工程塑料改性基础知识和塑料测试方法介绍.ppt

工程塑料改性基础知识和塑料测试方法介绍一、塑料的分类和应用实例二、塑料改性知识介绍三、塑料性能测试方法以及测试设备介绍目 录一、塑料的分类和应用实例一、塑料的分类和应用实例塑料的主要分类及用途塑料的主要分类及用途应用实例应用实例1通用塑料通用塑料 通用塑料力学性能和耐热性能较低，一般通用塑料力学性能和耐热性能较低，一般不能作为结构材不能作为结构材料，但大面积使用料，但大面积使用。通用工程塑料耐热在。通用工程塑料耐热在100C以下。主要用以下。主要用于农用薄膜、塑料容器、管道、灯罩于农用薄膜、塑料容器、管道、灯罩.保鲜盒，保鲜盒，PP保鲜膜，保鲜膜，PE仪表外壳，仪表外壳，PS管道，管道，PVC有机玻璃，有机玻璃，PMMA玩具，玩具，ABS电动工具，电动工具，PA手机外壳，手机外壳，PC工业制件，工业制件，PPO节能灯外壳，节能灯外壳，PBT应用实例应用实例2通用工程塑料通用工程塑料 工程塑料和通用塑料相比，强度与耐热性优异，工程塑料和通用塑料相比，强度与耐热性优异，可作为工可作为工业用结构材料并应用于具有功能作用结构业用结构材料并应用于具有功能作用结构。通用工程塑料耐热。通用工程塑料耐热在在100150C左右，主要用于汽车，电子电器等领域。左右，主要用于汽车，电子电器等领域。断路器外壳，断路器外壳，PA应用实例应用实例3特种工程塑料特种工程塑料 特种工程塑料耐热在特种工程塑料耐热在150以上。主要用于高科技领域，军以上。主要用于高科技领域，军事，宇航，航空等工业。事，宇航，航空等工业。轴承，轴承，PEEK阀座，阀座，PTFE印刷电路板部件，印刷电路板部件，PI工业制件，工业制件，PEI工业制件，工业制件，LCP应用实例应用实例4热固性塑料热固性塑料接线箱，接线箱，不饱和聚酯不饱和聚酯UP 热固性塑料第一次加热时可软化，加热到一定温度后固化热固性塑料第一次加热时可软化，加热到一定温度后固化变硬，且不可逆。常用于隔热、耐磨、绝缘、耐高压等恶劣环变硬，且不可逆。常用于隔热、耐磨、绝缘、耐高压等恶劣环境中。境中。小家电外壳，小家电外壳，酚醛树脂酚醛树脂托盘，密胺托盘，密胺冷冷却却化学变化化学变化不可逆过程不可逆过程电工面板，脲醛树脂电工面板，脲醛树脂应用实例应用实例5热塑性弹性体热塑性弹性体订书机手柄，软质订书机手柄，软质TPV 热塑性弹性体部分产品可代替橡胶，应用在汽车内饰件，热塑性弹性体部分产品可代替橡胶，应用在汽车内饰件，汽车引擎密封盖，保护靴软管，日常消费品厨具，电线电缆等汽车引擎密封盖，保护靴软管，日常消费品厨具，电线电缆等领域。和橡胶相比，其加工型更好，且可回收。领域。和橡胶相比，其加工型更好，且可回收。电线，电线，TPE-UAirbag cover，TPE-E厨具把手，厨具把手，TPV汽车内饰件，汽车内饰件，TPE-U电线护套，电线护套，TPE-A二、塑料改性知识介绍二、塑料改性知识介绍多样，易加工，易得到，多样，易加工，易得到，质量轻质量轻-日常生活中得到大量应用日常生活中得到大量应用染色性染色性-构成五彩缤纷的世界构成五彩缤纷的世界耐化学性好，电性能好耐化学性好，电性能好图：基本聚合物能满足多种需要图：基本聚合物能满足多种需要餐具容器计算机外壳电子元器件聚苯乙烯聚丙烯聚碳酸酯PBTPBT、PAPA优点 比如耐候性差会带比如耐候性差会带来以下不良影响：来以下不良影响：L色变色变L表面裂纹表面裂纹L光泽度损失光泽度损失L拉伸强度损失拉伸强度损失L伸长性能损失伸长性能损失 L冲击强度降低冲击强度降低缺点 塑料公司塑料公司生产商生产商 注塑成型厂注塑成型厂石化公司石化公司原油原料原油原料改性厂商改性厂商合金流动性、耐化学性等增韧抗冲击性 矿物填充尺寸稳定性、刚性、耐热性 玻纤增强 尺寸稳定性、刚性、耐热性阻燃阻燃阻燃性阻燃性抗静电抗静电抗静电性抗静电性导电导电导电性导电性耐候耐候耐老化性耐老化性性能性能改进改进功能功能改进改进聚合物改性概述聚合物改性概述添加添加剂剂ABC技技术术性能改进：性能改进：ABC技术技术基本聚合物基本聚合物改性聚合物改性聚合物ALLOY合金BLEND共混COMPOSITE 复合A：合金合金抗冲击性聚碳酸酯聚碳酸酯PCPC抗化学腐蚀性聚对苯二甲酸丁二醇酯聚对苯二甲酸丁二醇酯 PBT PBTPC/PBT合金降低强度降低强度降低刚性降低刚性降低耐热性降低耐热性抗冲改性剂抗冲改性剂增加冲击强度增加冲击强度提高延伸率提高延伸率抗冲击性指塑料在断裂之前抗冲击性指塑料在断裂之前吸收冲击能量的能力。吸收冲击能量的能力。B：共混共混/增韧增韧抗冲改性抗冲改性剂会带来剂会带来某些性能某些性能的降低。的降低。主要有这主要有这些抗冲改些抗冲改性剂性剂抗冲改性剂通常是一些玻璃化转变温度低于室温的弹性体抗冲改性剂通常是一些玻璃化转变温度低于室温的弹性体。橡胶橡胶 三元乙丙胶，三元乙丙胶，EPREPR，NBRNBR，天然橡胶，天然橡胶，SBSSBS 丙烯酸酯橡胶丙烯酸酯橡胶聚烯烃弹性体聚烯烃弹性体 乙烯丁烯共聚物，乙烯辛烯共聚物乙烯丁烯共聚物，乙烯辛烯共聚物其它其它 聚氨酯，离聚物聚氨酯，离聚物增强材料增强材料提高刚性提高刚性提高强度提高强度尺寸稳定性尺寸稳定性降低延伸率降低延伸率可能造成翘曲可能造成翘曲C：复合复合/增强增强注意，增强注意，增强会带来某些会带来某些性能的改变。性能的改变。填料：填料：滑石粉，碳酸钙，云母，硅灰石，玻璃微珠滑石粉，碳酸钙，云母，硅灰石，玻璃微珠 蒙脱土，高岭土，蒙脱土，高岭土，硫酸钡硫酸钡玻璃纤维玻璃纤维 碳纤维碳纤维 晶须晶须矿物纤维矿物纤维纤维：纤维：常用的增常用的增强材料有强材料有这些这些增强材料通常是一些无机矿物组成。增强材料通常是一些无机矿物组成。我想同时提我想同时提高刚性和韧高刚性和韧性？性？提高冲击性能提高冲击性能是以降低刚性是以降低刚性为代价的，反为代价的，反之亦然之亦然!功能改进：添加剂功能改进：添加剂我使用的材料容易燃烧，怎么办？我使用的材料容易燃烧，怎么办？我的制品在户外使用时变黄了，怎么办？我的制品在户外使用时变黄了，怎么办？我的产品表面容易积尘，怎么办？我的产品表面容易积尘，怎么办？我的产品表面容易划伤，怎么办？我的产品表面容易划伤，怎么办？在材料中添加：在材料中添加：阻燃剂阻燃剂 光稳定剂光稳定剂 抗静电剂抗静电剂 耐刮擦剂耐刮擦剂“保持保持”性能类性能类耐热老化性耐热老化性：抗氧剂，金属螯合剂抗氧剂，金属螯合剂耐光老化性：光吸收剂，光稳定剂耐光老化性：光吸收剂，光稳定剂其它稳定性：抗水解剂，酸吸收剂其它稳定性：抗水解剂，酸吸收剂“加工加工”改善类改善类润滑剂润滑剂 加工助剂加工助剂 增塑剂增塑剂 开口剂开口剂 交联剂交联剂 脱模剂脱模剂 相容剂相容剂 抗冲改性剂抗冲改性剂“效能效能”扩展类扩展类阻燃剂阻燃剂 抗静电剂抗静电剂 成核剂成核剂抗菌剂抗菌剂 发泡剂发泡剂 消雾剂消雾剂降解剂降解剂 着色剂着色剂 扩链剂扩链剂成本成本可加工性可加工性使用环境使用环境法规认证法规认证使用条件使用条件透明度、耐刮擦性、电性能、可喷涂性使用环境使用环境热、湿度，压力、载荷、光照、氧，辐射，接触介质成本成本原料价格，加工费用，废品率，使用寿命，后加工费用，可加工性可加工性加工方法，加工窗口，废品率，精度，形状法规认证法规认证阻燃性、食品级、毒性使用条件使用条件产品产品三、塑料性能测试方法以及测试设备介绍工程塑料的性能工程塑料的性能力学性能力学性能强度（拉伸强度、弯曲强度等）刚性（弯曲模量等）韧性（冲击强度等）硬度（洛氏、邵氏、铅笔等）耐温性耐温性高温（熔点、热变形、维卡等）低温（低温冲击，脆化温度等）耐候性耐候性热氧老化、光老化等功能性功能性阻燃性、绝缘性、电磁屏蔽等加工性能加工性能熔融指数、粘度、收缩率等主要标准体系主要标准体系ASTM（美国材料与实验协会标准）ISO（国际标准化组织标准）GB（中国国家标准）说明：根据目前的标准发展，GB、DIN（德国标准）、JIS（日本标准）等标准，很多都等效采用了ISO的对应标准。主要性能测试主要性能测试熔融指数拉伸强度及断裂伸长率 弯曲强度及弯曲模量简支梁/悬臂梁冲击强度热变形温度/维卡软化温度收缩率阻燃性u熔融指数可直接评价表征材料的流动性能。熔融指数可直接评价表征材料的流动性能。uMFRMFR是指重量是指重量,使用广泛使用广泛;MVR;MVR是指体积是指体积,多在线使用。多在线使用。uMFRMFR值值MVRMVR值值*熔体密度。熔体密度。注意：注意：熔融指数的比较一定在同温同压下进行，否熔融指数的比较一定在同温同压下进行，否则无可比性。则无可比性。熔融指数熔融指数熔融指数熔融指数 GB/T3682，ISO1133，ASTM D1238指热塑性塑料在一定温度和负荷下，熔体每指热塑性塑料在一定温度和负荷下，熔体每10min通通过标准模口的重量或体积。过标准模口的重量或体积。英文简称英文简称:MI&MFR&MVR熔融指数熔融指数测试用料：颗粒状，可直接测试。对于吸水性强测试用料：颗粒状，可直接测试。对于吸水性强 的材料，测试前需要烘干处理。的材料，测试前需要烘干处理。常用的一些测试条件：常用的一些测试条件：PE 190 2.16kg PE 190 2.16kg PP 230 2.16kg PP 230 2.16kg ABS 220 10kg ABS 220 10kg 200 5kg 200 5kg PC 300 1.20kg PC 300 1.20kg PA 275 0.325kg PA 275 0.325kg单位：根据定义，可得单位：根据定义，可得g/10ming/10min。熔融指数熔融指数试验设备：万能试验机或拉力试验机。试验设备：万能试验机或拉力试验机。强度单位为强度单位为MPaMPa，伸长率单位为，伸长率单位为%。样条有效尺寸的差别：样条有效尺寸的差别：GB/T1040：50（标距）（标距）*10（宽）（宽）*4（厚）（厚）；ISO527：50*10*4，但圆角半径较小；，但圆角半径较小；ASTM D638：50*13*3.2；老老DIN：20*4*2。拉伸实验拉伸实验拉伸实验拉伸实验GB/T1040/ISO527/ASTM D638材料抗拉伸应变的能力。材料抗拉伸应变的能力。通用的塑料测试样条为哑铃形样条。通用的塑料测试样条为哑铃形样条。拉伸强度及断裂伸长率拉伸强度及断裂伸长率u试验设备：万能试验机等。试验设备：万能试验机等。u弯曲强度和弯曲模量的单位均为弯曲强度和弯曲模量的单位均为MPaMPa。u通常说的弯曲指的是三点弯曲。还有一种为四点弯曲，用的较通常说的弯曲指的是三点弯曲。还有一种为四点弯曲，用的较少。少。样条尺寸的差别：样条尺寸的差别：GB/T 9341：80*10*4，与，与ISO 178完全相同；完全相同；ASTM D790：127*12.7*3.2，老，老DIN：50*6*4。弯曲实验弯曲实验弯曲实验弯曲实验GB/T9341/ISO178/ASTM D790材料抗弯曲应变的能力。材料抗弯曲应变的能力。通用的测试样条为长方形样条。通用的测试样条为长方形样条。弯曲强度及弯曲模量弯曲强度及弯曲模量u不同尺寸和不同缺口形状的试样测试结果不可比较。不同尺寸和不同缺口形状的试样测试结果不可比较。u常用单位为常用单位为kgf/mkgf/m2 2、kJ/mkJ/m2 2、J/mJ/m等。等。分类：分类：按冲击方式分：简支梁冲击和悬臂梁冲击。按冲击方式分：简支梁冲击和悬臂梁冲击。按有无缺口分：无缺口冲击强度和缺口冲击强度。按有无缺口分：无缺口冲击强度和缺口冲击强度。简支简支简支简支&悬臂梁悬臂梁悬臂梁悬臂梁冲击实验冲击实验冲击实验冲击实验GB/T1043/1843，ISO179/180，ASTM D6110/256 指对试样施加一次冲击弯曲负荷，使试样破坏，指对试样施加一次冲击弯曲负荷，使试样破坏，并用试样破坏时单位面积并用试样破坏时单位面积/厚度所吸收的能量衡量厚度所吸收的能量衡量材料冲击韧性的方法。材料冲击韧性的方法。冲击强度冲击强度u不同条件的测试结果不可比。不同条件的测试结果不可比。u只是评价材料耐热的相对指标，与材料的使用温度有区别。只是评价材料耐热的相对指标，与材料的使用温度有区别。两种指标的异同：两种指标的异同：相同：同样的测试设备；相同：同样的测试设备；相异：试样的不同、试样支架的不同、负荷的不同等。相异：试样的不同、试样支架的不同、负荷的不同等。HDTHDT&VicatVicat GB/T1633/1634，ISO306/75，ASTM D1525/648指塑料试样浸在等速升温的合适液体传热介质中，在指塑料试样浸在等速升温的合适液体传热介质中，在一定的静负载作用下，试样变形达到定值的温度。一定的静负载作用下，试样变形达到定值的温度。热变形温度及维卡软化温度热变形温度及维卡软化温度测试条件：测试条件：热变形温度及维卡软化温度热变形温度及维卡软化温度样条放置方式施加负荷升温速度试验终止条件热变形温度侧放0.45MPa120/h0.250.40mm平放1.80MPa维卡软化温度平放10N50/h1mm50N120/h备注：上述条件可随意组合选用，不受表格的限制。备注：上述条件可随意组合选用，不受表格的限制。uGB/T15585GB/T15585：圆片（：圆片（d102*3.2d102*3.2）和长条（）和长条（127*12.7*3.2127*12.7*3.2）；）；uGB/T17037.4GB/T17037.4和和ISO194-4ISO194-4相同，方片（相同，方片（60*60*6060*2*2或或1 1）；）；uASTM D955ASTM D955包含上述所有类型样条；还有客户自定的尺寸。包含上述所有类型样条；还有客户自定的尺寸。u样条的形状和尺寸不同，测试结果不可比。样条的形状和尺寸不同，测试结果不可比。关键影响因素：关键影响因素：样条注塑工艺：温度、保压时间等；样条注塑工艺：温度、保压时间等；样条形状、尺寸和尺寸的测量等。样条形状、尺寸和尺寸的测量等。收缩率收缩率收缩率收缩率 GB/T17037.4（作废的（作废的GB/T15585)，ISO294-4，ASTM D955指热塑性塑料注塑成标准样条，在一定的存放时间后，指热塑性塑料注塑成标准样条，在一定的存放时间后，样条尺寸比模芯本身尺寸缩小的百分比。样条尺寸比模芯本身尺寸缩小的百分比。收缩率收缩率阻燃性阻燃性阻燃性阻燃性GB/T2408/UL94/GB8410/TL1010/FMZSS302燃烧级别燃烧级别/燃烧速度燃烧速度水平燃烧级别水平燃烧级别：样条水平放置进行燃烧，计算燃烧速度：样条水平放置进行燃烧，计算燃烧速度,进行判断。进行判断。垂直燃烧级别垂直燃烧级别：样条垂直放置进行燃烧，根据燃烧时间和现象，判：样条垂直放置进行燃烧，根据燃烧时间和现象，判断级别断级别V-0,V-1,V-2V-0,V-1,V-2。燃烧速度燃烧速度：汽车内饰件对燃烧的一种强制要求。是一种水平燃烧，：汽车内饰件对燃烧的一种强制要求。是一种水平燃烧，只是要求的燃烧样条比较大，只是要求的燃烧样条比较大，355*100355*100，厚度尽可能与最终样件一致。，厚度尽可能与最终样件一致。u不同厚度的测试样条，燃烧结果不可直接比较。不同厚度的测试样条，燃烧结果不可直接比较。u同种样品，同种样品，1.6mm样条通过了样条通过了V-0，3.2mm样条肯定可以通过样条肯定可以通过V-0。其他其他其他其他密度密度/CTI/灼热丝灼热丝/各种组合测试各种组合测试密度密度：我们采用的排液法。测试介质的选择，密度要与：我们采用的排液法。测试介质的选择，密度要与测试样品的密度有一定量的差别。同种产品的样块和粒测试样品的密度有一定量的差别。同种产品的样块和粒料会有差别。料会有差别。CTI CTI：将规定浓度的特定实验溶液将规定浓度的特定实验溶液，滴于已施加电压的两特制铂电极，滴于已施加电压的两特制铂电极之间的固体绝缘材料表面之间的固体绝缘材料表面,以电极间是否形成电痕来评价该固体绝缘以电极间是否形成电痕来评价该固体绝缘材料在电场和污染介质联合作用下的电痕化的耐受能力材料在电场和污染介质联合作用下的电痕化的耐受能力。灼热丝灼热丝：利用标准规定的无火焰起燃源的模拟技术，将规定材质形利用标准规定的无火焰起燃源的模拟技术，将规定材质形状和尺寸的电热丝，用状和尺寸的电热丝，用150A大电流加热至大电流加热至550-960实验温度实验温度1min后，以后，以1N规定压力垂直灼烫试品规定压力垂直灼烫试品30S后，视试品及铺垫层是否引燃及后，视试品及铺垫层是否引燃及其持燃时间来评定电工电子成品内部的着火危险性。其持燃时间来评定电工电子成品内部的着火危险性。u由于条件的限制，我们不可能购置齐全各种测试设备，就需要由于条件的限制，我们不可能购置齐全各种测试设备，就需要大家动脑动手利用现有的设备创造条件，完成性能的评估。如大家动脑动手利用现有的设备创造条件，完成性能的评估。如将恒温恒湿箱和烘箱等结合起来，可以做制件的高低温测试。将恒温恒湿箱和烘箱等结合起来，可以做制件的高低温测试。测试设备测试设备ARESARES流变仪流变仪流变仪流变仪美国美国美国美国TATA公司公司公司公司 ARESARES是是控控制制应应变变流流变变仪仪,可可以以独独立立控控制制振振动动频频率率、样样品品应应变变、应应变变速速率率和和温温度度,可可以以测测量量试试样样的的静静态态剪剪切切粘粘度度、法法向向力力、剪剪切切模模量量、复复合合粘粘度度、储储能能模模量量和和损损耗耗模模量量、阻阻尼尼；控控制制应应变变流流变变仪仪采采用用一一个个驱驱动动器器对对试试样样进进行行变变形形应应变变，然然后后以以一一个个独独立立的的传传感感器器测测量量产产生生的的应应力力,此此系系统统能能精精确确的的提提供供广广阔阔的的频频率率范范围围,并并同同时时达达到到比比应力流变仪更小的动态应变。应力流变仪更小的动态应变。除除此此之之外外，我我司司还还配配备备专专业业的的CAECAE工工程程师师和和专专门门的的MoldflowMoldflow分分析析软件，为客户提供选材验证的分析和支持。软件，为客户提供选材验证的分析和支持。客户选材的系统解决方案供应商客户选材的系统解决方案供应商谢谢