塑胶料测试方法精品文稿.ppt

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1、塑胶料测试方法第1页，本讲稿共23页拉伸性能（拉伸性能（拉伸性能（拉伸性能（Tensile PropertiesTensile Properties）拉伸应力：拉伸应力：=F/A伸长率：伸长率：=L/L 100%塑料材料的拉伸应力应变曲线塑料材料的拉伸应力应变曲线拉伸应力应变的计算拉伸应力应变的计算为为了了测测定定高高聚聚物物材材料料的的基基本本物物性性，对对材材料料施施加加应应力力后后，测测出出变变形形量量，求求出出应应力力，应应力力应应变变曲曲线线是是最最普普通通的的方方法法。将将样样条条的的两两端端用用器器具具固固定定好好，施施加加轴方向的拉伸荷重，直到遭破坏时的应力与扭曲的计算方法即为

2、拉伸试验。轴方向的拉伸荷重，直到遭破坏时的应力与扭曲的计算方法即为拉伸试验。第2页，本讲稿共23页q拉伸应力拉伸应力(Tensile Stress)：试片变形前，施加于单位面积上的拉伸力的大小。：试片变形前，施加于单位面积上的拉伸力的大小。q伸长率伸长率(Tensile Strain)：试片原本标线间的长度因拉伸力的作用产生的变化。：试片原本标线间的长度因拉伸力的作用产生的变化。q屈屈服服点点(Yield Point)：应应力力应应变变曲曲线线中中，即即使使荷荷重重不不增增加加，伸伸长长率率也也开开始始上上升升的的时时刻刻称称为为屈屈服服点点。此此时时的的应应力力为为屈屈服服强强度度(Yiel

3、d Strength)，此此时时的的变变形形率率为为屈屈服服伸伸长长率率(Elongation at Yield)。q拉拉伸伸模模量量(Tensile Modulus)：在在变变形形率率较较低低的的区区间间，应应力力与与应应变变通通常常呈呈直直线线变变化化的的关关系系，此此区间的应力与应变的比值（拉伸应力区间的应力与应变的比值（拉伸应力/伸长率）被称为拉伸模量。伸长率）被称为拉伸模量。q断裂强度断裂强度(Breaking Strength)：指断裂点：指断裂点(Break Point)上对应的拉伸力。上对应的拉伸力。q断裂伸长率断裂伸长率(Elongation at Break)：指断裂点：指

4、断裂点(Break Point)上对应的伸长率。上对应的伸长率。q拉拉伸伸强强度度(Tensile Strength)：有有屈屈服服点点的的材材料料，拉拉伸伸强强度度是是指指屈屈服服强强度度；不不产产生生屈屈服服现现象象的的材材料料，破破坏强度即为其拉伸强度。坏强度即为其拉伸强度。vv注注注注意意意意：高高高高聚聚聚聚物物物物材材材材料料料料的的的的机机机机械械械械性性性性质质质质，由由由由于于于于其其其其固固固固有有有有的的的的粘粘粘粘弹弹弹弹性性性性，对对对对变变变变形形形形速速速速度度度度或或或或周周周周围围围围环环环环境境境境非非非非常常常常敏敏敏敏感感感感，因因因因此此此此以以以以上

5、上上上物物物物性性性性在在在在高高高高聚聚聚聚物物物物材材材材料料料料进进进进行行行行相相相相对对对对比比比比较较较较后后后后或或或或作作作作为为为为基基基基本本本本选选选选择择择择的的的的标标标标准准准准时时时时使使使使用为佳。以此为基础进行产品设计时应引起注意。用为佳。以此为基础进行产品设计时应引起注意。用为佳。以此为基础进行产品设计时应引起注意。用为佳。以此为基础进行产品设计时应引起注意。第3页，本讲稿共23页q测试标准：拉伸试验的标准规格有测试标准：拉伸试验的标准规格有GB1040、ASTM D638、ISO527，其内容相似。，其内容相似。q测测试试设设备备：电电子子万万能能试试验验

6、机机，装装有有能能以以一一定定速速度度移移动动的的夹夹具具。此此器器材材还还适适用用于于压缩、弯曲、剪断等测试。压缩、弯曲、剪断等测试。q测测试试速速度度：因因为为拉拉伸伸速速度度对对材材料料的的拉拉伸伸性性能能测测试试影影响响很很大大，所所以以必必须须依据不同材料、不同样条尺寸采取适宜的拉伸速度。依据不同材料、不同样条尺寸采取适宜的拉伸速度。GB1040标准的拉伸样条及相关尺寸标准的拉伸样条及相关尺寸第4页，本讲稿共23页弯曲性能（弯曲性能（弯曲性能（弯曲性能（Flexural PropertiesFlexural Properties）将将样样条条放放在在一一定定长长度度的的两两个个支支点

7、点上上，以以一一定定的的速速度度在在中中间间部部位位施施加加荷荷重重时时变变弯弯，直到引起折断或达到一定弯曲量时的应力于扭曲的计算方法即为弯曲试验。直到引起折断或达到一定弯曲量时的应力于扭曲的计算方法即为弯曲试验。q弯曲强度弯曲强度(Flexural Strength)：以一定速度在样条中心施加作用力，样条破坏或达到：以一定速度在样条中心施加作用力，样条破坏或达到5%变形量时的强度。弯曲强度是测定样条发生弯曲产生变形时的抗衡性试验。变形量时的强度。弯曲强度是测定样条发生弯曲产生变形时的抗衡性试验。q弯曲模量弯曲模量(Flexural Modulus)：指从样条中心的上部施加的作用力的大小与样条

8、：指从样条中心的上部施加的作用力的大小与样条所产生的形变之比。弯曲模量越大，刚性越强，弯曲模量越小，塑料越柔软。所产生的形变之比。弯曲模量越大，刚性越强，弯曲模量越小，塑料越柔软。第5页，本讲稿共23页q测测试试标标准准：拉拉伸伸试试验验的的标标准准规规格格有有GB9341、ASTM D790、ISO178，其其内内容容相相似。似。q测测试试设设备备：电电子子万万能能试试验验机机。此此器器材材还还适适用用于于压压缩缩、拉拉伸伸、剪剪断断等等测测试。试。q加加压压速速度度：加加压压速速度度随随样样条条的的种种类类（下下图图的的H&L）及及轴轴的的间间隔隔（L）而而不不同，请参考下表。同，请参考下

9、表。弯曲强度：弯曲强度：Fs=(3Pmax t)/2bh2弯曲模量：弯曲模量：Fm=(t3 m)/2bh2其其中中：b为为样样条条宽宽度度；t 为为两两支支点点间间的的距距离离；m 为为图图表表的的初初期期倾倾斜斜度度；3Pmax为为最最大荷重（应力）。大荷重（应力）。第6页，本讲稿共23页第7页，本讲稿共23页冲击强度（冲击强度（冲击强度（冲击强度（Impact StrengthImpact Strength）Izod冲击试验仪冲击试验仪Charpy冲击试验仪冲击试验仪Izod冲冲击击试试验验和和Charpy冲冲击击试试验验均均属属摆摆锤锤测测定定法法，不不同同的的是是Izod冲冲击击试试验

10、验是是将将样样条条的的一一端端垂垂直直夹夹住住，而而Charpy冲冲击击试试验验是是将将样样条条两两端端水水平平夹夹住住，但但基基本本原原理理二二者相同。者相同。高高分分子子材材料料在在一一般般情情况况下下，遇遇到到冲冲击击较较易易发发生生破破裂裂。即即同同样样大大小小的的作作用用力力，当当缓缓慢慢地地作作用用在在高高分分子子样样条条上上时时，不不会会产产生生破破裂裂，但但当当突突然然快快速速作作用用时时，样条就会破裂。样条就会破裂。冲冲击击强强度度表表现现为为样样条条或或制制件件承承受受冲冲击击的的程程度度，通通常常泛泛指指样样条条在在产产生生破破裂裂前前所所吸吸收收的的能能量量。冲冲击击强

11、强度度随随样样条条形形态态、试试验验方方法法及及试试验验条条件件表表现现出出不不同同的的价值，因此不能归为材料的基本性质。价值，因此不能归为材料的基本性质。第8页，本讲稿共23页样条的准备样条的准备Izod冲击样条冲击样条Charpy冲击样条冲击样条样条的尺寸样条的尺寸第9页，本讲稿共23页阻燃性（阻燃性（阻燃性（阻燃性（FlammabilityFlammability）塑塑料料因因其其加加工工容容易易和和价价格格较较低低，在在许许多多方方面面代代替替金金属属材材料料的的使使用用，且且具具有有阻阻燃燃性性及及耐耐热热性性等等几几种种特特性性，但但比比起起金金属属来来，性性质质较较为为脆脆弱弱，

12、有有可可能能成成为为引引发发火火灾灾的的原原因因，因因此此为为了了防防范范于于未未然然，许许多多国国家家正正在在制制造造各各种种规规格格的的耐耐火火产产品品，以以此此来来试试验验塑塑料料的的耐耐火能力。火能力。有关耐火的规格有关耐火的规格qUL94：美美国国UL(Underwriters Laboratory)关关于于塑塑料料的的燃燃烧烧性性的的规规格格，耐耐火火度度：5VA5VBV-0V-1V-2HB。qIEC707：国际电气技术委员会的耐火安全规格。：国际电气技术委员会的耐火安全规格。qCSA22.2项项目目的的No.0.6(Test AJ)：应应用用于于加加拿拿大大电电气气、电电子子产产

13、品品的的树树脂脂耐耐火火规规格格。最最近近与与UL达达成成协协议议，认认证证UL试试验验数数据据，新新设设UL的的5V试试验验方方法法，经经UL试试验验后后，只只需需提提供供试试验验报报告告与与用用于于ID试试验验的的样样品品，无无需需试试验验即即可可注注册册，UL也也可可以以发发行行在在加加拿拿大大销销售售的的树树脂脂类类的的试试验验及及证证书书(Certification)。第10页，本讲稿共23页1、水平燃烧试验（、水平燃烧试验（HB Test:Horizontal Burning Test）q用途：适用于耐火较低的材料的试验，测定燃烧速度用途：适用于耐火较低的材料的试验，测定燃烧速度q

14、样条：样条：12.7cm 1.27cm厚度（厚度（5个样条）个样条）q样条存放条件：样条存放条件：23 C，湿度，湿度50%，48小时以上小时以上q火焰要求：甲烷气体，火焰要求：甲烷气体，2.54cm蓝色火苗，燃烧器倾角为蓝色火苗，燃烧器倾角为45 耐火等级耐火等级厚度厚度3.2mm厚度厚度3.2mmHB 燃烧速度燃烧速度3.81cm/分钟分钟燃烧速度燃烧速度7.62cm/分钟分钟第11页，本讲稿共23页2、垂直试验（、垂直试验（Vertical Test）q用途：适用于耐火材料的试验，用途：适用于耐火材料的试验，测定燃烧时间测定燃烧时间q试验方法：将样条接触火苗试验方法：将样条接触火苗10秒

15、钟秒钟后移开样条，测定燃烧时间；重复后移开样条，测定燃烧时间；重复第二次（对第二次（对5个样条都实施）个样条都实施）q样条和存放条件：与样条和存放条件：与HB试验相同试验相同q火焰要求：甲烷气体，蓝色单火焰要求：甲烷气体，蓝色单一火苗，高度一火苗，高度2cm耐火耐火等级等级两次燃烧两次燃烧有焰时间有焰时间第二次燃烧第二次燃烧有焰加无焰时间有焰加无焰时间5个样条两次个样条两次有焰燃烧总时间有焰燃烧总时间滴落物有无滴落物有无引燃脱脂棉引燃脱脂棉V-010s30s50s无无V-130s60s250s无无V-230s60s250s有有第12页，本讲稿共23页3、5V燃烧试验燃烧试验（Bar条型燃烧试验

16、、条型燃烧试验、Plaque板型燃烧试验）板型燃烧试验）q条型燃烧（条型燃烧（Bar）试验）试验v样条和存放条件：与样条和存放条件：与HB试验相同试验相同v火焰要求：双重火苗（内焰高度火焰要求：双重火苗（内焰高度3.81cm/外焰高度外焰高度12.7cm）v试试验验方方法法：将将样样条条接接触触火火苗苗5秒秒钟钟，然然后后熄熄灭灭火火焰焰5秒秒钟钟，测测定燃烧时间；重复定燃烧时间；重复5次次q板型燃烧（板型燃烧（Plaque）试验）试验v样条尺寸：样条尺寸：15cm 15cm 厚度（共厚度（共3块）块）v试验方法：与条型燃烧相同试验方法：与条型燃烧相同耐火耐火等级等级燃烧有焰加燃烧有焰加无焰时

17、间无焰时间滴落物有无滴落物有无引燃脱脂棉引燃脱脂棉试片中央试片中央是否有烧穿是否有烧穿5VA60s无无无无5VB300C、一一年年更更换换一一次）次）第14页，本讲稿共23页样条规格样条规格q最少有最少有2个以上的样条，必要时使用个以上的样条，必要时使用3个以上个以上q尺寸尺寸120mm 15mm 10mmq样条成型后需放置样条成型后需放置40小时以上再进行试验小时以上再进行试验热热塑塑性性塑塑料料材材料料的的热热变变形形温温度度（HDT）随随成成型型条条件件不不同同而而产产生生差差异异，主主要要依依赖赖于于成成型型时时材材料料的的重重要要结结构构特特征征如如：分分子子排排向向、残残留留应应力

18、力、晶晶体体结结构构、结结晶晶度度、填填充充剂剂的的取取向向、各各向向异异性性等等，其其变变化化对对样样条条的的尺尺寸寸、收收缩缩率率、密密度度产产生生一一定定的的影影响响，因因应应力力引引起起形形态态的的细细微结构变化，而导致物性的变化。微结构变化，而导致物性的变化。热变形样条尺寸热变形样条尺寸第15页，本讲稿共23页熔体流动速率（熔体流动速率（熔体流动速率（熔体流动速率（Melt Flow IndexMelt Flow Index）q在在规规定定的的温温度度与与荷荷重重下下，测测定定熔熔融融状状态态下下的的塑塑料料材材料料在在10分分钟钟内内通通过过某某规规定定模模孔孔的的流流量量，是是评

19、评价材料相对流动性的参数。熔流指数（价材料相对流动性的参数。熔流指数（MI）越大，材料的流动性越好。）越大，材料的流动性越好。qMI值值越越大大流流动动性性越越好好，所所以以可可以以成成型型精精密密部部件件，且且可可以以缩缩短短循循环环时时间间。按按产产品品的的用用途途，可可以以选选择与耐热性、冲击强度等不同的物性来互补择与耐热性、冲击强度等不同的物性来互补MI值。值。q塑塑料料具具有有随随流流动动速速度度和和粘粘度度发发生生变变化化的的特特性性，因因此此在在高高速速加加工工条条件件下下，有有可可能能出现流动性与流动特性不一致的情况，应留意。出现流动性与流动特性不一致的情况，应留意。试试验验要

20、要求求：含含有有挥挥发发性性物物质质及及水水分分的的塑塑料料粒粒必必须须进进行行预预干干燥燥，不不然然会会引引起起重重复复性性差差和材料的降解。和材料的降解。熔流范围熔流范围(g/10min)建议样品建议样品用量用量(g)时间间时间间隔隔(min)实测实测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第16页，本讲稿共23页电性能（电性能（电性能（电性能（Electrical PropertiesElectrical Propert

21、ies）应应用用于于电电气气领领域域的的塑塑料料通通常常均均需需要要具具有有绝绝缘缘性性，要要求求材材料料有有优优秀秀的的电电性性能能。绝绝缘缘破破坏坏电电压压高高，绝绝缘缘电电阻阻大大的的材材料料能能防防止止因因暴暴露露在在外外的的电电流流引引起起电电介介质质的的加加热热现现象象。塑塑料料如如果果吸吸收收了了水水分分，会会使使电电性性能能降低，因此绝缘材料的耐湿性也很重要。降低，因此绝缘材料的耐湿性也很重要。q热丝着火热丝着火 Hot Wire Ignition（HWI）q高电流电弧着火高电流电弧着火 High Current Arc Ignition（HAI）q耐电弧耐电弧 Arc Res

22、istanceq比较追踪系数比较追踪系数 Comparative TrackingIndex（CTI）q高高电电压压电电弧弧追追踪踪速速率率 High Voltage Arc Tracking Rate（HVTR）：塑塑料料材材料料表表面面流流经经高高电电压压、高高电电流流时时，不不形形成成导导电电路路的的承承受受能能力力，测测定定高高电电压压（5200V）下下形成导电路的速度（单位时间内形成的导电路的长度）形成导电路的速度（单位时间内形成的导电路的长度）q介介电电强强度度 Dielectric Strength：材材料料对对高高电电压压的的承承受受能能力力，为为电电性性的的最最大大强强度度，

23、测定材料产生破损时的电压测定材料产生破损时的电压q体体积积电电阻阻率率 Volume Resistivity：材材料料内内部部的的阻阻力力程程度度。在在材材料料的的反反面面施施加加电电压压，测定试片的阻力。阻力数值越大，导电性越差，绝缘性越好测定试片的阻力。阻力数值越大，导电性越差，绝缘性越好q表表面面电电阻阻率率 Surface Resistivity：材材料料表表面面的的抗抗衡衡程程度度。在在试试片片表表面面两两个个位位置置之之间间施施加电极，测定试片表面的电阻特性加电极，测定试片表面的电阻特性第17页，本讲稿共23页1、热热丝丝着着火火（HWI）:电电器器产产品品过过热热时时，测测定定可

24、可以以承承受受的的性性能能，表表示示的的是是通通过电热线达到燃点时所需要的时间。过电热线达到燃点时所需要的时间。HWI（秒）（秒）PLC等级等级 120060120130602153037154 120060120130602153030154第18页，本讲稿共23页3、耐耐电电弧弧 Arc Resistance：显显示示为为塑塑料料在在高高电电压压电电弧弧下下的的承承受受能能力力，测测定定形形成成导导电电路路（Conducting Path）且且电电弧弧消消失失时时所所需需时时间间。耐耐电电弧弧性性是是未未经经污污染染的的干干燥燥状状态态下下的的特特性性，CTI是因电解质而受到污染的环境下的

25、特性。是因电解质而受到污染的环境下的特性。平均时间（秒）平均时间（秒）PLC等级等级 420036042013003602240300318024041201805601206 600040060012504002175250310017546mm；宽度；宽度13mm。q2、施加预备荷重，表盘刻度设在、施加预备荷重，表盘刻度设在0点上。点上。q3、施加、施加15秒钟的主荷重后，撤去主荷重，预备荷重保持。秒钟的主荷重后，撤去主荷重，预备荷重保持。q4、15秒钟后，记录表盘刻度。秒钟后，记录表盘刻度。-RB（R和和B之间的距离）。之间的距离）。q5、计算洛氏硬度的大小、计算洛氏硬度的大小=150-

26、RB。第20页，本讲稿共23页洛氏硬度洛氏硬度（红色表盘数据）（红色表盘数据）预备荷重预备荷重（kg）主荷重主荷重（kg）钢球压头直径钢球压头直径（mm）R106012.700 0.0025L10606.350 0.0025M101006.350 0.0025E101003.175 0.0025K101503.175 0.0025洛氏硬度测量和表示洛氏硬度测量和表示对对于于一一般般的的塑塑料料树树脂脂来来说说，由由于于硬硬度度一一般般不不会会很很大大，均均用用R标标尺尺来来表表示示。对对于于特特殊殊塑塑料料树树脂脂，如如玻玻璃璃纤纤维维增增强强PC，由由于于R标标尺尺很很难难正正确确表表达达其

27、其硬硬度度，一一般采用般采用M标尺来表示。标尺来表示。第21页，本讲稿共23页比重和密度（比重和密度（比重和密度（比重和密度（Specific Gravity/Density Specific Gravity/Density）q比重是指材料的质量与同体积的水在比重是指材料的质量与同体积的水在4 C时的质量相比所得的比值。时的质量相比所得的比值。q密度是指在一定温度（对于塑料一般指密度是指在一定温度（对于塑料一般指23 C）下，材料单位体积所含的质量，用）下，材料单位体积所含的质量，用g/cm3表示。表示。q比比重重和和密密度度不不论论在在意意义义上上还还是是在在数数值值上上都都存存在在一一定定

28、的的差差异异。比比重重是是材材料料的的成成本本方方面面的重要因素，在材料的生产过程和成型过程中用于调节生产。的重要因素，在材料的生产过程和成型过程中用于调节生产。q经经常常混混合合使使用用，23 C时时水水的的密密度度略略小小于于1，因因此此两两个个数数值值产产生生略略微微差差异异，可可以以用下面公式相互换算：用下面公式相互换算：密度密度=比重比重 0.99756。实验方法：实验方法：q比比重重可可以以使使用用已已经经成成型型品品进进行行实实验验，也也可可以以用用粉粉末末和和颗颗粒粒等等成成型型原原料料进进行行测测定定。和和可可能能产产生生气气泡泡等等空空洞洞的的成成型型原原料料比比较较，成成

29、型型品品更更适适合合于于进进行行测测试试。使使用用成成型型品品进进行行测试时，要等到成型完全收缩以后再进行。测试时，要等到成型完全收缩以后再进行。q方方法法一一（使使用用成成型型品品）：将将一一小小块块成成型型品品挂挂在在铁铁丝丝上上称称出出其其重重量量后后，放放进进一一定定温温度度的的水水里里（也也可可以以是是其其它它参参考考溶溶剂剂）重重新新称称取取重重量量，以以两两者重量之差计算密度。者重量之差计算密度。q方方法法二二（使使用用成成型型原原料料）：将将一一定定重重量量的的原原材材料料放放入入持持续续高高温温的的已已测测定定好好的容积内，以与的容积内，以与23 C时的重量与体积之差计算比重

30、。时的重量与体积之差计算比重。第22页，本讲稿共23页成型收缩率（成型收缩率（成型收缩率（成型收缩率（Mold ShrinkageMold Shrinkage）概要概要材材料料成成型型时时，会会因因冷冷却却产产生生产产品品尺尺寸寸比比模模具具尺尺寸寸缩缩小小的的现现象象，成成型型收收缩缩率率即即用用百百分分比比来来表表示示此此缩缩小小的的程程度度。通通常常结结晶晶树树脂脂比比非非结结晶晶树树脂脂收收缩缩得得更更厉厉害害。成成型型收收缩缩率率可可以以通通过过调调节节注注塑塑温温度及压力等成型条件得到适度的调整。度及压力等成型条件得到适度的调整。产生收缩的原因：产生收缩的原因：q成型工艺中，因压力

31、与温度的变化，有可能出现收缩差异。成型工艺中，因压力与温度的变化，有可能出现收缩差异。q注注塑塑成成型型工工艺艺中中，树树脂脂若若只只存存在在加加热热和和冷冷却却的的话话，可可以以按按考考虑虑好好的的填填充充到到模模腔腔内内的的树树脂脂的的收收缩缩率率进进行行再再填填充充。但但实实际际上上，因因同同时时受受到到压压力力和和温温度度的的变化，收缩差异仍会发生。变化，收缩差异仍会发生。产生收缩的过程：产生收缩的过程：q注塑成型时，树脂经加热熔融后体积膨胀。注塑成型时，树脂经加热熔融后体积膨胀。q将将体体积积膨膨胀胀的的熔熔融融树树脂脂填填充充到到空空间间限限定定的的模模腔腔内内后后，实实施施冷冷却却，在在这这个个过过程中树脂体积将减小，此时的体积减小率就是成型收缩率。程中树脂体积将减小，此时的体积减小率就是成型收缩率。第23页，本讲稿共23页