塑料性能测试技术.ppt

1 塑料性能测试技术要点 舒文艺 陆先祝扬子巴斯夫苯乙烯系列有限公司技术部2003年7月 2 目录 塑料性能测试的目的 特点和影响因素ISO标准方法介绍重点材料性能介绍 3 塑料性能测试的目的 正确掌握材料的性能 了解使用范围控制产品的质量指导成型加工研究材料结构和性能 4 塑料性能测试的特点 温度效应明显时间效应明显形变速度影响明显测定数据易显分散 1测试应尽量接近生产和使用条件 2正确理解和掌握性能而不曲解和误用 5 塑料性能测试的主要影响因素 试样制备条件试样尺寸 标准试样 试样的状态测试环境温度和湿度标准试验方法 6 试样制备 制品上裁取样条 部位 机械加工 注塑样条 注塑温度 压力 冷却时间 样条内部缺陷 标准试样 7 标准测试样条 8 加工条件对制品性能的影响 9 加工条件对制品性能的影响 10 试样尺寸的影响 标准试样 目的是为了使不同材料的试验结果具有可比性 或使同一材料的测试结果不因尺寸不同而影响它的重复性 消除尺寸因素效应尺寸效应是由试样 1 自身的微观缺陷和 2 微观不同性引起的 一般来说 1 拉伸强度随厚度的增大而减小 2 只有相同厚度的试样并在相同跨度上作冲击试验 结果才能比较 11 试样状态的影响 环境温度的影响环境湿度的影响试验放置时间的影响 例如 1 尼龙的冲击强度随吸水率的加大而增加 2 PMMA随湿度的增加 拉伸强度减小 12 热历史对冲击性能的影响 13 拉伸强度 断裂伸长率与测试温度关系 14 材料 未增强尼龙ISO527拉伸速度 50mm min 在不同测试温度下的拉伸行为曲线 15 塑料的黄色指数与暴露日光时间关系 16 17 18 GB2118 82规定的标准状态条件温度 23 2 C气压 86 106KPa相对湿度 50 5 19 ISO10350和ASTM方法的比较 要点 对于冲击强度 HDT和弯曲性能 ISO和ASTM差别较大 不能通过简单的单位换算来推测 20 ISO测试标准的优点 试验条件更统一 结果可比性更好规定科学合理 全世界范围内适用给使用者提供极大方便 21 ISO测试标准的结果表示单位 熔体流动速率MFR MVR 200 5Kg gorml 10min拉伸强度 GPPS 5mm 10min HIPS50mm min Mpa断裂伸长率 冲击强度 Charpy Izod KJ m2Vicat软化温度 A 50 B 50 热变形温度HDT 1 8MPa 0 45MPa 可燃性 94HB 38mm min 3 2mm试样 76mm min 1 6mm试样 22 熔体流动速率 MI MVR 标准试验条件随材料不同而有所变化测定MI MVR时的剪切速率很低 1 100 s 一般为1 50 s 与实际加工条件距离太远 有时不能正确反映加工性能 注射 1000 10000 s 挤出 100 1000 s 塑料的剪切变稀建议在加工温度范围内测定粘度 剪切速率关系曲线 例子 尽管MI 1 5 薄膜级LDPE随分子量分布变宽 加工性变好 因为非流动性较强 随剪切速率升高 粘度下降快而且易于平稳 23 检验和试验设备 MVR 24 拉伸强度 拉伸时形变 试验截面积缩小 应该以瞬时横截面积来计算 真应力大于拉伸强度了解拉伸曲线 25 拉伸曲线 a b 负荷 伸长曲线 伸长 负荷 屈服点 偏置屈服点 26 拉伸强度曲线 HIPS 27 检验和试验设备 拉伸仪 28 冲击强度 根据试验的受力状态可分为 弯曲冲击 简支梁和悬臂梁冲击 拉伸冲击 扭转冲击 剪切冲击和落锤冲击缺口冲击强度在描述材料的缺口敏感性方面非常有用对冲击性能试验的影响因素很多 试验值只是该材料在试验方法规定条件下的冲击韧性不同的冲击试验结果不能比较 29 冲击试验比较 30 检验和试验设备 铣缺口机 31 检验和试验设备 冲击强度测试仪 32 负荷下的热变形温度 热变形温度是衡量塑料和硬质橡胶耐热性的主要指标之一热变形温度不同于塑料最高使用温度或连续使用温度最高使用温度应根据制品的受力情况及使用要求等因素来确定 建议从动态力学分析 DMA 测得的模量 温度曲线来确定 33 检验和试验设备 VST HDT 34 污物测定 注塑法 35 污物测定 挤出法 36 耐环境应力开裂 定义 模拟化学环境 加速预应力或预应变塑料样条的开裂 样条尺寸 状态和取向温度试验持续时间试验环境 参数 ISO4599 弯曲法单轴恒定应变通过蠕变 应力松弛确定指标性质 例如 断裂伸长率 相对寿命预测 Bosch Steinle 试验 ISO6252 恒定应力 应变方法单轴恒定载荷 蠕变独立在材料取向方向 施加载荷确定开裂时间使直接预测寿命成为可能 37 弯曲形变测试方法 ISO4599 化学品蒸汽 38 恒定应力 应变试验 ISO6252 39 CAD和CAE所需的性能数据 反映工作条件的各种温度和应变速率的等温应力 应变