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塑料材料测试方法培训 1 塑料的特性 塑料的密度小 减轻了汽车重量和能源消耗塑料材料的易加工性 挤出 注塑 吹塑 压延 模压 降低了汽车生产成本比强度高 耐磨 抗腐蚀性绝缘性好 能耗低及噪音小等许多优点 主要品种有 PP PVC PU及苯乙烯类 ABS PS SAN SMA 所以汽车上使用塑料的量逐渐增加 2 塑料的分类 塑料按使用特性分类可分成 通用塑料和工程塑料通用塑料 指产量大 用途广 成型好 价格便宜的塑料 如聚丙烯 PP 聚乙烯 PE 聚氯乙稀 PVC 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 ABS 等工程塑料 指能承受一定外力作用 具有良好的机械性能和耐高低温性能 尺寸稳定性较好 可以用作工程结构的塑料 又分为通用工程塑料和特种工程塑料 按照使用温度分 一般使用温度在150 以下为通用工程塑料 一般为100 150 超过150 为特种工程塑料 特种工程塑料又分为150一250 类 含通用工程塑料的复合物在内 和250 以上类 使用温度越高 则价格也随之提高 3 通用工程塑料 聚酰胺 PA 聚甲醛 POM 聚碳酸酯 PC 改性聚苯醚 PPO 也有缩写为PPE的 聚酯 PBT和PET 等五种 特种工程塑料 如聚苯硫醚 PPS 聚四氟乙烯 PTFE 聚砜 PSF 聚醚砜 PESF 聚醚醚酮 PEEK 等 4 塑料材料实验室常规测试项目 密度熔体流动速率燃烧残余球压痕硬度 洛氏硬度 邵氏硬度冲击性能 各种温度 拉伸性能 各种温度 弯曲性能 各种温度 热变形温度 维卡软化点温度水平 垂直燃烧性能氧指数氙灯紫外老化试验 热氧老化试验光泽度 耐划痕试验冷凝散发 气味试验收缩率电阻率 5 塑料密度的测定 密度的测试方法 浸渍法 比重瓶法 浮沉法 密度梯度法 密度计法密度的测试标准 GB T1033ISO1183DIN53479ASTMD792 6 塑料熔体流动速率的测定 塑料熔体流动速率 MFR 又称熔融指数 定义 热塑性材料在一定的温度和压力下 熔体每10min通过规定的标准口模的质量 单位为g 10min 取样方式 粒料 标准口模 2 095 0 005mm 1 180 0 010mm熔体流动速率的测试方法 GB T3682ISO1133DIN53735ASTMD1238试验装置 7 试验条件对应表 8 燃烧残余 灰分 的测定 定义 试样经灼烧后剩余的无机残渣 用质量百分比表示 试验装置 马弗炉常用的测试方法为 直接煅烧法测试方法 GB T9345ISO3451DINEN60ASTMD2584温度设置时间设置 9 球压痕硬度的测定 定义 以规定直径的钢球在试验负荷作用下垂直压入试样表面 经过一规定的时间后 以单位压痕面积所承受的压力表示该试样的硬度 对于较硬塑料硬度值测定多数使用该方法 压头直径 5mm球压痕硬度的测试方法 GB T3398ISO2039 1DIN53456试样厚度必须大于4mm试样尺寸 如 50 4mm试验装置 10 洛氏硬度的测定 定义 用规定的压头对试样先施加初试验力 接着再施加主试验力 然后卸除主试验力 只保留初试验力 用前后两次初试验力作用下压头压入试样的深度差经计算得出的值表示 标尺 使用于塑料的洛氏硬度计有M L R三种标尺洛氏硬度的测试方法 GB T9342ISO2039 2ASTMD785试验装置 11 邵氏硬度的测定 邵氏硬度又称肖氏硬度 邵氏硬度的测试标准读数时间 15s 如果要求瞬间读数 则读数时间为1s 硬度计的测量范围在20 90之间 如果超过范围 应更换表头 如果试样厚度不够 可以多层叠合 但不能超过三层 12 邵氏硬度的测定 10N2 5N37 5N 13 冲击性能的测定 冲击性能试验是在冲击负荷作用下测定材料的冲击强度 而冲击强度是用来评价材料抵抗冲击的能力或判断材料的脆性或韧性程度 常温冲击 低温冲击简支梁冲击 悬臂梁冲击冲击强度 试样在冲击破坏过程中所吸收的能量与试样原始横截面积之比 试验装置 摆锤 1J 4J 14 简支梁 Charpy 冲击 简支梁冲击 无缺口试样简支梁冲击强度 无缺口试样在冲击负荷作用下 破坏时吸收的冲击能量与试样的原始横截面积之比 缺口试样简支梁冲击强度 缺口试样在冲击负荷作用下 破坏时吸收的冲击能量与试样的原始横截面积之比 单位 kJ m2 15 GB T1043Charpy冲击试验 GB T1043无缺口试样缺口类型 A B C 16 ISO179 1冲击试验 ISO179 1无缺口试样缺口类型 17 ISO179 1冲击试验 标准中经常会出现ISO179 1 1eA试样类型冲击方向缺口类型冲击方向 edgewise flatwise 18 DIN53453冲击试验 DIN53453无缺口标准试样1Standardbar 120 15 10mm2Smallstandardbar 50 6 4mmDIN53453缺口准试样1Standardbarwithnotch 120 15 10 2 3 mm2Smallstandardbarwithnotch 50 6 4 2 3 mm 19 悬臂梁 IZOD 冲击 悬臂梁冲击 20 GB T1843悬臂梁冲击试验 标准中经常出现GB1843 1AR试样类型缺口类型冲击方向试样类型 无缺口 缺口1 80 10 4mm 80 8 4mm2 63 5 12 7 12 7mm 63 5 10 16 12 7mm3 63 5 12 7 6 4mm 63 5 10 16 6 4mm4 63 5 12 7 3 2mm 63 5 10 16 3 2mm缺口类型 A B 与简支梁缺口A B型相同 21 ISO180悬臂梁冲击试验 标准中经常出现ISO180 U缺口类型缺口类型 U 无缺口A 同GBB 同GB标准试样 无缺口 缺口80 10 4mm 80 8 4mm单位 kJ m2 22 ASTMD256悬臂梁冲击 标准试样 无缺口 缺口63 5 12 7 3 2mm 63 5 10 16 3 2mm缺口类型 同GB A型缺口单位 J m 落球冲击 23 弯曲拉伸试验装置 24 拉伸性能的测定 拉伸应力 应变曲线图 25 GB T1040标准试样 双铲型 哑铃型 8字型 长条形I型试样 双铲型 如170 10 4mm 26 II型试样 哑铃型 GB T1040标准试样 27 ISO527 2标准试样 ISO527 2 Testconditionsformouldingandextrusionplastics材料标准中经常会出现 ISO527 2 1A 50试样类型拉伸速率 mm min 28 ISO527 2标准试样 1A 1B型试样 29 ISO527 2标准试样 1BA 1BB型试样 30 ISO527 2标准试样 5A 5B型试样 31 DIN53455 53504标准试样 DIN标准中经常会出现DIN53455 3 5标准编号拉伸速率 mm min试样类型DIN标准试样 75 4 2mm与ISO527 2中的5A型试样一样DIN已经改版为DINENISO 32 ASTMD638标准试样 ASTMD638标准试样常用I型试样 如170 12 7 3 2mm 33 常用拉伸试样尺寸 34 拉伸性能测定的试验速率 试验速率的选择 试验速度应为使试样能在0 5 5min试验时间内断裂的最低速度 35 弯曲性能的测定 日常弯曲试验为三点式加载法 36 GB T9341及ISO178弯曲试验 标准试样 80 2 10 0 0 2 4 0 0 2 mm跨距 Lv 16 1 h从样件上切取样条 若样件原厚 4mm时 单面加工到标准厚度 测试时 未加工面与两个支座接触 中心压头把力施加到加工面上 若样件原厚 4mm时 试样长度和厚度之比必须满足l h 20 1 37 GB T9341及ISO178弯曲试验 试验速率 厚度在1mm至3 5mm之间的试样 用最低速率 Sr 应变速率 1 minL 跨距 mmh 试样厚度 mm 38 DIN53452弯曲试验 DIN53452标准试样 80 5 0 10 0 6 4 0 2 mm跨距 Lv 16 1 h从样件上切取样条 a l h 20 为避免很厚或层压材料试样产生层间滑移断裂 跨距Lv h可以 18 长度l 1 25Lv 可硬化的模塑材料可以采用Lv h 10 120 15 10mm b 39 ASTMD790弯曲试验 ASTMD790标准试样 127mm 12 7mm 3 2mm跨距 Lv 16 1 h从样件上切取试样 1 样件厚度 3 2mm时 试样的宽度 Lv 4 2 1 6mm 样件厚度 3 2mm时 试样的宽度 12 7mm 试样的长度只要使试样放在跨距支座上 两边各超过10 即可 但不能 6 4mm 3 样件厚度 1 6mm 试样的宽度 12 7mm 长度 50 8mm 跨距选25 4mm 40 热变形温度的测定 方法原理 把一定尺寸的试样放在规定跨距的支座上 在两支座中点处施加规定的负荷 形成三点式简支梁静弯曲 负荷力大小必须使试样形成指定大小的表面弯曲应力 将受荷的试样放入升温速率为120 h的油浴中 当试样中点的变形量达到规定值时 读取其温度 即负荷热变形温度 热变形装置局部图 试验数量 2 41 热变形温度测试方法 42 GB ISO试样高度与相应变形量对照表 43 维卡软化点温度的测定 定义 在规定条件下刺入试样1mm时的温度 VICAT试验装置局部图 测试方法 GB T1633ISO306DIN53460A50 升温速率为50 h 负荷为1kg A120 升温速率为120 h 负荷为1kg B50 升温速率为50 h 负荷为5kg B120 升温速率为120 h 负荷为5kg 44 维卡软化温度的测定 试样尺寸 10 10 3 6 4 mm试验数量 3从成品样件上切取样条 1 厚度 6 4mm时 可以单面加工至标准厚度 试验时加工面朝下 2 厚度 3mm时 可以多层叠合来测 但层数不能超过3层 45 水平燃烧性能的测定 方法原理 水平或垂直地夹住试样一端 对试样自由端施加规定的气体火焰 通过测量线性燃烧速度 水平法 或有焰燃烧及无焰燃烧时间 垂直法 等来评价试样的燃烧性能 本生灯法 小能量 火焰高度20 25mm 中能量 火焰高度125mm GB8410火焰高度38mm 测试方法 UL94GB8410GB T2408 46 GB8410水平燃烧测试方法 47 试样尺寸 试验方法简述技术要求 48 UL94水平燃烧性能测试方法 标准试样 试样方法 1 三种厚度的试样各准备3个 在恒温恒湿实验室放置48h 2 在试样25mm及100mm处划线做记号 3 用夹具夹紧远离第一标线的一端 使试样长轴呈水平方向 其横截面轴线与水平方向成45 4 用20mm高的蓝色火焰燃烧试样未固定端30s然后移开 测定火焰前缘燃烧至2个记号之间所用的时间 计算出燃烧速率 判定HB 3 0 13mm厚度的试样燃烧速率 40mm min 小于3mm厚度的试样燃烧速率 75mm min 火焰在接近100mm记号前终止燃烧 49 UL94V 0 V 1 V 2燃烧试验 标准试样 GB T2408试验方法 1 三种厚度试样各准备10个 分为2组 一组在恒温恒湿实验室放置48h 另一组在70 下放置7天 2 试样以长轴垂直地面方式上端固定 下端距离本生灯10mm 3 燃烧试片下端中心10s 然后移开 若试片在30s内停止燃烧 则再次燃烧10s 记录下第一次点燃后试样的有焰燃烧时间t1及第二次点燃后试样的有焰燃烧时间t2和无焰燃烧时间t3 50 UL94V 0 V 1 V 2级判定 51 UL945VA 5VB燃烧试验 标准试样 样条 127mm 5 12 7mm 0 5 3 2mm 1 8 样板 152 4mm 6 152 4mm 6 3 2mm 1 8 样条试验方法 1 准备10根样条 分为2组 一组在恒温恒湿实验室放置48h 另一组在70 下放置7天 2 试样以长轴垂直地面方式上端固定 3 调节本生灯火焰高度为125mm 与垂直方向呈20 角 并使兰色火焰的顶端接触样条的底端 燃烧样条5s 再移开火焰5s 重复此操作5次 记录下每次样条的燃烧时间 t1 t2 t3 t4 t5样板试验方法 1 同样条试验步骤1 2 样板以水平方式固定 3 同样条试验步骤3 火焰燃烧样板地面 52 UL945VA 5VB级判定 53 塑料氧指数的测定 定义 在规定的试验条件下 刚好能维持材料燃烧的通入的氮氧混合气中以体积百分数表示的最低氧浓度 装置图 54 氙灯和紫外老化试验 实验室光源曝露试验方法是采用模拟和强化大气环境中主要因素的一种人工加速老化试验方法 实验室光源 氙弧灯 碳弧灯 荧光紫外灯 试验装置 氙灯老化仪和紫外试验箱 测试方法 FIAT50451FIAT50451 01光照试验的参数 黑板温度BST BPT箱体温度相对湿度辐照度 辐照量 55 氙灯老化仪 56 热氧老化性能试验 原理方法 将塑料试样置于给定条件 温度