熱塑性塑料性能測試方法演示

1、拉伸應力：拉伸應力： = F/A伸長率：伸長率： = L/L 100%塑料材料的拉伸應力應變曲線塑料材料的拉伸應力應變曲線拉伸應力應變的計算拉伸應力應變的計算為了測定高聚物材料的基本物性，對材料施加應力后，測出變?yōu)榱藴y定高聚物材料的基本物性，對材料施加應力后，測出變形量，求出應力，應力應變曲線是最普通的方法。將樣條的兩端用形量，求出應力，應力應變曲線是最普通的方法。將樣條的兩端用器具固定好，施加軸方向的拉伸荷重，直到遭破壞時的應力與扭曲器具固定好，施加軸方向的拉伸荷重，直到遭破壞時的應力與扭曲的計算方法即為拉伸試驗。的計算方法即為拉伸試驗。q拉伸應力拉伸應力(Tensile Stress)：試

2、片變形前，施加于單位面積上的拉伸力的大小。：試片變形前，施加于單位面積上的拉伸力的大小。q伸長率伸長率(Tensile Strain)：試片原本標線間的長度因拉伸力的作用產生的變化。：試片原本標線間的長度因拉伸力的作用產生的變化。q屈服點屈服點(Yield Point)：應力應變曲線中，即使荷重不增加，伸長率也開始上升：應力應變曲線中，即使荷重不增加，伸長率也開始上升的時刻稱為屈服點。此時的應力為屈服強度的時刻稱為屈服點。此時的應力為屈服強度(Yield Strength)，此時的變形率為，此時的變形率為屈服伸長率屈服伸長率(Elongation at Yield)。q拉伸模量拉伸模量(Ten

3、sile Modulus)：在變形率較低的區(qū)間，應力與應變通常呈直線變：在變形率較低的區(qū)間，應力與應變通常呈直線變化的關系，此區(qū)間的應力與應變的比值（拉伸應力化的關系，此區(qū)間的應力與應變的比值（拉伸應力/伸長率）被稱為拉伸模伸長率）被稱為拉伸模量。量。q斷裂強度斷裂強度(Breaking Strength)：指斷裂點：指斷裂點(Break Point)上對應的拉伸力。上對應的拉伸力。q斷裂伸長率斷裂伸長率(Elongation at Break)：指斷裂點：指斷裂點(Break Point)上對應的伸長率。上對應的伸長率。q拉伸強度拉伸強度(Tensile Strength)：有屈服點的材料，

4、拉伸強度是指屈服強度；不產：有屈服點的材料，拉伸強度是指屈服強度；不產生屈服現象的材料，破壞強度即為其拉伸強度。生屈服現象的材料，破壞強度即為其拉伸強度。q 測試標準：拉伸試驗的標準規(guī)格有測試標準：拉伸試驗的標準規(guī)格有GB1040、ASTM D638、ISO527，其內容相似。，其內容相似。q 測試設備：電子萬能試驗機，裝有能以一定速度移動的夾具。此測試設備：電子萬能試驗機，裝有能以一定速度移動的夾具。此器材還適用于壓縮、彎曲、剪斷等測試。器材還適用于壓縮、彎曲、剪斷等測試。q 測試速度：因為拉伸速度對材料的拉伸性能測試影響很大，所以測試速度：因為拉伸速度對材料的拉伸性能測試影響很大，所以必須

5、依據不同材料、不同樣條尺寸采取適宜的拉伸速度。必須依據不同材料、不同樣條尺寸采取適宜的拉伸速度。GB1040標準的拉伸樣條及相關尺寸標準的拉伸樣條及相關尺寸將樣條放在一定長度的兩個支點上，以一定的速度在中間部位施加將樣條放在一定長度的兩個支點上，以一定的速度在中間部位施加荷重時變彎，直到引起折斷或達到一定彎曲量時的應力于扭曲的計算荷重時變彎，直到引起折斷或達到一定彎曲量時的應力于扭曲的計算方法即為彎曲試驗。方法即為彎曲試驗。q 彎曲強度彎曲強度(Flexural Strength)：以一定速度在樣條中心施加作用力，樣條破：以一定速度在樣條中心施加作用力，樣條破壞或達到壞或達到5%變形量時的強度

6、。彎曲強度是測定樣條發(fā)生彎曲產生變形時的變形量時的強度。彎曲強度是測定樣條發(fā)生彎曲產生變形時的抗衡性試驗?？购庑栽囼?。q 彎曲模量彎曲模量(Flexural Modulus)：指從樣條中心的上部施加的作用力的大小與：指從樣條中心的上部施加的作用力的大小與樣條所產生的形變之比。彎曲模量越大，剛性越強，彎曲模量越小，塑料越樣條所產生的形變之比。彎曲模量越大，剛性越強，彎曲模量越小，塑料越柔軟。柔軟。q 測試標準：拉伸試驗的標準規(guī)格有測試標準：拉伸試驗的標準規(guī)格有GB9341、ASTM D790、ISO178，其內容相似。，其內容相似。q 測試設備：電子萬能試驗機。此器材還適用于壓縮、拉伸、剪斷測試

7、設備：電子萬能試驗機。此器材還適用于壓縮、拉伸、剪斷等測試。等測試。q 加壓速度：加壓速度：加壓速度隨樣條的種類（下圖的加壓速度隨樣條的種類（下圖的H&L）及軸的間隔）及軸的間隔（L）而不同，請參考下表。）而不同，請參考下表。彎曲強度：彎曲強度：Fs = (3Pmax t) / 2bh2彎曲模量：彎曲模量：Fm = (t3 m) / 2bh2其中：其中：b為樣條寬度；為樣條寬度；t 為兩支點間的為兩支點間的距離；距離；m 為圖表的初期傾斜度；為圖表的初期傾斜度；3Pmax為最大荷重（應力）。為最大荷重（應力）。Izod沖擊試驗儀沖擊試驗儀Charpy沖擊試驗儀沖擊試驗儀Izod沖擊試驗和沖擊試

8、驗和Charpy沖擊沖擊試驗均屬擺錘測定法，不同試驗均屬擺錘測定法，不同的是的是Izod沖擊試驗是將樣條沖擊試驗是將樣條的一端垂直夾住，而的一端垂直夾住，而Charpy沖擊試驗是將樣條兩端水平沖擊試驗是將樣條兩端水平夾住，但基本原理二者相夾住，但基本原理二者相同。同。高分子材料在一般情況下，遇到沖擊較易發(fā)生破裂。即同樣大小的作高分子材料在一般情況下，遇到沖擊較易發(fā)生破裂。即同樣大小的作用力，當緩慢地作用在高分子樣條上時，不會產生破裂，但當突然快用力，當緩慢地作用在高分子樣條上時，不會產生破裂，但當突然快速作用時，樣條就會破裂。速作用時，樣條就會破裂。沖擊強度表現為樣條或制件承受沖擊的程度，通常

9、泛指樣條在產生破沖擊強度表現為樣條或制件承受沖擊的程度，通常泛指樣條在產生破裂前所吸收的能量。沖擊強度隨樣條形態(tài)、試驗方法及試驗條件表現裂前所吸收的能量。沖擊強度隨樣條形態(tài)、試驗方法及試驗條件表現出不同的價值，因此不能歸為材料的基本性質。出不同的價值，因此不能歸為材料的基本性質。樣條的準備樣條的準備Izod沖擊樣條沖擊樣條Charpy沖擊樣條沖擊樣條樣條的尺寸樣條的尺寸塑料因其加工容易和價格較低，在許多方面代替金屬材料的使塑料因其加工容易和價格較低，在許多方面代替金屬材料的使用，且具有阻燃性及耐熱性等幾種特性，但比起金屬來，性質較為用，且具有阻燃性及耐熱性等幾種特性，但比起金屬來，性質較為脆弱

10、，有可能成為引發(fā)火災的原因，因此為了防范于未然，許多國脆弱，有可能成為引發(fā)火災的原因，因此為了防范于未然，許多國家正在制造各種規(guī)格的耐火產品，以此來試驗塑料的耐火能力。家正在制造各種規(guī)格的耐火產品，以此來試驗塑料的耐火能力。有關耐火的規(guī)格有關耐火的規(guī)格q UL94：美國：美國UL(Underwriters Laboratory)關于塑料的燃燒性的規(guī)關于塑料的燃燒性的規(guī)格，耐火度：格，耐火度：5VA5VBV-0V-1V-2HB。q IEC707：國際電氣技術委員會的耐火安全規(guī)格。：國際電氣技術委員會的耐火安全規(guī)格。q CSA22.2項目的項目的No.0.6(Test AJ)：應用于加拿大電氣、電

11、子產品：應用于加拿大電氣、電子產品的樹脂耐火規(guī)格。最近與的樹脂耐火規(guī)格。最近與UL達成協議，認證達成協議，認證UL試驗數據，新設試驗數據，新設UL的的5V試驗方法，經試驗方法，經UL試驗后，只需提供試驗報告與用于試驗后，只需提供試驗報告與用于ID試試驗的樣品，無需試驗即可注冊，驗的樣品，無需試驗即可注冊，UL也可以發(fā)行在加拿大銷售的樹也可以發(fā)行在加拿大銷售的樹脂類的試驗及證書脂類的試驗及證書(Certification)。1、水平燃燒試驗（、水平燃燒試驗（HB Test: Horizontal Burning Test）q 用途：適用于耐火較低的材料的試驗，測定燃燒速度用途：適用于耐火較低的材

12、料的試驗，測定燃燒速度q 樣條：樣條：12.7cm 1.27cm厚度（厚度（5個樣條）個樣條）q 樣條存放條件：樣條存放條件：23 C，濕度，濕度50%，48小時以上小時以上q 火焰要求：甲烷氣體，火焰要求：甲烷氣體，2.54cm藍色火苗，燃燒器傾角為藍色火苗，燃燒器傾角為45 耐火等級耐火等級厚度厚度3.2mm厚度厚度3.2mmHB 燃燒速度燃燒速度3.81cm/分鐘分鐘燃燒速度燃燒速度7.62cm/分鐘分鐘2、垂直試驗（、垂直試驗（Vertical Test）q 用途：適用于耐火材料的試用途：適用于耐火材料的試驗，測定燃燒時間驗，測定燃燒時間q 試驗方法：將樣條接觸火苗試驗方法：將樣條接觸

13、火苗10秒鐘后移開樣條，測定燃秒鐘后移開樣條，測定燃燒時間；重復第二次（對燒時間；重復第二次（對5個樣條都實施）個樣條都實施）q 樣條和存放條件：與樣條和存放條件：與HB試試驗相同驗相同q 火焰要求：甲烷氣體，藍色火焰要求：甲烷氣體，藍色單一火苗，高度單一火苗，高度2cm耐火耐火等級等級兩次燃燒兩次燃燒有焰時間有焰時間第二次燃燒第二次燃燒有焰加無焰時間有焰加無焰時間5個樣條兩次個樣條兩次有焰燃燒總時間有焰燃燒總時間滴落物有無滴落物有無引燃脫脂棉引燃脫脂棉V-010s30s50s無無V-130s60s250s無無V-230s60s250s有有3、5V燃燒試驗燃燒試驗（Bar條型燃燒試驗、條型燃燒

14、試驗、Plaque板型燃燒試驗）板型燃燒試驗）q 條型燃燒（條型燃燒（Bar）試驗）試驗v 樣條和存放條件：與樣條和存放條件：與HB試驗相同試驗相同v 火焰要求：雙重火苗（內焰高度火焰要求：雙重火苗（內焰高度3.81cm/外焰外焰高度高度12.7cm）v 試驗方法：將樣條接觸火苗試驗方法：將樣條接觸火苗5秒鐘，然后熄滅秒鐘，然后熄滅火焰火焰5秒鐘，測定燃燒時間；重復秒鐘，測定燃燒時間；重復5次次q 板型燃燒（板型燃燒（Plaque）試驗）試驗v 樣條尺寸：樣條尺寸：15cm 15cm 厚度（共厚度（共3塊）塊）v 試驗方法：與條型燃燒相同試驗方法：與條型燃燒相同耐火耐火等級等級燃燒有焰加燃燒有

15、焰加無焰時間無焰時間滴落物有無滴落物有無引燃脫脂棉引燃脫脂棉試片中央試片中央是否有燒穿是否有燒穿5VA60s無無無無5VB300C、一年更、一年更換一次）換一次）樣條規(guī)格樣條規(guī)格q 最少有最少有2個以上的樣條，必要時使用個以上的樣條，必要時使用3個以上個以上q 尺寸尺寸120mm 15mm 10mmq 樣條成型后需放置樣條成型后需放置40小時以上再進行試驗小時以上再進行試驗熱塑性塑料材料的熱變形溫度（熱塑性塑料材料的熱變形溫度（HDT）隨成型條件不同而）隨成型條件不同而產生差異，主要依賴于成型時材料的重要結構特征如：分子排產生差異，主要依賴于成型時材料的重要結構特征如：分子排向、殘留應力、晶體

16、結構、結晶度、填充劑的取向、各向異性向、殘留應力、晶體結構、結晶度、填充劑的取向、各向異性等，其變化對樣條的尺寸、收縮率、密度產生一定的影響，因等，其變化對樣條的尺寸、收縮率、密度產生一定的影響，因應力引起形態(tài)的細微結構變化，而導致物性的變化。應力引起形態(tài)的細微結構變化，而導致物性的變化。熱變形樣條尺寸熱變形樣條尺寸q 在規(guī)定的溫度與荷重下，測定熔融狀態(tài)下的塑料材料在在規(guī)定的溫度與荷重下，測定熔融狀態(tài)下的塑料材料在10分鐘內通過某規(guī)分鐘內通過某規(guī)定模孔的流量，是評價材料相對流動性的參數。熔流指數（定?？椎牧髁?，是評價材料相對流動性的參數。熔流指數（MI）越大，材）越大，材料的流動性越好。料的流

17、動性越好。q MI值越大流動性越好，所以可以成型精密部件，且可以縮短循環(huán)時間。按值越大流動性越好，所以可以成型精密部件，且可以縮短循環(huán)時間。按產品的用途，可以選擇與耐熱性、沖擊強度等不同的物性來互補產品的用途，可以選擇與耐熱性、沖擊強度等不同的物性來互補MI值。值。q 塑料具有隨流動速度和粘度發(fā)生變化的特性，因此在高速加工條件下，有塑料具有隨流動速度和粘度發(fā)生變化的特性，因此在高速加工條件下，有可能出現流動性與流動特性不一致的情況，應留意?？赡艹霈F流動性與流動特性不一致的情況，應留意。試驗要求：含有揮發(fā)性物試驗要求：含有揮發(fā)性物質及水分的塑料粒必須進質及水分的塑料粒必須進行預干燥，不然會引起重

18、行預干燥，不然會引起重復性差和材料的降解。復性差和材料的降解。熔流范圍熔流范圍(g/10min)建議樣品建議樣品用量用量(g)時間間時間間隔隔(min)實測實測MI(g/10min)0.151.02.53.06.01.671.03.53.05.03.03.333.5105.08.01.010.0010254.08.00.520.0025504.08.00.540.00應用于電氣領域的塑料通常均需要具有絕緣性，要求材料有優(yōu)秀的電性能。應用于電氣領域的塑料通常均需要具有絕緣性，要求材料有優(yōu)秀的電性能。絕緣破壞電壓高，絕緣電阻大的材料能防止因暴露在外的電流引起電介質的絕緣破壞電壓高，絕緣電阻大的材料

19、能防止因暴露在外的電流引起電介質的加熱現象。塑料如果吸收了水分，會使電性能降低，因此絕緣材料的耐濕性加熱現象。塑料如果吸收了水分，會使電性能降低，因此絕緣材料的耐濕性也很重要。也很重要。q 熱絲著火熱絲著火 Hot Wire Ignition（HWI）q 高電流電弧著火高電流電弧著火 High Current Arc Ignition（HAI）q 耐電弧耐電弧 Arc Resistanceq 比較追蹤系數比較追蹤系數 Comparative TrackingIndex（CTI）q 高電壓電弧追蹤速率高電壓電弧追蹤速率 High Voltage Arc Tracking Rate（HVTR）：塑

20、料材）：塑料材料表面流經高電壓、高電流時，不形成導電路的承受能力，測定高電壓料表面流經高電壓、高電流時，不形成導電路的承受能力，測定高電壓（5200V）下形成導電路的速度（單位時間內形成的導電路的長度）下形成導電路的速度（單位時間內形成的導電路的長度）q 介電強度介電強度 Dielectric Strength：材料對高電壓的承受能力，為電性的最大強：材料對高電壓的承受能力，為電性的最大強度，測定材料產生破損時的電壓度，測定材料產生破損時的電壓q 體積電阻率體積電阻率 Volume Resistivity：材料內部的阻力程度。在材料的反面施加：材料內部的阻力程度。在材料的反面施加電壓，測定試片

21、的阻力。阻力數值越大，導電性越差，絕緣性越好電壓，測定試片的阻力。阻力數值越大，導電性越差，絕緣性越好q 表面電阻率表面電阻率 Surface Resistivity：材料表面的抗衡程度。在試片表面兩個位：材料表面的抗衡程度。在試片表面兩個位置之間施加電極，測定試片表面的電阻特性置之間施加電極，測定試片表面的電阻特性1、熱絲著火、熱絲著火 （HWI）:電器產品過電器產品過熱時，測定可以承受的性能，表熱時，測定可以承受的性能，表示的是通過電熱線達到燃點時所示的是通過電熱線達到燃點時所需要的時間。需要的時間。HWI（秒）（秒）PLC等級等級 120060120130602153037154 120

22、0601201306021530301543、耐電弧、耐電弧 Arc Resistance：顯示為塑料在：顯示為塑料在高電壓電弧下的承受能力，測定形成導高電壓電弧下的承受能力，測定形成導電路（電路（Conducting Path）且電弧消失時）且電弧消失時所需時間。耐電弧性是未經污染的干燥所需時間。耐電弧性是未經污染的干燥狀態(tài)下的特性，狀態(tài)下的特性，CTI是因電解質而受到是因電解質而受到污染的環(huán)境下的特性。污染的環(huán)境下的特性。平均時間（秒）平均時間（秒）PLC等級等級 420036042013003602240300318024041201805601206 60004006001250400

23、2175250310017546mm；寬度；寬度13mm。 q 2、施加預備荷重，表盤刻度設在、施加預備荷重，表盤刻度設在0點上。點上。q 3、施加、施加15秒鐘的主荷重后，撤去主荷重，預備荷重保持。秒鐘的主荷重后，撤去主荷重，預備荷重保持。q 4、15秒鐘后，記錄表盤刻度。秒鐘后，記錄表盤刻度。-RB（R和和B之間的距離）。之間的距離）。q 5、計算洛氏硬度的大小、計算洛氏硬度的大小=150-RB。洛氏硬度洛氏硬度（紅色表盤數據）（紅色表盤數據）預備荷重預備荷重（ kg）主荷重主荷重（ kg）鋼球壓頭直徑鋼球壓頭直徑（mm）R106012.700 0.0025L10606.350 0.002

24、5M101006.350 0.0025E101003.175 0.0025K101503.175 0.0025洛氏硬度測量和表示洛氏硬度測量和表示對于一般的塑料樹脂來說，由于硬度一般不會很大，均用對于一般的塑料樹脂來說，由于硬度一般不會很大，均用R標尺來表示。對于特殊塑料樹脂，如玻璃纖維增強標尺來表示。對于特殊塑料樹脂，如玻璃纖維增強PC，由于，由于R標尺很難正確表達其硬度，一般采用標尺很難正確表達其硬度，一般采用M標尺來表示。標尺來表示。q 比重是指材料的質量與同體積的水在比重是指材料的質量與同體積的水在4 C時的質量相比所得的比值。時的質量相比所得的比值。q 密度是指在一定溫度（對于塑料一

25、般指密度是指在一定溫度（對于塑料一般指23 C ）下，材料單位體積所含的）下，材料單位體積所含的質量，用質量，用g/cm3表示。表示。q 比重和密度不論在意義上還是在數值上都存在一定的差異。比重是材料的比重和密度不論在意義上還是在數值上都存在一定的差異。比重是材料的成本方面的重要因素，在材料的生產過程和成型過程中用于調節(jié)生產。成本方面的重要因素，在材料的生產過程和成型過程中用于調節(jié)生產。q 經?；旌鲜褂?，經常混合使用，23 C時水的密度略小于時水的密度略小于1，因此兩個數值產生略微差異，因此兩個數值產生略微差異，可以用下面公式相互換算：可以用下面公式相互換算： 密度密度=比重比重 0.99756。實驗方法：實驗方法：q 比重可以使用已經成型品進行實驗，也可以用粉末和顆粒等成型比重可以使用已經成型品進行實驗，也可以用粉末和顆粒等成型原料進行測定。和可能產生氣泡等空洞的成型原料比較，成型品原料進行測定。和可能產生氣泡等空洞的成型原料比較，成型品更適合于進行測試。使用成型品進行測試時，要等到成型完全收更適合于進行測試。使用成型品進行測試時，要等到成型完全收縮以后再進行?？s以后再進