不损坏它地重复访问的情况下利用该图书馆。这些大脑中的每一个都是极其宝贵的资源。”为此，研究人员改变了思维方式：如果我们的目标不是成像生活事件，而是成像外观，就可以在保持外观的同时改变组织的物质类型。新配方在这项研究中，研究人员对凝胶状化学品聚丙烯酰胺配方进行了改进，文章作者Webster Guan说，在过去，大家用一种与交联化学物质不同的形式，使组织坚固，但不能保存时间长，现在改进配方了，所以当该配方注入组织时，细胞和分子将直接附着在网格状的网格上。在新配方中，该团队使用了高浓度的丙烯酰胺，而交联剂和引发剂却少得多。结果表明是长的聚合物链与能够缠结的链环缠结在一起，使凝胶结构完整，且具有更大的柔韧性。不仅如此，组织的细胞和分子并没有附着在链上，而是纠缠在其中，进一步增加了注入丙烯酰胺组织承受拉伸或挤压的能力，而不会在组织中造成任何撕裂或永久移位。在该研究中，研究小组报告了将人或小鼠的脑组织同时拉伸至其宽度和长度的两倍，或者将其厚度压缩10倍，恢复到正常大小后几乎没有变形。这些结果表明，ELAST能够实现完全可逆的组织形状转换，同时保留组织中的结构和分子信息。将聚丙烯酰胺完全整合到大量组织中，达到弹性可能需要长达21天的时间，但是从那时起，任何单独的标记步骤（例如标记特定类型的细胞确定其丰度）或特定的蛋白质来查看其表达方式，其过程比以前的方法要快得多。比如研究人员通过反复压缩人脑的5毫米厚的横截面，只需24小时就可以完全贴上标签。早在2013年，Chung及其同事曾首次推出了“ CLARITY”，这是一种使脑组织透明并用丙烯酰胺凝胶固定的方法，研究人员需要24小时才能将切片标记为厚度的十分之一。由于标记时间是通过平方探针必须穿透的深度来估算的，因此计算表明，使用ELAST进行标记的速度比使用CLARITY进行速度快100倍。Chung说，尽管他们实验室主要集中在大脑，但对其他器官也具有适用性，可以帮助进行其他细胞定位工作。即使标记组织根本不是靶标，拥有一种简单的新方法来制造耐用的弹性凝胶也可以有其他应用，例如在创建软机器人方面。