塑膠料測(cè)試方法

塑膠料測(cè)試方法第1頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期六拉伸性能（TensileProperties）拉伸應(yīng)力：=F/A伸長(zhǎng)率：=L/L100%塑料材料的拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線拉伸應(yīng)力應(yīng)變的計(jì)算為了測(cè)定高聚物材料的基本物性，對(duì)材料施加應(yīng)力后，測(cè)出變形量，求出應(yīng)力，應(yīng)力應(yīng)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(shí)的應(yīng)力與扭曲的計(jì)算方法即為拉伸試驗(yàn)。第2頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期六拉伸應(yīng)力(TensileStress)：試片變形前，施加于單位面積上的拉伸力的大小。伸長(zhǎng)率(TensileStrain)：試片原本標(biāo)線間的長(zhǎng)度因拉伸力的作用產(chǎn)生的變化。屈服點(diǎn)(YieldPoint)：應(yīng)力應(yīng)變曲線中，即使荷重不增加，伸長(zhǎng)率也開(kāi)始上升的時(shí)刻稱為屈服點(diǎn)。此時(shí)的應(yīng)力為屈服強(qiáng)度(YieldStrength)，此時(shí)的變形率為屈服伸長(zhǎng)率(ElongationatYield)。拉伸模量(TensileModulus)：在變形率較低的區(qū)間，應(yīng)力與應(yīng)變通常呈直線變化的關(guān)系，此區(qū)間的應(yīng)力與應(yīng)變的比值（拉伸應(yīng)力/伸長(zhǎng)率）被稱為拉伸模量。斷裂強(qiáng)度(BreakingStrength)：指斷裂點(diǎn)(BreakPoint)上對(duì)應(yīng)的拉伸力。斷裂伸長(zhǎng)率(ElongationatBreak)：指斷裂點(diǎn)(BreakPoint)上對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)率。拉伸強(qiáng)度(TensileStrength)：有屈服點(diǎn)的材料，拉伸強(qiáng)度是指屈服強(qiáng)度；不產(chǎn)生屈服現(xiàn)象的材料，破壞強(qiáng)度即為其拉伸強(qiáng)度。注意：高聚物材料的機(jī)械性質(zhì)，由于其固有的粘彈性，對(duì)變形速度或周圍環(huán)境非常敏感，因此以上物性在高聚物材料進(jìn)行相對(duì)比較后或作為基本選擇的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)使用為佳。以此為基礎(chǔ)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)引起注意。第3頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期六測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：拉伸試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格有GB1040、ASTMD638、ISO527，其內(nèi)容相似。測(cè)試設(shè)備：電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，裝有能以一定速度移動(dòng)的夾具。此器材還適用于壓縮、彎曲、剪斷等測(cè)試。測(cè)試速度：因?yàn)槔焖俣葘?duì)材料的拉伸性能測(cè)試影響很大，所以必須依據(jù)不同材料、不同樣條尺寸采取適宜的拉伸速度。GB1040標(biāo)準(zhǔn)的拉伸樣條及相關(guān)尺寸第4頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期六彎曲性能（FlexuralProperties）將樣條放在一定長(zhǎng)度的兩個(gè)支點(diǎn)上，以一定的速度在中間部位施加荷重時(shí)變彎，直到引起折斷或達(dá)到一定彎曲量時(shí)的應(yīng)力于扭曲的計(jì)算方法即為彎曲試驗(yàn)。彎曲強(qiáng)度(FlexuralStrength)：以一定速度在樣條中心施加作用力，樣條破壞或達(dá)到5%變形量時(shí)的強(qiáng)度。彎曲強(qiáng)度是測(cè)定樣條發(fā)生彎曲產(chǎn)生變形時(shí)的抗衡性試驗(yàn)。彎曲模量(FlexuralModulus)：指從樣條中心的上部施加的作用力的大小與樣條所產(chǎn)生的形變之比。彎曲模量越大，剛性越強(qiáng)，彎曲模量越小，塑料越柔軟。第5頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期六測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：拉伸試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格有GB9341、ASTMD790、ISO178，其內(nèi)容相似。測(cè)試設(shè)備：電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)。此器材還適用于壓縮、拉伸、剪斷等測(cè)試。加壓速度：加壓速度隨樣條的種類（下圖的H&L）及軸的間隔（L）而不同，請(qǐng)參考下表。彎曲強(qiáng)度：Fs=(3Pmaxt)/2bh2彎曲模量：Fm=(t3

m)/2bh2其中：b為樣條寬度；t為兩支點(diǎn)間的距離；m為圖表的初期傾斜度；3Pmax為最大荷重（應(yīng)力）。第6頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第7頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期六沖擊強(qiáng)度（ImpactStrength）Izod沖擊試驗(yàn)儀Charpy沖擊試驗(yàn)儀Izod沖擊試驗(yàn)和Charpy沖擊試驗(yàn)均屬擺錘測(cè)定法，不同的是Izod沖擊試驗(yàn)是將樣條的一端垂直夾住，而Charpy沖擊試驗(yàn)是將樣條兩端水平夾住，但基本原理二者相同。高分子材料在一般情況下，遇到?jīng)_擊較易發(fā)生破裂。即同樣大小的作用力，當(dāng)緩慢地作用在高分子樣條上時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生破裂，但當(dāng)突然快速作用時(shí)，樣條就會(huì)破裂。沖擊強(qiáng)度表現(xiàn)為樣條或制件承受沖擊的程度，通常泛指樣條在產(chǎn)生破裂前所吸收的能量。沖擊強(qiáng)度隨樣條形態(tài)、試驗(yàn)方法及試驗(yàn)條件表現(xiàn)出不同的價(jià)值，因此不能歸為材料的基本性質(zhì)。第8頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期六樣條的準(zhǔn)備Izod沖擊樣條Charpy沖擊樣條樣條的尺寸第9頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期六阻燃性（Flammability）塑料因其加工容易和價(jià)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(lái)，性質(zhì)較為脆弱，有可能成為引發(fā)火災(zāi)的原因，因此為了防范于未然，許多國(guó)家正在制造各種規(guī)格的耐火產(chǎn)品，以此來(lái)試驗(yàn)塑料的耐火能力。有關(guān)耐火的規(guī)格UL94：美國(guó)UL(UnderwritersLaboratory)關(guān)于塑料的燃燒性的規(guī)格，耐火度：5VA>5VB>V-0>V-1>V-2>HB。IEC707：國(guó)際電氣技術(shù)委員會(huì)的耐火安全規(guī)格。CSA22.2項(xiàng)目的No.0.6(TestA~J)：應(yīng)用于加拿大電氣、電子產(chǎn)品的樹(shù)脂耐火規(guī)格。最近與UL達(dá)成協(xié)議，認(rèn)證UL試驗(yàn)數(shù)據(jù)，新設(shè)UL的5V試驗(yàn)方法，經(jīng)UL試驗(yàn)后，只需提供試驗(yàn)報(bào)告與用于ID試驗(yàn)的樣品，無(wú)需試驗(yàn)即可注冊(cè)，UL也可以發(fā)行在加拿大銷售的樹(shù)脂類的試驗(yàn)及證書(Certification)。第10頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1、水平燃燒試驗(yàn)（HBTest:HorizontalBurningTest）用途：適用于耐火較低的材料的試驗(yàn)，測(cè)定燃燒速度樣條：12.7cm1.27cm厚度（5個(gè)樣條）樣條存放條件：23C，濕度50%，48小時(shí)以上火焰要求：甲烷氣體，2.54cm藍(lán)色火苗，燃燒器傾角為45耐火等級(jí)厚度>3.2mm厚度<3.2mmHB燃燒速度<3.81cm/分鐘燃燒速度<7.62cm/分鐘第11頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2、垂直試驗(yàn)（VerticalTest）用途：適用于耐火材料的試驗(yàn)，測(cè)定燃燒時(shí)間試驗(yàn)方法：將樣條接觸火苗10秒鐘后移開(kāi)樣條，測(cè)定燃燒時(shí)間；重復(fù)第二次（對(duì)5個(gè)樣條都實(shí)施）樣條和存放條件：與HB試驗(yàn)相同火焰要求：甲烷氣體，藍(lán)色單一火苗，高度2cm耐火等級(jí)兩次燃燒有焰時(shí)間第二次燃燒有焰加無(wú)焰時(shí)間5個(gè)樣條兩次有焰燃燒總時(shí)間滴落物有無(wú)引燃脫脂棉V-0<10s<30s<50s無(wú)V-1<30s<60s<250s無(wú)V-2<30s<60s<250s有第12頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3、5V燃燒試驗(yàn)（Bar條型燃燒試驗(yàn)、Plaque板型燃燒試驗(yàn)）條型燃燒（Bar）試驗(yàn)樣條和存放條件：與HB試驗(yàn)相同火焰要求：雙重火苗（內(nèi)焰高度3.81cm/外焰高度12.7cm）試驗(yàn)方法：將樣條接觸火苗5秒鐘，然后熄滅火焰5秒鐘，測(cè)定燃燒時(shí)間；重復(fù)5次板型燃燒（Plaque）試驗(yàn)樣條尺寸：15cm15cm厚度（共3塊）試驗(yàn)方法：與條型燃燒相同耐火等級(jí)燃燒有焰加無(wú)焰時(shí)間滴落物有無(wú)引燃脫脂棉試片中央是否有燒穿5VA<60s無(wú)無(wú)5VB<60s無(wú)有備注板型燃燒第13頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期六熱變形溫度（HeatDeflectionTemperature）將樣條固定在熱變形儀的支架上，施加規(guī)定的荷重，浸入硅油中，以一定的加溫速度加熱硅油，樣條將產(chǎn)生變形。當(dāng)樣條產(chǎn)生0.254mm的變形量時(shí)的溫度即為熱變形溫度（HDT）。HDT是塑料的熱性能中最具有代表性的數(shù)據(jù)，HDT越高，材料的耐熱性越優(yōu)秀。HDT測(cè)試裝置示意HDT試驗(yàn)有兩種荷重：A-1.82MPa；B-0.45MPa試驗(yàn)方法：將所需荷重施加在樣條上，然后將樣條浸入硅油中，預(yù)熱3~5min，以2°C/min的速度加熱油。測(cè)定樣條下垂量為0.254mm時(shí)的溫度。傳熱媒質(zhì)：硅油（粘度100、比重0.960~0.968、著火點(diǎn)>300°C、一年更換一次）第14頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期六樣條規(guī)格最少有2個(gè)以上的樣條，必要時(shí)使用3個(gè)以上尺寸120mm15mm10mm樣條成型后需放置40小時(shí)以上再進(jìn)行試驗(yàn)熱塑性塑料材料的熱變形溫度（HDT）隨成型條件不同而產(chǎn)生差異，主要依賴于成型時(shí)材料的重要結(jié)構(gòu)特征如：分子排向、殘留應(yīng)力、晶體結(jié)構(gòu)、結(jié)晶度、填充劑的取向、各向異性等，其變化對(duì)樣條的尺寸、收縮率、密度產(chǎn)生一定的影響，因應(yīng)力引起形態(tài)的細(xì)微結(jié)構(gòu)變化，而導(dǎo)致物性的變化。熱變形樣條尺寸第15頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期六熔體流動(dòng)速率（MeltFlowIndex）在規(guī)定的溫度與荷重下，測(cè)定熔融狀態(tài)下的塑料材料在10分鐘內(nèi)通過(guò)某規(guī)定模孔的流量，是評(píng)價(jià)材料相對(duì)流動(dòng)性的參數(shù)。熔流指數(shù)（MI）越大，材料的流動(dòng)性越好。MI值越大流動(dòng)性越好，所以可以成型精密部件，且可以縮短循環(huán)時(shí)間。按產(chǎn)品的用途，可以選擇與耐熱性、沖擊強(qiáng)度等不同的物性來(lái)互補(bǔ)MI值。塑料具有隨流動(dòng)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(xiàn)流動(dòng)性與流動(dòng)特性不一致的情況，應(yīng)留意。試驗(yàn)要求：含有揮發(fā)性物質(zhì)及水分的塑料粒必須進(jìn)行預(yù)干燥，不然會(huì)引起重復(fù)性差和材料的降解。熔流范圍(g/10min)建議樣品用量(g)時(shí)間間隔(min)實(shí)測(cè)MI(g/10min)0.15~1.02.5~3.06.01.671.0~3.53.0~5.03.03.333.5~105.0~8.01.010.0010~254.0~8.00.520.0025~504.0~8.00.540.00第16頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期六電性能（ElectricalProperties）應(yīng)用于電氣領(lǐng)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(zhì)的加熱現(xiàn)象。塑料如果吸收了水分，會(huì)使電性能降低，因此絕緣材料的耐濕性也很重要。熱絲著火HotWireIgnition（HWI）高電流電弧著火HighCurrentArcIgnition（HAI）耐電弧ArcResistance比較追蹤系數(shù)ComparativeTrackingIndex（CTI）高電壓電弧追蹤速率HighVoltageArcTrackingRate（HVTR）：塑料材料表面流經(jīng)高電壓、高電流時(shí)，不形成導(dǎo)電路的承受能力，測(cè)定高電壓（5200V）下形成導(dǎo)電路的速度（單位時(shí)間內(nèi)形成的導(dǎo)電路的長(zhǎng)度）介電強(qiáng)度DielectricStrength：材料對(duì)高電壓的承受能力，為電性的最大強(qiáng)度，測(cè)定材料產(chǎn)生破損時(shí)的電壓體積電阻率VolumeResistivity：材料內(nèi)部的阻力程度。在材料的反面施加電壓，測(cè)定試片的阻力。阻力數(shù)值越大，導(dǎo)電性越差，絕緣性越好表面電阻率SurfaceResistivity：材料表面的抗衡程度。在試片表面兩個(gè)位置之間施加電極，測(cè)定試片表面的電阻特性第17頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1、熱絲著火（HWI）:電器產(chǎn)品過(guò)熱時(shí)，測(cè)定可以承受的性能，表示的是通過(guò)電熱線達(dá)到燃點(diǎn)時(shí)所需要的時(shí)間。HWI（秒）PLC等級(jí)>120060~120130~60215~3037~154<752、高電流電弧著火（HAI）：電器產(chǎn)品的絕緣材料在接觸到電弧時(shí)，顯示引燃阻力的試驗(yàn)。在高電流（32.5A）、低電壓（240V，60Hz）下，1分鐘產(chǎn)生40次電弧，測(cè)定直到引燃時(shí)產(chǎn)生電弧的次數(shù)。HAI（次數(shù)）PLC等級(jí)>120060~120130~60215~3030~154第18頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3、耐電弧ArcResistance：顯示為塑料在高電壓電弧下的承受能力，測(cè)定形成導(dǎo)電路（ConductingPath）且電弧消失時(shí)所需時(shí)間。耐電弧性是未經(jīng)污染的干燥狀態(tài)下的特性，CTI是因電解質(zhì)而受到污染的環(huán)境下的特性。平均時(shí)間（秒）PLC等級(jí)>4200360~4201300~3602240~3003180~2404120~180560~1206<6074、比較追蹤系數(shù)（CTI）：在受到污染的狀態(tài)下，承受電壓的程度。此數(shù)值越大，在遭污染的環(huán)境下，材料的絕緣性能越優(yōu)秀。作為相對(duì)追蹤阻力的指數(shù)，將電解質(zhì)（AmmoniumChloride0.1%溶液）每隔30秒滴一滴到試片上，測(cè)定滴滿50滴時(shí)產(chǎn)生蝕痕時(shí)的電壓。CTI（Volt）PLC等級(jí)>6000400~6001250~4002175~2503100~1754<1005第19頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期六洛氏硬度（RockwellHardness）硬度體現(xiàn)的是產(chǎn)品的堅(jiān)硬程度。在施加荷重的狀態(tài)下，測(cè)定堅(jiān)硬的圓珠凹陷時(shí)的抗衡性的實(shí)驗(yàn)。如果塑料中膠含量較多的話，沖擊強(qiáng)度將會(huì)增加，但硬度會(huì)變小。1、試片規(guī)格：厚度>6mm；寬度>13mm。2、施加預(yù)備荷重，表盤刻度設(shè)在0點(diǎn)上。3、施加15秒鐘的主荷重后，撤去主荷重，預(yù)備荷重保持。4、15秒鐘后，記錄表盤刻度。-RB（R和B之間的距離）。5、計(jì)算洛氏硬度的大小=150-RB。第20頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期六洛氏硬度（紅色表盤數(shù)據(jù)）預(yù)備荷重（kg）主荷重（kg）鋼球壓頭直徑（mm）R106012.7000.0025L10606.3500.0025M101006.3500.0025E101003.1750.0025K101503.1750.0025洛氏硬度測(cè)量和表示對(duì)于一般的塑料樹(shù)脂來(lái)說(shuō)，由于硬度一般不會(huì)很大，均用R標(biāo)尺來(lái)表示。對(duì)于特殊塑料樹(shù)脂，如玻璃纖維增強(qiáng)PC，由于R標(biāo)尺很難正確表達(dá)其硬度，一般采用M標(biāo)尺來(lái)表示。第21頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期六比重和密度（SpecificGravity/Density）比重是指材料的質(zhì)量與同體積的水在4C時(shí)的質(zhì)量相比所得的比值。密度是指在一定溫度（對(duì)于塑料一般指23C）下，材料單位體積所含的質(zhì)量，用g/cm3表示。比重和密度不論在意義上還是在數(shù)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(chǎn)過(guò)程和成型過(guò)程