塑料物性及測試方法介紹

1、塑料物性及測試方法介紹塑料物性及測試方法介紹塑料的物理性能塑料的物理性能1、比重、比重（ASTM D792, ISO 1183）密度是單位體積物質(zhì)的質(zhì)量。比重是在密度是單位體積物質(zhì)的質(zhì)量。比重是在23 C下，一下，一 定體積物質(zhì)的質(zhì)量與相定體積物質(zhì)的質(zhì)量與相同體積去離子水質(zhì)量之比同體積去離子水質(zhì)量之比. 比比 重和密度至關(guān)重要重和密度至關(guān)重要. 因為塑料是以每磅為基因為塑料是以每磅為基礎(chǔ)售出的礎(chǔ)售出的 ，而低密度或低比重意味著每榜重量含更多的材，而低密度或低比重意味著每榜重量含更多的材 料料，常用液，常用液體浮力法作測定方法。體浮力法作測定方法。比重比重 a/(a+w)-ba 試樣在空氣中的質(zhì)

2、量試樣在空氣中的質(zhì)量 b 試樣和小錘（若被使用）在水中的質(zhì)試樣和小錘（若被使用）在水中的質(zhì)量量 w 完全浸沒的小錘（若被使用）和部分完全浸沒的小錘（若被使用）和部分浸浸 沒的金屬絲質(zhì)量沒的金屬絲質(zhì)量 密度（密度（kg/m3） 比重比重 塑料的物理性能塑料的物理性能2、吸水性、吸水性(24小時小時/平衡平衡) ASTM D570吸水性是用來確定在規(guī)定條件下被吸收的水的總量吸水性是用來確定在規(guī)定條件下被吸收的水的總量. 影響吸水性的因素有影響吸水性的因素有: 塑料的類型、使用的添加劑、溫度以及暴露時間塑料的類型、使用的添加劑、溫度以及暴露時間. 吸水性試驗中吸水性試驗中, 將試樣在規(guī)定溫度的烘箱里

3、烘干規(guī)定時間將試樣在規(guī)定溫度的烘箱里烘干規(guī)定時間, 移至干燥器冷卻移至干燥器冷卻, 冷卻完畢后，立即稱重冷卻完畢后，立即稱重. 將試樣規(guī)定條件下浸于水中將試樣規(guī)定條件下浸于水中, 通常是在通常是在23 C下浸下浸泡泡24小時或直到平衡小時或直到平衡. 將試樣取出將試樣取出, 用用lint free cloth 擦干擦干, 稱重稱重吸水百分率吸水百分率(浸水后質(zhì)量浸水后質(zhì)量 - 浸水前質(zhì)量浸水前質(zhì)量) / 浸水前質(zhì)量浸水前質(zhì)量 x 塑料的物理性能塑料的物理性能3、成型收縮率、成型收縮率 熱塑性塑料在模具中成型，冷卻後脫模的成型品，會有收縮現(xiàn)象，即成熱塑性塑料在模具中成型，冷卻後脫模的成型品，會有

4、收縮現(xiàn)象，即成型品小於模腔尺寸，這就是成型收縮率。型品小於模腔尺寸，這就是成型收縮率。 算式：收縮率算式：收縮率(%)=(型腔尺寸型腔尺寸-成品尺寸成品尺寸)/型腔尺寸型腔尺寸*光學(xué)特性光學(xué)特性1.光澤度光澤度 (ASTM D2457, D523 )描述描述：鏡面光澤度是光被某種材料反射時反射光強度的鏡面光澤度是光被某種材料反射時反射光強度的 量度量度. 光澤度可以是光澤度可以是材料所固有的材料所固有的, 也可以是成也可以是成 型過程或表面網(wǎng)紋的結(jié)果型過程或表面網(wǎng)紋的結(jié)果. 光澤度也受風蝕和光澤度也受風蝕和表表 面腐蝕等環(huán)境因素的影響面腐蝕等環(huán)境因素的影響. 測試測試：光澤度的測量：光澤度的測

5、量, 通常以某種標準為參考給定反射通常以某種標準為參考給定反射 角角(20o，60o或或85o). 將光澤計的角度調(diào)試成適當將光澤計的角度調(diào)試成適當 的角度的角度, 量好口徑量好口徑, 并與光澤計中給定的標準并與光澤計中給定的標準相相 比較比較.將光度計置于試樣上將光度計置于試樣上, 讀取數(shù)據(jù)讀取數(shù)據(jù)光學(xué)特性光學(xué)特性2、透明塑料的霧度、透明塑料的霧度ASTM D1003 (方法方法 B)霧度是射入透明材料中的光由于散射作用而導(dǎo)致霧度是射入透明材料中的光由于散射作用而導(dǎo)致 的不清晰和的不清晰和/或閃耀的程度或閃耀的程度, 可以是材料本身固有可以是材料本身固有 的性質(zhì)，或是成型過程的結(jié)果的性質(zhì)，或

6、是成型過程的結(jié)果. 它也可能是由表它也可能是由表 面面網(wǎng)紋或風蝕、表面腐蝕等環(huán)境因網(wǎng)紋或風蝕、表面腐蝕等環(huán)境因 素造成的素造成的3、透明塑料的透光度、透明塑料的透光度ASTM D1003 (方法方法 B)透透 光率是測定透過試樣的光通量的光率是測定透過試樣的光通量的光學(xué)特性光學(xué)特性4、黃色指數(shù)、黃色指數(shù)（YI）ASTM E313黃色指數(shù)由分光光度計的讀數(shù)計算而得黃色指數(shù)由分光光度計的讀數(shù)計算而得, 描述描述 了一種試樣從無色透明或白色了一種試樣從無色透明或白色到黃色的顏色變到黃色的顏色變 化化. 這一試驗最常用于評價一種材料在真實或這一試驗最常用于評價一種材料在真實或 模擬的日模擬的日照下的顏

7、色變化照下的顏色變化光學(xué)特性光學(xué)特性5、透明有機塑料折射指數(shù)、透明有機塑料折射指數(shù)(折光率折光率) ASTM D542折光率是光在真空中的傳播速率與在透明折光率是光在真空中的傳播速率與在透明介質(zhì)中的介質(zhì)中的 傳播速率之比傳播速率之比. 折光率可用來計算折光率可用來計算一束光從一透明一束光從一透明 介質(zhì)進入另一透明介質(zhì)時介質(zhì)進入另一透明介質(zhì)時的折射角的折射角. 因此因此, 折光率折光率 用于光學(xué)棱鏡的設(shè)用于光學(xué)棱鏡的設(shè)計和透明塑料的質(zhì)量控制檢驗計和透明塑料的質(zhì)量控制檢驗流變學(xué)特性流變學(xué)特性1、熔體流動指數(shù)、熔體流動指數(shù) MFI OR MFRASTM D1238 (方法方法 A), D 3364

8、ISO 1133 (方方法法 A)熔體流動速率測定的是熱塑性塑料在規(guī)定溫度和熔體流動速率測定的是熱塑性塑料在規(guī)定溫度和 負荷下從孔板中擠出的速率負荷下從孔板中擠出的速率. .它提供了測定熔融它提供了測定熔融材料流動性能的方法。材料流動性能的方法。將熔體流動速率儀加熱至此試樣的規(guī)定溫度將熔體流動速率儀加熱至此試樣的規(guī)定溫度 ，并，并加約加約7 7克物料于速率儀的料筒中克物料于速率儀的料筒中. . 將此物料的規(guī)將此物料的規(guī)定負荷加于活塞上，使熔融的物料從孔板中擠定負荷加于活塞上，使熔融的物料從孔板中擠出出. . 收集一定時間內(nèi)的擠出物并稱量收集一定時間內(nèi)的擠出物并稱量. . 熔體流熔體流動速率動速

9、率 的單位是的單位是 克克/10/10分鐘分鐘. 機械性能機械性能1、塑料的拉伸性能、塑料的拉伸性能ASTM D638, D882, D1708 ISO 27拉伸試驗測定斷裂一個試樣所需的拉伸試驗測定斷裂一個試樣所需的力以及試樣力以及試樣 拉伸到斷點時的伸拉伸到斷點時的伸長程度長程度. 拉伸試驗可產(chǎn)生應(yīng)力拉伸試驗可產(chǎn)生應(yīng)力 應(yīng)變圖，這張圖可用于確定應(yīng)變圖，這張圖可用于確定拉伸模量拉伸模量.ASTM D638中試驗速度取決于試中試驗速度取決于試樣樣 規(guī)格，規(guī)格，ASTM D882 (塑料片塑料片材材) 中則取決于材中則取決于材 料的斷裂伸料的斷裂伸長率，長率，ISO 527中，測應(yīng)力和中，測應(yīng)力

10、和伸長伸長 率時的試驗速度為率時的試驗速度為5或或50mm/min，測模量時的試驗，測模量時的試驗速度為速度為1mm/機械性能機械性能2、 懸臂梁沖擊強度懸臂梁沖擊強度(有缺口有缺口) ASTM D256, ISO 180缺口試樣懸臂梁式?jīng)_擊試驗測定的是材料被擺錘沖擊時缺口試樣懸臂梁式?jīng)_擊試驗測定的是材料被擺錘沖擊時 的抗沖性能的抗沖性能. 懸懸臂梁沖擊強度被定義為從材料開始破壞臂梁沖擊強度被定義為從材料開始破壞 至完全破壞時所吸收的能量至完全破壞時所吸收的能量. 為為了防止試樣破壞，受沖了防止試樣破壞，受沖 擊的試樣有缺口擊的試樣有缺口. 本實驗可用于快捷的質(zhì)量控制本實驗可用于快捷的質(zhì)量控制

11、檢驗檢驗, 以確定一個材料是否符合需沖擊強度要求以確定一個材料是否符合需沖擊強度要求, 也可比也可比 較材料的韌性較材料的韌性機械性能機械性能3、懸臂梁沖擊強度、懸臂梁沖擊強度(反置缺口反置缺口) (IZOD)測定的是材料被擺錘沖擊時的抗測定的是材料被擺錘沖擊時的抗 沖性沖性 能能. 懸臂梁沖擊強度被定義為從材料開始破壞至懸臂梁沖擊強度被定義為從材料開始破壞至完全完全 破壞時所吸收的能量破壞時所吸收的能量. 本實驗可用于快捷質(zhì)量控本實驗可用于快捷質(zhì)量控 制檢驗制檢驗, 以確定一個材料是以確定一個材料是否符合所需沖擊強度否符合所需沖擊強度 要求要求, 也可比較材料的彎曲韌性也可比較材料的彎曲韌性

12、4、簡支梁沖擊強度、簡支梁沖擊強度 （CHARPY)ISO 179測定測定 的是受到擺錘的沖擊時的是受到擺錘的沖擊時, 材料所產(chǎn)生的抵抗力材料所產(chǎn)生的抵抗力. 簡支梁沖擊能簡支梁沖擊能 定義為試樣在沖擊定義為試樣在沖擊負荷作用下負荷作用下, 被被 破壞時吸收的能量破壞時吸收的能量.它是一種性能指標，可用于它是一種性能指標，可用于 生產(chǎn)過程的質(zhì)量控生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制中制中,可用于比較不同材料可用于比較不同材料 的韌性的韌性.機械性能機械性能機械性能機械性能5、彎曲性能、彎曲性能ASTM D790, ISO 178彎曲試驗測定在三點加負荷的情況下彎曲試驗測定在三點加負荷的情況下, 使橫梁型使橫梁型

13、 的試樣彎曲時所需力的大小的試樣彎曲時所需力的大小. 彎曲試彎曲試驗的結(jié)果經(jīng)常用來選擇在彎曲負荷作用下無形變的材料驗的結(jié)果經(jīng)常用來選擇在彎曲負荷作用下無形變的材料. 彎彎 曲模量也用于衡量某曲模量也用于衡量某種材料種材料 的勁度的勁度機械性能機械性能6 6、邵氏硬度、邵氏硬度邵氏硬度用于確定塑料或橡膠等軟性材料的相邵氏硬度用于確定塑料或橡膠等軟性材料的相 對硬度對硬度. 它測量了規(guī)定壓針在它測量了規(guī)定壓針在指定壓強和時間指定壓強和時間 條件下的針入度條件下的針入度. 硬度值用來識別或指定特殊硬度值用來識別或指定特殊 硬度的塑硬度的塑料。硬度值由硬度計讀出料。硬度值由硬度計讀出. 常見的硬度計有

14、常見的硬度計有 A型和型和 D型型. A型用于較軟材型用于較軟材料；料；D 型用于較硬材料型用于較硬材料機械性能機械性能7、洛氏硬度、洛氏硬度ASTM D785, ISO 2039 洛氏硬度試驗是基于試樣上施加不同負荷時壓入試樣的深度差的硬度測量方洛氏硬度試驗是基于試樣上施加不同負荷時壓入試樣的深度差的硬度測量方法法.硬度值無量綱硬度值無量綱, 通常用通常用R, L, M, E和和K標尺給出標尺給出. 每個標尺表示的硬度每個標尺表示的硬度值越高值越高, 材料越硬，材料越硬，R, M標尺標尺 通常用于塑料通常用于塑料. 電性能電性能1、介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因子、介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因子 ASTM D

15、150 IEC 60250介電常數(shù)用于衡量絕緣體儲存電能的性能介電常數(shù)用于衡量絕緣體儲存電能的性能. 它是兩它是兩 塊金塊金屬板之間以絕緣材料為介質(zhì)時的電容量與同樣屬板之間以絕緣材料為介質(zhì)時的電容量與同樣 的兩的兩塊板之間以空氣為介質(zhì)或真空時的電容量之比塊板之間以空氣為介質(zhì)或真空時的電容量之比. 介質(zhì)介質(zhì)損耗因子定義為一定頻率下絕緣材料的電抗與損耗因子定義為一定頻率下絕緣材料的電抗與 其電其電阻的比值阻的比值. 它測量了絕緣材料的無效性它測量了絕緣材料的無效性如果如果 要將一種材料應(yīng)用于嚴格絕緣的用途上要將一種材料應(yīng)用于嚴格絕緣的用途上, 則它的介則它的介 電常數(shù)越小越好電常數(shù)越小越好. 如果

16、一種材料會應(yīng)用在需要高電抗的電器上如果一種材料會應(yīng)用在需要高電抗的電器上, 則需則需 要高要高損耗因子損耗因子電性能電性能2、介電強度、介電強度ASTM D149 IEC 80243介電強度是一種材料作為絕緣體時的電強度的量度介電強度是一種材料作為絕緣體時的電強度的量度. 它定義為試樣被擊穿時它定義為試樣被擊穿時, 單位厚度承受的最大電壓單位厚度承受的最大電壓, 表示為伏特每單位厚度表示為伏特每單位厚度. 物質(zhì)的介電強度越大物質(zhì)的介電強度越大, 它作為絕緣體的質(zhì)量越好它作為絕緣體的質(zhì)量越好電性能電性能3、表面電阻率、表面電阻率/體積電阻率體積電阻率ASTM D257, IFC60093表面電阻

17、率是絕緣材料抵抗表面漏泄電流的能力表面電阻率是絕緣材料抵抗表面漏泄電流的能力. 體積電阻率是絕緣材料抵體積電阻率是絕緣材料抵抗體內(nèi)漏泄電流的能力抗體內(nèi)漏泄電流的能力. 表面電阻率、體積電阻率越高表面電阻率、體積電阻率越高, 漏泄電流越小漏泄電流越小, 材料的導(dǎo)電性能越差材料的導(dǎo)電性能越差熱性能熱性能1、維卡軟化點、維卡軟化點ASTM D1525, ISO 306維卡軟化點是壓頭針在規(guī)定負荷下維卡軟化點是壓頭針在規(guī)定負荷下, 刺入試樣刺入試樣1mm時的溫度時的溫度. 該溫度反映了該溫度反映了當一種材料在升溫裝置中使用時期望的軟化點當一種材料在升溫裝置中使用時期望的軟化點.在試樣上加在試樣上加10

18、N或或50N負荷負荷, 把試樣放進把試樣放進23 C的油浴中，以的油浴中，以50或或100 C每每 小小時的速度提升油浴溫度時的速度提升油浴溫度,直到針頭刺入試樣直到針頭刺入試樣 1mm. 熱性能熱性能2、負荷變形溫度、負荷變形溫度(DTUL或或HDT) ASTM D648, ISO 75熱變形溫度定義為標準試驗條在一定負荷下熱變形溫度定義為標準試驗條在一定負荷下, 其變形量達到規(guī)定值的溫度其變形量達到規(guī)定值的溫度. 它它規(guī)定了短程耐熱性能規(guī)定了短程耐熱性能. 不同材料的負荷熱變形溫度相互區(qū)別不同材料的負荷熱變形溫度相互區(qū)別, 有的能在高有的能在高溫下承受小負荷溫下承受小負荷; 有的在一個窄的

19、溫度范圍內(nèi)就會變形有的在一個窄的溫度范圍內(nèi)就會變形. 在每在每 個樣品上加個樣品上加0.45Mpa或或1.80Mpa負荷負荷. 將試樣放進硅油浴中將試樣放進硅油浴中, 每分鐘溫每分鐘溫度升高度升高2 C, 直直 到形變量達到規(guī)定值到形變量達到規(guī)定值熱性能熱性能3、線性熱膨脹系數(shù)、線性熱膨脹系數(shù)ASTM E831, D696 ISO 11359線性熱膨脹系數(shù)用來確定某材料隨溫度的膨脹程線性熱膨脹系數(shù)用來確定某材料隨溫度的膨脹程 度度. 本試驗用于設(shè)計目的本試驗用于設(shè)計目的, 也用于確定材料在熱也用于確定材料在熱 應(yīng)力下是否會發(fā)生破裂應(yīng)力下是否會發(fā)生破裂. 理解相互接觸的兩種材理解相互接觸的兩種材

20、 料料之間的相對膨脹之間的相對膨脹/收縮特性收縮特性室溫下室溫下, 將試樣置于將試樣置于TMA的支架上的支架上, 并用探測并用探測 器測定其高度器測定其高度. 將熔爐升高將熔爐升高, 并并調(diào)節(jié)溫度使之低調(diào)節(jié)溫度使之低 于所需溫度于所需溫度20 C. 以一定的速率加熱試樣以一定的速率加熱試樣, 通通 常是常是10 C/分鐘分鐘, 直到試樣達到所需溫度范圍直到試樣達到所需溫度范圍. 得出一個曲線得出一個曲線4、燃燒性能、燃燒性能(UL94) A、HB（水平燃燒）（水平燃燒）熱性能熱性能判定標準判定標準1、厚度在313mm，燃燒長度大於75mm的試片，其燃燒速率40mm/min、厚度小於3mm，燃燒

21、長度大於75mm的試片，其燃燒速率75mm/熱性能熱性能B B、94V-0,V-1,V-2(94V-0,V-1,V-2(垂直燃燒）垂直燃燒）標準狀況標準狀況V-0V-1V-2對於每一測試試片之余燃時間10s30s30sNoNo對於任何處理狀況之組別的總余燃時間50s在第二次火焰燃燒測試後，對於每一測試試片之燃余時間和余輝時間的時間和試片在余燃和余輝現(xiàn)象後，是否有燒至夾具處NoYes燃燒試片時的跌落物是否會點燃干棉花250s 250s30s60s60sNoN熱性能熱性能C、5VA,5VB(垂直燃燒）垂直燃燒）標準狀況標準狀況5VA5VB60sNo對於每一根試片在第5次供給火焰之後，余燃時間和余輝

22、時間總和60sNo任何飾板樣品在測試後是否會產(chǎn)生燃燒穿透效果NoYes燃燒試片時的跌落物是否會點燃干棉花5VA是針對長條試片所設(shè)計的測試（1255mm,13.00.3mm)5VB是針對飾板樣品所設(shè)計的測試 (1505mm,1505mm)熱性能熱性能QMFZ2 Component Plastics Wednesday, August 04, 2004 E45575 TICONAPOLYESTER BUSINESS LINE 86 MORRIS AVE SUMMIT NJ 07901Material Designation: 3316(b), 3316HFProduct Description:

23、Polybutylene Terephthalate (PBT), designated Celanex furnished as pellets.Color Min. Thick. (mm) Flame Class HWI HAI RTI RTI RTI IEC IEC Elec Imp Str GWIT GWFI NC 0.38 V-0 - - - - - - -ALL 0.75 V-0 3 0 140 130 140 - - 1.5 V-0, 5VA 2 0 140 130 140 - - 2.0 V-0, 5VA 2 0 140 130 140 925 960 3.0 V-0, 5VA

24、 1 0 140 130 140 925 960 CTI: 2 HVTR: 0 D495: 6 IEC Ball Pressure (C): -Dielectric Strength (kV/mm): 23 Volume Resistivity (10 xohm-cm): 16 Dimensional Stability(%): 0.0ISO Tensile Strength (MPa): - ISO Flexural Strength (MPa): - ISO Heat Deflection (C): -ISO Tensile Impact (kJ/m2): - ISO Izod Impac

25、t (kJ/m2): - ISO Charpy Impact (kJ/m2): -(b) Virgin and regrind from 1 to 50% by weight incl., have the same basic material characteristics.NOTE Celanex material designations may have the suffix D, may lack the suffix -2 or have the suffix -3 to indicate lubricity.Report Date: 1/29/1997 Underwriters

26、 Laboratories IncUL94 small-scale test data does not pertain to building materials, furnishings and related contents. UL 94 small-scale test data is intended solely for determining the flammability of plastic materials used in components and parts of end-product devices and appliances, where the acc

27、eptability of the combination is determined by ULIUL Yellow Cardn在下面的例子在下面的例子中，以顏色為天中，以顏色為天然色或黑色、厚然色或黑色、厚度為度為1mm1mm的試片的試片進行試驗時，難進行試驗時，難燃性為燃性為V-0V-0、0.5VB0.5VB，HWIHWI為為4 4級，級，HAIHAI為為0 0級，級，RTIRTI為為140140。IECIEC標準未測定。標準未測定。由于由于CTICTI不因厚不因厚度而改變，所以度而改變，所以為為2 2級。級。HVTRHVTR為為0 0級，級，D495D495評價為評價為6 6級。級。U

28、L Yellow Card用語用語含義含義說明說明Color顏色顏色NC 為天然色（無著色的顏色）BK為黑色 ALL為全部顏色。Min. Thick.試片最小厚試片最小厚度度單位為mm。在上述黃卡中，試片厚度為3mm時，難燃性為5VA。試片厚度為1mm時，難燃性為5VB。Flame Class難燃性難燃性根據(jù)UL94標準判定材料的難燃性水平。按照HB、V-2、V-1、V-0的順序，難燃性依次增大。一般說的難燃材料指的是V-0。除了傳統(tǒng)的評價方法之外，還設(shè)定了上一級的5V評價。作為定位，難燃性順序依次為V-0、5VB、5VA。由于5V評價的試驗方法與傳統(tǒng)相比有些不同，所以卡中象“V-0、5VA”那樣就表示進行了兩個試驗。HWI熱金屬絲的熱金屬絲的發(fā)火性發(fā)火性是Hot wire ignition的縮略語。將鎳絲纏繞在試片上，使規(guī)定電流從中通過。按照到開始燃燒的時間，將材料難燃性分級。到開始燃燒的時間12分鐘者為1級。到開始燃燒的時間715秒鐘者為4級。級別的數(shù)字越大，材料越容易燃燒。UL Yellow CardHAI高電流弧的發(fā)火性高電流弧的發(fā)火性