常見塑料物性的檢測(cè)及標(biāo)準(zhǔn)-

1、常見塑料物性的檢測(cè)及標(biāo)準(zhǔn)流動(dòng)系數(shù)(1測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn):ASTM D1238(2常用的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的量測(cè)儀器是溶液指數(shù)計(jì)(Melt Indexer.(3流動(dòng)系數(shù)檢測(cè)方法:是一種表示塑膠材料加工時(shí)的流動(dòng)性的數(shù)值。它是美國(guó)量測(cè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ASTM根據(jù)美國(guó)杜邦公司(Du Pont慣用的鑒定塑料特性的方法制定而成,其測(cè)試方法是先讓塑料粒在一定時(shí)間(10分鐘內(nèi)、一定溫度及壓力(各種材料標(biāo)準(zhǔn)不同下,融化成塑料流體,然后通過(guò)一直徑為2.1mm圓管所流出的克(g數(shù)。其值越大,表示該塑膠材料的加工流動(dòng)性越佳,反之則越差。(4測(cè)試的具體操作過(guò)程是:將待測(cè)高分子(塑料原料置入小槽中,槽末接有細(xì)管,細(xì)管直徑為2.095mm,管長(zhǎng)為

2、8mm。加熱至某溫度后,原料上端藉由活塞施加某一定重量向下壓擠,量測(cè)該原料在10分鐘內(nèi)所被擠出的重量,即為該塑料的流動(dòng)指數(shù)。有時(shí)您會(huì)看到這樣的表示法?MI25g/10min,它表示在10分鐘內(nèi)該塑料被擠出25克。一般常用塑料的MI值大約介于125之間。MI愈大,代表該塑料原料粘度愈小及分子重量愈小,反之則代表該塑料粘度愈大及分子重量愈大。收縮率測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn):ASTM D955塑膠制品經(jīng)冷卻、固化并脫模成形后,其尺寸與原模具尺寸之差的百分比。(3因結(jié)構(gòu)不同的關(guān)系,結(jié)晶性塑料與非結(jié)晶性塑料的收縮率存在明顯的差異。一般地,結(jié)晶性塑料的收縮率比非結(jié)晶性塑料的收縮率大上好幾倍(如下表所示。同時(shí)有添加玻璃纖

3、維或其它強(qiáng)化劑的塑膠材料,其收縮率可降低好幾倍。影響成型收縮的因素有熱收縮、結(jié)晶度(熱塑性或硬化度(熱固性、彈性回復(fù)、分子配向、與成型條件等因素。<1>熱塑性塑料塑料名稱成形收縮率(%塑料名稱成形收縮率(%塑料名稱成形收縮率(%<2>熱固性塑料熱膨脹系數(shù)測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn):ASTM D696塑料加熱時(shí)尺寸膨脹的比率由于一般塑料的熱膨脹系數(shù)比金屬大210倍,因此在設(shè)計(jì)模具、塑料與金屬并用的器具、塑料的鉗核物時(shí),必須詳加考慮,以防止因內(nèi)部應(yīng)力而造成產(chǎn)品的龜裂變形。玻璃轉(zhuǎn)移點(diǎn)(TG當(dāng)塑料的溫度達(dá)到玻璃轉(zhuǎn)移點(diǎn)時(shí),其分子鍵的分枝開始局部脈動(dòng),塑料便由玻璃狀變成橡膠狀。當(dāng)聚合物的溫度在Tg

4、時(shí),會(huì)由較高溫下呈現(xiàn)的橡膠態(tài),轉(zhuǎn)至低溫下所呈現(xiàn)的具堅(jiān)硬易脆性質(zhì)的玻璃狀。結(jié)晶性塑料有明顯的Tg及潛熱值,聚合物是呈現(xiàn)橡膠態(tài)還是玻璃狀全視Tg與當(dāng)時(shí)使用時(shí)的溫度而定,故Tg為聚合物在使用上的重要指針。(3下列舉數(shù)種塑料的Tg值:塑料名稱Tg(塑料名稱Tg(PVC(rigid80212聚碳酸酯(Polycarbonate,PC39150HDPE-120PET79LDPE-120PBT20 Polypropylene,PP-10-18PI410聚苯乙烯(Polystyrene,PS63112PPS85 PMMA100120PSF190ABS88105PESF230PA57PEEK143聚縮醛(Pol

5、yacetal,POM-50-85U Polymer190 PEI217220PAI280 Nylon65059Nylon6,649261Nylon4678聚乙烯(Polyethylene,PE-120-125Polyvinyl chloride6076Polysulfone146273聚丙烯(Polypropylene,PP-10-18ASA104 HIPS100PES230SAN100PU120塑料的熔點(diǎn)(TM塑料的熔點(diǎn)是指塑料由固體狀態(tài)變成熔融狀態(tài)時(shí)的溫度,此時(shí)結(jié)晶性塑料的比容顯著增加,此溫度又稱可加工溫度。(2下表為一些塑料的Tm值:塑料名稱Tm(塑料名稱Tm( HDPE130135P

6、ET250265LDPE107120PBT225230 Polypropylene,PP165176POB450 PA220PEEK334聚縮醛(Polyacetal,POM175181PPS285290 PTFE327Nylon6215225 Nylon46295Nylon11184187聚碳酸酯(Polycarbonate,PC220Nylon12177178 PMMA160Nylon6,6225265 PVC(rigid212Nylon6,10213ACETAL160聚乙烯(Polyethylene,PE115176Nylon6,12210220聚丙烯(Polypropylene,PP1

7、76熱變形溫度(HDT測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn):ASTM D648顯示塑膠材料在高溫受壓下能否保持不變的外形,一般用來(lái)表示塑料的短期耐熱性。測(cè)試方法:將試片在一定壓力及一定加溫速度下,彎曲到一定程度時(shí)的溫度。例如,在一標(biāo)準(zhǔn)試片(127×13×3mm的中心,置放在455kPa或1820kPa負(fù)載下,并以2/min條件升溫直到變形量為0.25mm時(shí)的溫度。對(duì)非結(jié)晶塑料,HDT比Tg小1020;對(duì)結(jié)晶塑料,HDT則接近于Tm。通常加入纖維補(bǔ)強(qiáng)后,塑料的HDT會(huì)上升,因?yàn)槔w維補(bǔ)強(qiáng)可以大幅提升塑料的機(jī)械強(qiáng)度,以致在升溫的耐撓曲測(cè)試時(shí),會(huì)呈現(xiàn)HDT急劇升高的現(xiàn)象。彈性系數(shù)彈性系數(shù)是指塑料受外力作用變

8、形后恢復(fù)原來(lái)形狀的能力,一般以應(yīng)力對(duì)應(yīng)變的比值表示。彈性值愈大表示塑料材料的剛性(Rigidity愈好。硬度測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn):塑料的硬度常采用洛氏硬度蕭氏硬度法來(lái)測(cè)試。其中Shore A常用來(lái)測(cè)定較軟的塑料,如TPE等彈性體或橡膠;Shore D則來(lái)測(cè)定較硬的塑料;而Rock Well幾乎都是測(cè)定較硬之工程塑料或高性能工程塑料。它們的公式換算為Shore D+50=Shore A。普通PE、MF、UF、FRP等塑料較硬,PE類較軟。沖擊強(qiáng)度測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn):ASTM D256。其中有夏比(Charpy法及艾氏(Izod法兩種。計(jì)算方法是將破壞試片所需的能量值除以試片的寬度。一般塑料以PVC、PE、PP、A

9、BS等沖擊強(qiáng)度較高。壓縮強(qiáng)度測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn):ASTM D695。塑料承受外來(lái)壓縮力的能力。聚縮醛、聚酯、壓克力、尿權(quán)樹脂和美臘明樹脂在這方面性能較突出。彎曲強(qiáng)度測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn):ASTM D790主要用來(lái)測(cè)定塑料耐折的能力,以每單位面積多少力來(lái)表示。一般塑料以PVC、美臘明樹脂、環(huán)氧樹脂及聚酯類彎曲強(qiáng)度為佳。玻璃纖維也常用來(lái)提升塑料的耐折性。彎曲彈性率是指將試片彎曲時(shí)(測(cè)試方法如彎曲強(qiáng)度,在彈性范圍內(nèi),單位變形量所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。一般彎曲彈性率越大,則表示該塑膠材料的剛性越好。抗張強(qiáng)度測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn):ASTM D638檢測(cè)的方法:將塑膠材料拉伸到某一程度,所需力量的大小,通常以每單位面積多少力來(lái)表示,而其所

10、拉伸長(zhǎng)度的百分比即為伸長(zhǎng)率。拉伸強(qiáng)度試片其拉伸的速度通常為5.06.5mm/min。透氣率測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn):ASTM D1434塑料膜或塑料板氣體穿透難易的程度。吸水率測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn):檢測(cè)的方法:將樣品烘干后稱重,再浸入水中24或48小時(shí),然后取出來(lái)再稱重,計(jì)算重量增加的百分比。酚醛樹脂、尿醛樹脂、尼龍、纖維素樹脂等吸水率較高,PE、PP等吸水率較低。一般吸水率大者,其機(jī)械強(qiáng)度與尺寸穩(wěn)定性易受影響。游離單體游離單體含量可表示樹脂聚合的程度,一般以?或ppm表示。用做食品容器的塑料,或單體聚有毒性的塑料對(duì)游離單體含量管制較嚴(yán)。假比重及粒徑分布測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn):粒徑分布可依ASTM D1921的篩分法測(cè)得,假比重

11、可依ASTM D1895的方法測(cè)得。顯示塑料原料的顆粒大小及填塞緊密狀況。黏度測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn):ASTM D1823及ASTM D1824的方法測(cè)得。顯示膠塑體及膠溶體的特性。分子量測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn):ASTM D3598。 一般化合物的分子量是不變的，而聚合體的分子量則是大小不均，所以必須采 用平均值及分布度表示。常用的分子量表示法為重量平均分子量 MW 及數(shù)目平均 分子量 MN，其比值 MW/MN 稱為分子量分布。 比重 測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)：ASTM D792 水中置換法測(cè)得。 物質(zhì)密度與水密度的比值（水密度為 1），所謂密度是指單位體積的重量。比重 可用來(lái)估算制品所需原料的重量，而要減輕塑料的用量或重量可采用

12、發(fā)泡的方 式解決。 比重可用來(lái)估算制品所需原料的重量，而要減輕塑料的用量或重量可采用發(fā)泡 的方式解決。 常見塑膠的改性方式及說(shuō)明 塑料添加劑的簡(jiǎn)介 添加劑是指分散在塑料分子結(jié)構(gòu)中，不會(huì)嚴(yán)重的影響塑料的分子結(jié)構(gòu)，而能改善 其性質(zhì)或降低成本的化學(xué)物質(zhì)。 添加劑的加入， 能促使塑料改進(jìn)基材的加工性、 物理性、 化學(xué)性等功能和增加基材的物理、化學(xué)特性。根據(jù)添加劑改進(jìn)塑料的功能差異，添加劑 有許多不同稱謂。具體來(lái)說(shuō)，從增加基材的加工特性方面分析，添加劑包括： 流動(dòng)性：滑劑；熱安定；熱安定劑、抗氧化劑；分散性：加工助劑、分散 劑；兼容性：兼容劑、偶合劑；熔融強(qiáng)度：架橋劑、增黏劑。從增加基材的物理、 化學(xué)特

13、性方面分析，添加劑包括：剛性、強(qiáng)度：填充劑、晶核劑；沖擊性：沖擊改 質(zhì)劑；耐熱性：填充劑、晶核劑；耐燃性：耐燃劑；耐候性：安定劑 UV 安定劑； 導(dǎo)電性：抗靜電劑導(dǎo)電涂料填料；顏色：色料；軟硬度：可塑劑加工油；密度： 發(fā)泡劑；透明性：晶核劑，衛(wèi)生性：抗菌劑。 抗氧化劑 塑料中的不飽和雙鍵受氧原子、熱與光的侵襲而引起斷裂產(chǎn)生自由基，由此引起連鎖反 應(yīng)，使分子鏈斷裂或形成鏈交聯(lián)，而導(dǎo)致塑料成品的強(qiáng)度降低或變脆。抗氧化劑的功能 就在于延緩塑料因氧化而分解，延長(zhǎng)塑料產(chǎn)品的壽命。塑料工業(yè)所用的抗氧化劑依功能 可區(qū)分為： 氧化連鎖反應(yīng)抑制劑：如烷基酚（Alkyl phenol）、丁基化 基甲苯（Butyl

14、ated hydroxytoluene 簡(jiǎn)稱 BHT 、 ） 芳香胺類（ Aromatic amines 、 ） 苯基B-耐胺（ Phenyl B-Naphthylamine）、烷對(duì)錕（Alkyl Quinone）、烯基雙酚（Alkylene bisphenol）、烷基酚硫醚（Alkyl phenolthioether）、水楊酸苯指（Phenyl salicylate）等。 過(guò)氧化物分解劑：如劉醇急硫醚系、硫丙酸酯（Thio propionate ester）、有 機(jī)亞磷酸化合物（Organic phosphites）、二硫磺酸鹽系等。（3）重金屬不活 性化劑：如酰胺化物、聯(lián)氨化物、芳香族胺系

15、化合物等。 抗靜電劑 抗靜電劑的主要功能是賦予塑料產(chǎn)生導(dǎo)電性，以使其避免因摩擦而造成靜電的積存。 常 用的抗靜電劑有四級(jí)銨鹽（Quaternary ammonium salt）、乙氧化胺類、脂肪酸酯類與 磺化臘類（Sulfonated wax）等。 發(fā)泡劑 塑料用發(fā)泡劑主要有三類： 氮?dú)狻⒍趸?、及空氣，直接壓入塑料熔膠中使發(fā)泡。 揮發(fā)性液體如丁烷、戊烷、石油醚、二氟二氯甲烷等，在升溫后即揮發(fā)膨脹， 而使塑料體發(fā)泡，常見的聚苯乙烯泡綿即屬于這類型。 分解性化學(xué)發(fā)泡劑，這類發(fā)泡劑一般為固體粉末，它們?cè)诩訜釙r(shí)即分解放出氣 體（通常為氮或二氧化碳），而使塑料產(chǎn)生細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)，并減輕重量。該類發(fā) 泡劑

16、多為有機(jī)的偶氮化合物，如偶氮雙甲酰胺（Azodicarbonamide）、偶氮雙 異丁晴（Azobisisobutyro-nitrile 簡(jiǎn)稱 AIBN）。 發(fā)泡的塑料主要有：ABS、PS、PVC、PU、EVA、PE、PP 等。 難燃劑 當(dāng)添加難燃劑的塑料暴露于火焰時(shí)，能自行抑制火焰的蔓延，防止煙霧的形成，當(dāng)火焰 去掉時(shí)燃燒便會(huì)停止。塑料使用的難燃劑原理大致可分三種： 反應(yīng)型（Reactive type）的難燃劑可與氧反應(yīng)形成惰性氣體，籠罩在燃燒物四 周， 降低燃燒物氧氣含量，以達(dá)到終止燃燒的目的。凡是燃燒時(shí)能產(chǎn)生 CO、 CO2、 NH3 及鹵素化合物，如 PVC、PU 泡綿、聚酯或環(huán)氧樹酯等均選用本法。 非反應(yīng)型（Non-Reactive type）的難燃劑是含有鹵素、磷、氮或硼的化合物， 當(dāng)發(fā)生燃燒時(shí)，就能分解出一種惰性物，披蓋在塑料燃燒物表面，形成一層障 礙物，以隔絕外界之氧氣，達(dá)到耐燃之目的。 含水氧化物如氧化鋁的難燃劑遭遇