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中文版塑料测试方法


常用的塑料测试方法简介 拉伸强度和拉伸模量 ASTM D 638, ISO R527, DIN 53455, DIN53457 了解材料对负载的响应程度是了解材料性能的基础。通过测试在一定应力下 材料的变形程度(应变),设计者可以预测材料在其工作环境下的应用(如图 1)。 图 1 拉伸应力-应变曲线 A:弹性形变的极限值 B:屈服点 C:最大强度 O-A:屈服区域,发生弹性形变

超过 A 点:塑性变形

图2:ASTM D 6, 拉伸试样的尺寸

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常用的塑料测试方法简介 模量: 屈服应力: 断裂应力 断裂伸长率 弹性极限 弹性模量 应力/应变 开始发生塑性变形的应力 发生断裂时的应力 材料发生断裂时的应变 开始发生弹性形变的终点 发生在塑性变形时的模量 Mpa Mpa Mpa % Mpa

测试速度: A 速度:1mm/mm 拉伸模量 B 速度:5mm/mm 填充材料 的拉伸应力/应变 C 速度:50mm/mm 为填充材料 的拉伸应力/应变

弯曲强度和弯曲模量 ASTM D 790, ISO 178, DIN 53452 弯曲强度是用来测量材料抵制挠曲变形的能力或者是测试材料的刚性。与拉 伸负载不同的是,在测试弯曲时,所有的应力加载在一个方向上。用压头压在试样 的中部使其形成一个 3 点的负载,在标准测试仪上,恒定的压缩速度为 2mm/mm. 通过计算机收集的数据,测绘出试样的压缩负荷-变形曲线,来计算压缩模 量。在曲线的线性区域至少取 5 个点的负载和变形。 弯曲模量(应力与应变的比值)是表征材料弯曲性能的重要指标。压缩模量 是指在应力-应变的曲线的线性范围内,压缩应力与压缩应变之比。 压缩应力与压缩应变的单位都是Mpa。

图 3:弯曲测试示意图

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耐磨性能测试 GE测试方法与ASTM D 1044, ISO 3537, DIN 52347测试方法相似

图 4:Taber 磨损实验 用 Taber 磨损机磨损测试试样,通过计算试样的磨损量来表征材料的耐磨性 能。测试试样放置在一个以恒定转速 60rpm 的旋转转盘上(如图 4 所示),把一 定重量的砂轮压在测试试样上(转盘是通过人工磨出来的,可以获得不同重量的转 盘)。当转盘达到规定的圈数,测试结束。然后称量磨损掉下来的试样碎片的质量 来表征材料的耐磨性能指标,耐磨性的指标是 mg/1000 圈。 ASTM 与 ISO 区别 ASTM 测试试样的厚度是 3mm,而 ISO 测试试样为 4mm。试样厚度的不同, 将会导致测试结果的不同。测试结果的不同是因为测试方法的不同,而不是因为材 料性能的不同。 ISO 测试方法不仅是测试条件,以及试样的尺寸与 ASTM 不同,而且 ISO 的 测试试样需要根据 ISO294 的标准,以规定的加工条件来加工测试试样。 布氏硬度、洛氏硬度和肖氏硬度的比较 洛氏硬度测试在考虑试样的弹性恢复后确定塑料的硬度。这与布氏硬度和肖氏 硬度不同:在布氏和肖氏硬度测试中,硬度值由加载时的陷入深度确定,因而可以 排除材料的弹性恢复。因此洛氏硬度值不能直接与布氏硬度或肖氏硬度相关联。

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常用的塑料测试方法简介 肖氏硬度A和D值的范围可与布氏压痕硬度值相比。然而他们之间不存在线性关 系(如图 5)。

图 5:硬度范围图 球压痕硬度-ISO 2039-1, DIN 53456 一个直径 5mm的抛光硬化钢珠被压入试样(最少 4mm厚)表面,压力为 358 牛 顿(ISO 2039-1)(如图 6)。加载 30 秒后,测量压痕深度并计算出受压面积。 布氏硬度H358/30 由所加负荷除以表面受压面积得到,结果单位为牛顿每mm2。

图 6:球压痕硬度测试 洛氏硬度-ASTM D785, ISO 2039-2 洛氏硬度数值是与塑料压痕硬度相关的。测试结果越大,说明材料的年个点 越大。由于洛氏机的范围不同,同一材料有可能获得 2 个硬度值,从技术角度 讲,测试结果是正确的。 一个抛光处理过的钢球压在被测试样的表面上,钢球的直径是根其测试范围 定的,先是在测试试样上加载一个次要的负载,然后在加载一个主要的负载,最 后在用次要的负载加载在试样上。实际的测试是根据总的压痕深度。深度是用总

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常用的塑料测试方法简介 的压痕深度,减去塑料在移去负载后恢复的变形量,在减去由于次要负载引起的 深度(如图 7)。 洛氏硬度测试结果基本上在 50-115 之间。超过这个范围的数值是无效的。 所以超过范围的测试需要重新选择测试范围,测试范围从 R 到 L 到 M,代表了 材料硬度的增加(如图 7 所示)。如果材料的测试范围在 R 以内的较软材料来 说,洛氏硬度测试法不合适,所以建议采用肖氏硬度来测试。

图7:洛氏硬度测试以及测似范围

肖氏硬度-ASTM D 2240, ISO 868, DIN 53505 肖氏硬度是将规定形状的压针,在标准的弹簧压力下和规定的时间下,把压 针压入试样的深度转化成硬度值。本测试方法有两种不同的类型,但是都带有校 正发条用于校正加载在试样上的力。A 型用于测试较软材料的硬度,而 D 型用于 测试较硬材料的硬度(如图 8)。 把测试试样放在硬度仪器上,平稳而无冲击的使硬度仪在规定重锤的作用下 压在试样上,从下压板与试样完全接触 15s 后读数。

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图 8:肖氏硬度测试 冲击性能 在标准的测试中,比如拉伸,弯曲测试,材料吸收能量是比较缓慢的,但是 在现实的应用中,材料经常会吸收突如其来的能量,例如掉落的物体,大风,坍 塌,高空坠落等。冲击测试的目的就是模拟这些情况,缺口与非缺口冲击测试就是 表征材料在指定冲击应力下的行为,以此在表征材料的脆性与韧性。 冲击测试的数据不能作为材料设计的依据。材料特定的行为可以通过测试不 同条件下的测试实验来获得,比如改变缺口的大小和测试温度。 冲击测试是在摆锤式悬臂梁冲击仪上实现的,试样被固定在夹具上,一个摆 锤(具有固定半径的冲击刃)从固定的高度释放,使得试样能够吸收瞬时能量。摆 锤释放的高度与最后摆回去的高度差值代表了测试样条的断裂吸收的能量。测试需 要在室温下进行,或者是低温下进行(表征材料的低温冲击韧性)。测试样条有不 同的类型以及不同的缺口的尺寸。

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常用的塑料测试方法简介 冲击测试的结果不是绝对的 ,除非测试样条的几何形状和实际最终使用的环 境一致。如果两种材料的失效速率和失效的模式一样的话,那么材料在两种测试方 法下的冲击性能是等同的。 冲击性能的比较 ASTM 与 ISO 冲击性能对测试试样的厚度和分子取向很敏感。ASTM 与 ISO 方法中使用的 试样的厚度差别可能对冲击的影响很大。厚度从 3mm 变为 4mm 甚至通过分子质 量和试样厚度对 IZOD 缺口冲击性能使失效方式发生改变,从塑性转成脆性(如图 9 所示)。但是在 3mm 显示脆性的材料如矿物和玻璃填充等级的材料不受影响。 添加了冲击改性剂的材料也不受此因素的影响。

图 9:测试试样的厚度和分子取向对冲击性能的影响 缺口冲击强度 ASTM D256, ISO 180 缺口冲击强度已经成为比较材料冲击韧性的标准测试(如图 10 和 11)。但是 缺口冲击测试与制品在实际使用的环境的关系比较小。因为改变缺口敏感的材料, 测试结果会有很大的改变。冲击测试主要是用来表征材料对缺口的敏感性而非抗冲 能力。缺口冲击强度测试主要用来比较材料的韧性。缺口冲击测试对于一些带有尖 角,尖的拐角,加强肋的制品的冲击韧性有很大的实际意义。

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图 10 缺口冲击强度 无缺口冲击测试的试样几何形状,测试负载与缺口试样一样,只是测试试样 上没有缺口。这种测试比缺口冲击准确,是因为它减少了因铣缺口而造成的应力集 中。 冲击强度是用试样吸收的能量除以试样在缺口处的厚度和宽度的乘积得到 的,单位是 KJ/m2. ISO 测试标准的不同反映了试样的类型和缺口的类型 ISO 180/1A 是指 1 类试样和 A 缺口。如图 10 所示。试样的尺寸为长 80mm, 高 10mm,厚 4mm。 ISO 180/1U 是指试样为 1 类型,但是夹具是反向的。ASTM 测试方法中试样 的长为 63.5mm, 更重要的是试样的厚度是 3.2mm,而摆锤的半径和高度与 ISO 一 致。

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图 11 缺口冲击强度 在 ASTM 标准中,冲击强度是用缺口处吸收的能量除以缺口试样的厚度来表 征的。其单位是 J/m。试样厚度的不同,对测试结果影响很大。 Charpy 冲击强度 ASTM D 256, ISO 179 Charpy 和 Izod 测试最大的区别就是测试试样的放置不同。在 Charp 测试中, 试样是水平放置在试样机上(如图 12)。 ISO 标准的不同反映了试样和缺口的类型: ISO 179/2C 是指试样为 2 类型,缺口为 C 类型。 IISO 179/2D 是指试样是 2 类型,但是无缺口。 在 DIN 53453 标准中,试样的尺寸与 ISO 标准相似。ISO 与 DIN 中,冲击强 度都是用是用试样吸收的能量除以试样在缺口处的面积。单位为 KJ/m2.

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图 12 Charpy 冲击强度 维卡软化温度 ASTM D 1525, ISO 306, DIN53460 维卡软化温度测试的目的主要是测试材料在那个温度下快速软化。塑料在液体 传热介质中,在一定的负荷,一定的等速升温速率下,试样被 1mm2 压铮头压入 1mm 时的温度,即维卡软化温度。 ISO 306 有两种标准: A: 负载为 10N。 B:负载为 50N, 升温速率为 50 °C/h 或者是 120 °C/h。 在 ISO 中,经常用 A50,A120,B50,B120 来描述。测试样条浸润在被加热 的油浴中,从 23°C 作为起始的升温温度。5min 以后,10N 或者 50N 的负载加载在 测试试样上,当试样被压铮头压入 1 ± 0.01 mm 时油浴的温度即为 VST。 热变形温度 ASTM D 648, ISO 75, DIN 53461 热变形温度表征了材料在一定能够负载下的短期耐热性能。本方法是测定材 料试浸在一种等速升温的合适液体介质中,在简支梁的静弯曲负载作用下,试样弯 曲变形达到规定能够值时候的温度,即热变形温度。

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图 13 热性能测试 在 ASTM 和 ISO 标准中,加载了负载的测试样条浸润在带有加热棒的硅油中 (如图 14)。加载在试样上的压力为: 低压力----0.45 Mpa( ASTM和ISO标准) 高压力――1.82 Mpa(ASTM标准),1.80 Mpa(ISO标准)。 试样加载负载 5min 后调节变形测量装置,使得变形量为 0,如果材料不发生 明显的蠕变,就不需要等待这段时间,然后从室温 23 °C 以 2°C/min恒定的升温速度升温。

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当试样中点弯曲变形达到0.32mm(ISO)或者0.25mm(ASTM)时的温度为测试试样 的热变形温度。

图 14 热性能测试 ASTM值使用缩写DTUL,ISO值使用缩写HDT,这已经是惯例了。 根据施加的表面应力,在HDT后面加上字母A或B: DTUL:加载挠曲温度 HDT:热扭曲温度或热挠曲温度 根据加载在表面压力的大小,HDT 有两种,分别用字母 A,B 表示: HDT/A 负载为 1.80Mpa HDT/B 负载为 0.45 Mpa

无定形与结晶材料的HDT对比 对于无定形材料,HDT 接近材料的玻璃化转变温度(Tg)。因为无定形材料 没有固定的熔融温度,加工温度在高于 Tg 的橡胶态下进行。结晶材料的 HDT 较

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常用的塑料测试方法简介 低,因为在较高的温度下仍然有部分晶区。对于无定形材料,HDT 的重复性比结 晶材料的要好,对于一些特定的材料,需要先退火处理,测试结果才有效。 通常加入纤维补强后,塑料的 HDT 会上升,因为纤维补强可以大幅提升塑料的机 械强度,以致在升温的耐挠曲测试时,会呈现 HDT 急剧升高的现象。纤维增强对 结晶材料的 HDT 影响比无定形材料要明显。HDT 不能代表材料的最高使用温度, 因为在实际的使用过程中,材料的使用时间,负载,表面压力和标准测试的条件不 一致。 UL94 概述 最常用的表征塑料阻燃等级的测试为 UL94.根据燃烧速率,火焰熄灭时间, 有没有滴落,阻燃等级可以分为几种。 根据测试试样的厚度和颜色的不同,一种材料可以获得不同的阻燃等级。当指定材 料的某种用途时,根据塑料制品的壁厚阻燃等级会有不同。所以在判定材料能达到 什么样的阻燃等级的时候,一定要说明材料的厚度是多大。 UL94 阻燃等级: HB 缓慢水平燃烧,对于厚度大于 3mm 时,燃烧速率小于 76mm/min.厚度大于 3mm 时,燃烧速率小于 38mm/min. V-0 垂直燃烧测试试样,10 秒钟内熄灭并且没有滴落。 V-1 垂直燃烧测试试样,30 秒钟内熄灭并且没有滴落。 V-2 垂直燃烧测试试样,30 秒钟内熄灭,允许有滴落。 5V 对试棒燃烧 5 次,每次火焰都大于V测试中的火焰,每次持续 5 秒。燃烧在 60 秒 内停止。 5VB 测试试样被烧穿 5VA 测试试样没有被烧穿(最好的 UL 等级) 需要指出的是,这项测试并不反映实际火情下材料的着火危险。 UL94 水平燃烧测试程序 在阻燃性能要求高的环境下,HB 级的材料是不允许使用的。总的来说,HB 级 别的材料不是用在电气产品中的,而是在医疗以及装饰使用。在通常人们的印象 中,没有添加阻燃剂的材料达不到 HB 的要求,其实所有的结果都需要通过测试来 实现(如图 16)。

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图 16:UL94 水平燃烧测试程序 UL94 V0,V1,V2 测试程序 垂直燃烧测试(如图 17)使用的测试样条与 HB 测试样条一致,在测试中, 需要测试燃烧时间,什么时候滴落,滴落是否能使得棉花点燃等信息。V1 和 V2 最大的区别就是看在燃烧过程中有没有滴落。

图 17:UL94 V0,V1,V2 测试程序 UL94-5V 测试程序: 步骤一: 垂直安装一个标准可燃性试棒,使其经受五次 127mm 火焰,每次持续 5 秒。如 果此后试棒燃烧时间短于 60 秒且液滴不引燃下面的棉花,则通过测试。整个过程 要对 5 个试棒进行重复测试。 步骤二: 同样厚度的试样板在水平位置经受同等火焰的测试,整个过程要对 3 个试样板重

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常用的塑料测试方法简介 复进行测试。这个水平测试形成 2 个等级:5VB 和 5VA。5VB 允许产生洞(烧 穿)。5VA 不允许产生洞。 UL94-5VA 是所有 UL 测试中最严格的,特别用于大型办公机械的防火罩。对于 那些预期壁厚小于 1.5mm 的产品,应使用玻璃填充材料等级。

图 18:5 V 测试程序

CSA 可燃性 CSA C22.2 第 0.6 号 这个加拿大标准协会的可燃性测试的方法与 UL 94 5V 测试的方法相似。然 而,这个测试更加严格:每次测试火焰要持续 15 秒。而且在前 4 次火焰测试中, 试样必须在 30 秒内熄灭;在第五次测试后,火焰在 60 秒内熄灭(而 UL94-5V 的 5 次火焰测试各持续 5 秒)。 满足 CSA 测试的结果也被认为满足 UL 94-5V。 有限氧气指数 ASTM D 2863(ISO 4589) 有限氧气指数用来测量材料在受控环境中的相对可燃性。有限氧气指数是维持 热塑性塑料材料火焰时,空气中所需的最低氧气含量。 测试所用气体是外部控制的氮气和氧气的混合物。一个支撑的试样由引火火焰点 燃,然后拿走引火火焰。在下面过程中,氧气浓度逐渐降低,直至试样不能维持燃 烧。有限氧气指数或 LOI 定义为材料可以燃烧 3 分钟或 50mm 所需的最低氧气浓

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常用的塑料测试方法简介 度。LOI 值越高就越不容易燃烧。 这项测试并不反映实际火情下材料的着火危险。

图 19:有氧指数测试

介电强度 本方法是用连续均匀升压或者逐级升压(48Hz-62Hz)的方法,对测试试样 施加交流电压,直至击穿,测试击穿电压,或者用迅速升压的方法,将电压声道规 定值,保持一定的时间不击穿,测试试样的耐电压值。用击穿前的电压除以试样的 厚度表征材料的介电强度 kV/mm。 周围的介质可以值空气或者是油。试样的厚度 对测试结果影响很大。 影响材料介电强度的因素 试样的厚度,湿份以及材料的均一性 电极的尺寸和导热性 测试电压的频率 测试环境的温度,压力和湿度 介质的电和热性能 表面电阻率和体积电阻率

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常用的塑料测试方法简介 表面电阻率是绝缘材料抵抗表面漏泄电流的能力. 体积电阻率是绝缘材料抵抗 体内漏泄电流的能力. 表面电阻率、体积电阻率越高, 漏泄电流越小, 材料的导电性 能越差. 体电阻系数是材料的基本参数之一,表示其导电性能,单位为欧姆/厘米。 表面电阻系数:该参数用于厚度一定的薄膜材料,其定义为表面上单位长度 的直流压降与单位宽度流过电流之比。它指正方形两对边之间的阻值,只要 面积远远大于薄膜厚度,则该阻值与正方形的大小无关。表面电阻率的单位 是欧姆。 当塑料及制品表面阻值:大于 10 次方时极易产生静电;在 8-10 次方之间具 有一定防静电性能;在 6-8 次方之间有很好的防静电性能;在 4-6 次方之间具有 最佳的防静电性能;当达到 4 次方以下具有了相当的导电性能,属于导体,半导体 材料。 表面电阻系数 当在绝缘塑料上施加电压时,如果塑模表面接有另一个导体或接地,则总电流 的一部分将沿塑模表面流动。表面电阻系数就是材料抵抗这种表面电流的能力。安 装在表面的单位宽度的电极和单位距离间施加直接电压时,测得的电阻大小即是所 需的值,以Ohm表示--有时也称为ohms每平方。 体积电阻系数 ASTM D 257 ,IEC 93 当在绝缘体上加以电势时,电流大小受材料阻碍电流的能力影响。体积电阻系数 是当电势加在试样管两端表面上时的电阻,以Ohm-cm表示。体积电阻系数受环境 条件影响。它与温度成反比,在潮湿环境下稍微下降。体积电阻系数在 1088Ohm -cm以上的材料就认为是绝缘体。部分导体的值在 1033 至 1088Ohm-cm之间。 相对介电系数 ASTM D 150 ,IEC250 绝缘材料的相对介电系数是当一个电容器的电极之间和周围完全且只被该种绝 缘材料填充时的电容值,与真空中的电极在同等条件下的电容之间的比值。 在交流介电应用场合下,好的电阻系数和较低的能量耗散是很好的特性。电能 耗散导致电子元件效率降低,并在充当电介质的塑料中引起热积聚。 在理想的介电材料如真空中,分子的偶极运动没有能量损失。在固体材料如塑料 中,偶极运动会成为一个影响因素。这种效率损失的度量就是相对介电系数(通常 称作介电常数)。

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它是一个无量纲的因子,由将塑料材料系统的平行电容除以真空介质中相同系 统的电容而获得。数值越小,此材料作为绝缘体的性能就越好。 耗散因子 ASTM D 150,IEC 250 绝缘材料的介电损失角是当电容器的电介质只包含介电材料时,施加的电压和产 生的电流的相位差与p/2 弧度的差值。电介质能量耗散因数的正切值是损失角的正 切值。 在完美的电介质中,电压与电流的相位恰好相差 90°。由于电介质并不是 100% 的有效,电流相位就以相应比例落后于电压。电流与电压的位相差与 90°的差值 被定义为介电损失角。这个角度的正切值就是损失正切值或能量耗散因数。 对用于高频产品,如雷达设备或微波设备的塑料绝缘体来说,低能量耗散因数是 非常重要的;数值越小意味着介电材料越好。高能量耗散因数对焊接性能很重要。 测量相对介电系数和耗散因数时所用设备相同。测试值受温度,湿度,频率和电 压影响很大。 电弧电阻 ASTM D495 当允许电流通过绝缘体的表面时,这个表面会慢慢被破坏,从而变得可以导 电。电弧电阻用来测量在高电压低电流的电弧中,绝缘表面变得可导电的时间,以 秒计算。或者说,电弧电阻是在特定条件下,当塑料材料的表面处于高电压低电流 电弧时,表面转化为传导通道所需的时间。 雾度与光透射ASTM D 1003 雾度产生于光在材料中的散射,受到分子结构、结晶度或聚合物表面或内部不 纯净的影响。雾度只适于半透明或透明的材料,不适于不透明材料。有时人们认为 雾度是光泽的反义词,即吸收入射光线。然而,雾度测试方法实际上测量的是半透 明材料对光线的吸收、透射和偏向。 试样放在一窄束强光的信道中,使其中一些光通过试样,另一些未受阻挡继续 前进。两部分光线都进入安装了光线探测器的球中。必须确定两个量: 光线的总强度 ,雾度,或偏转角大于 2.5°的入射光线的量 。 根据这两个量可以算出两个值: 雾度,或偏转角大于 2.5°的入射光线的比例 18

常用的塑料测试方法简介 光透射量,或透过试样的入射光线的比例。 光泽 ASTM D 523, DIN 67530 光泽是指表面在某些方向上的反射能力强于其它方向。光泽可以用光泽计测 量。一束强光从试样表面沿一定方向反射,反射光的亮度由光电探测器测出。多数 情况下使用 60°角,更有光泽的材料可以选用 20°角,无光泽的材料选用 85° 角。光泽计用一块光泽值为 100 的黑色玻璃进行校准。塑料的光泽度很低,且受注 塑方法影响很大。 雾度和光泽度

图 22:雾度和光泽度测试 雾度和光泽度测试测量材料反射和透射光线的能力,并将透明和闪亮等性质量 化。但雾度仅适用于透明和半透明的材料,而光泽度可用于任何材料。光泽度和雾 度测试都很精确。但是它们经常用于测量外观,也就是一个很主观化的概念。雾度 和光泽度之间的关系和人们如何鉴定塑料的透明和发亮等级还不确定。

折射系数

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图 23: 折光系数测试 一束光线沿一定角度透过透明试样。光线的偏转--在光线通过试样时由试样 产生--就是折射系数,由sin a除以sin b得到。 密度 ASTM D 792, ISO 1183, DIN 53479 密度是材料在 23°C时单位体积的重量--单位通常为g/cm3 或g/ml。 比重是在 23°C时一定体积的某种材料的重量和同体积的水的重量的比值。密度 可以用ASTM D 792/ISO 1183 中描述的许多种方法测量: 方法A:用于塑料成品的浸入法 方法B:用于粉状、粒状、球状或注塑颗粒的比重计 方法C:用于类似方法A的塑料的滴定法 方法D:用于类似方法A的塑料的密度梯度柱法 密度梯度柱是密度从上到下逐渐增加的液柱。它特别适合测量产品的小试样或 者用于比较各种密度。 吸水率 ASTM D 570, ISO 62 塑料材料会吸收水分,导致尺寸或者绝缘性能、介电损耗、机械强度等性能和外 观发生改变。 确定某种尺寸的塑料试样吸水率的方法是在一定温度下浸入水中一定时间。测量 结果表示为吸收水分的毫克数或者重量增加的百分比。只有不同种类塑料的试样尺 寸和物理状态相同时,其吸水率才可以相比较。 在一定温度下浸入水中一定时间前,试样在 55°C预先干燥 24 小时,冷却至室 温并称重。吸水率测量温度可以为: 23°C:试样在 23°C时放在装有蒸馏水的容器中。24 小时后,擦干试样并称重。

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常用的塑料测试方法简介 100°C:试样浸入沸水中 30 分钟,在 23°C下冷却 15 分钟,然后再称重。 直至饱和:试样在 23°C下浸入直至饱和。 吸水率可以描述为: 吸收水的质量 单位表面积吸收水的质量 吸收水的质量占试样质量的百分比 缩模率 ASTM D 955, ISO 2577 缩模率是指模具的尺寸和其铸出产品的尺寸差。它表示为百分率或者毫米每毫 米。 缩模率的值可以描述为平行于流向(沿流向)和垂直于流向(交叉流向)--玻璃 填充材料的这些值可能相差很大。缩模率可能受其他因素影响:如零件设计、模具 设计、模具温度、注塑压力和循环时间等。 缩模率仅仅是用于材料选择的一般数据,就像简单零件,如拉伸棒或盘的测量 值,不能用于零件或工具设计。 熔流率/熔融体积-流动比 ASTM D 1238, ISO 1133, DIN 53735 熔流率(MFR)或熔融体积-流动比(MVR)测量熔融聚合物在一定温度和压 力情况下流过挤出料筒的流量(见图 14-24)。

图 14-24. 熔流测试

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常用的塑料测试方法简介 挤出塑性仪包含一个垂直气缸,其底部有一个 2mm的管心,顶部有一个可移动 的活塞。材料压入气缸预热几分钟,然后活塞置于熔融聚合物顶部,通过自身重量 将聚合物沿管心压至收集盘。测试时间间隔从 15 秒到 6 分钟,以适应各种塑料不 同的粘性。使用的温度有 220、250 和 300°C,载荷为 1.2、5 和 10Kg。 称量规定时间内挤出的熔体的质量,并换算成 10 分钟内挤出的克数:熔流率表 示为单位时间内的克数。 比如:MFR(220°C /10Kg)=xxg/10min,意味着测试温度为 220°C(428° F)和负荷为 10 千克时的熔体流率。 聚合物的熔流率随剪切率变化而变化。这个测试中的剪切率远远小于正常加工条 件下的剪切率。因此,用这个方法得到的数据可能与实际应用中的性能不符。 熔融粘度 DIN 54811 在毛细管流变仪中,测试塑料熔体的流动性。在恒定的温度下,测试在指定体 积流率下的压力,或者测试指定压力下的体积流率。在熔融粘度测试中,施加的剪 切速率和剪切力都是真实的,其单位是 Pa.s 速度流率,体积流率,熔体粘度与实际的联系 熔融粘度测试,毛细管流变仪与实际挤出加工中的情况基本一致。所以,熔融 粘度测试是比较材料在注塑成型过程中最好的方法。这种方法描述熔体通过喷嘴时 粘度的变化。 体积流率,速度流率测试中,施加在试样上的剪切为低剪切,与实际挤出成型 中螺杆的剪切相差较大。但是它们在实际生产中容易测试,容易控制产品质量,但 是不能代表材料在时间加工中的流动性。

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