塑料不同测试标准性能测试ppt课件.ppt

塑料性能参数与测试标准 1 涉及的测试标准 ISO标准 IEC标准 ASTM标准 2 ASTM标准 AmericanSocietyofTestingMeterials 美国材料实验协会 标准ASTM标准分成六种类型 标准测试方法标准规范标准惯例标准术语标准指南标准分类代号D 石油产品 燃料 塑料 3 ISO标准 InternationalOrganizationforStandardization 国际标准 ISO9001是ISO9000族标准所包括的一组质量管理体系核心标准之一 ISO9001质量标准体系认证特点 认证的对象是供方的质量体系认证的依据是质量保证标准认证机构是第三方质量体系评价机构认证获准的标识是注册和发给证书认证时企业自主行为监督检查每年一次 三年复评一次 4 IEC标准 InternationElectrotechnicalCommission 国际电工委员会标准 1976年协议 ISO与IEC法律上是独立的组织 IEC负责电工 电子领域的标准 其它由ISO负责 5 工程塑料的主要性能 化学性能 机械性能 物理性能 热性能 阻燃性能 电性能 其他性能 6 物理性能 比重 收缩率 含水率 吸水率 硬度 7 比重 塑料的比重即塑料的密度 单位为g cm3 常用的两种方法 浸渍法 成型塑料 比重瓶法 粉料 粒料 塑料的比重大小 会直接影响到产品的重量以及成本 同样重量的产品 如果原料比重越小 每公斤原料可以产出更多的产品 反而 原本比重越大 产出的产品数量会更少 物理性能 标准 ASTMD792 ISO1183 3 8 常见塑料的比重 物理性能 9 标准 ASTMD570ISO62样品规格 1 圆片 直径50mm 厚度4mm2 方片 60mm 60mm 1mm3 条形 76 2mm 25 4mm 3 2mm方法 把样品放到干燥箱干燥 条件50度 24小时 移至干燥器中冷却到室温 取出后测试每个样品的重量M1 将试片浸入温度为23度的蒸馏水中 浸泡24小时后 将其取出用滤纸除去表面水分 在取出后的1分钟内再次称量每个样品的重量M2 吸水率 M2 M1 M1 100 吸水率 物理性能 10 物理性能 测试项目 23 24Hr 一般见于ASTM标准 23 饱和23 50 RH 平衡 一般见于ISO标准 工程塑料吸水率 23 24Hr 11 吸水率对性能影响 弯曲强度 拉伸强度随吸水率增大而下降 缺口冲击强度随吸水率增大而提高 其中 弯曲强度随吸水率的变化最大 缺口冲击强度次之 拉伸强度变化最小 12 收缩率 塑料的收缩率是指塑料制件在成型温度下尺寸与从模具中取出冷却至室温后尺寸之差的百分比 即以23 50 RH下放置24小时 测量出的相应塑件尺寸之差百分比 S D M D 100 D 模具型腔尺寸M 塑件尺寸 物理性能 13 塑料的流向不同 收缩率也不同 一般流动方向的收缩率小于横向方向的 如 结晶也会使体积进一步减小 所以结晶性材料的收缩率较大 如 收缩率对产品的设计很重要 尤其是对尺寸精度要求高的产品 材料收缩的预判可避免产品凹陷和翘曲 14 洛氏硬度 D785 以规定直径的钢球压头 先用初载荷压入试样 继而增至主载荷 然后恢复至初载荷 造成的压痕深度增量作为材料硬度 称为洛氏硬度 以符号HR表示 e 初载荷增至主载荷再返回初载荷的压痕深度增量 mm c 常数 0 002mmK 常数 130 工程塑料一般用R M标尺 不同标尺不能转换 但有对应表 15 常用工程塑料的洛氏硬度表 塑料加20 玻纤的洛氏硬度表 16 机械性能 拉伸强度 断裂伸长率 弯曲强度 弯曲模量 冲击强度 17 是指材料产生最大均匀塑性变形的应力 在拉伸验过程中 试样直至断裂为止所受的最大拉伸应力即为拉伸强度 其结果以MPa表示 拉伸强度的计算 at p b d at为拉伸强度 p为最大负荷 N b为试样宽度 mm d为试样厚度 mm 机械性能 拉伸强度 18 常用工程塑料的拉伸强度 塑料加20 玻纤的拉伸强度 塑料加入玻纤后强度显著增大 19 断裂伸长率 在拉伸试验过程中 试样直至断裂为止 标距伸长的距离百分比 结果以 表示 常用工程塑料的断裂伸长率 塑料加入玻纤后断裂伸长率骤降 一般降到2 5 20 弯曲强度 是指材料在弯曲负荷作用下破裂或达到规定挠度时所承受的最大应力 其结果以MPa表示 弯曲模量 又称挠曲模量 材料在弹性极限内抵抗弯曲变形的能力 单位MPa 模量 应力 应变 机械性能 21 常用工程塑料的弯曲强度 塑料加入20 玻纤的弯曲强度 塑料加入玻纤后强度显著增大 22 冲击强度 用于评价材料的抗冲击能力或者判断材料的脆性和韧性程度 因此冲击强度也称为冲击韧性 冲击强度是试样在冲击破坏过程中所吸收的能量与原始横截面积之比 冲击强度根据试验设备不同 可分为简支梁冲击强度和悬臂梁冲击强度 机械性能 23 冲击强度 24 V形缺口剩余宽度 10 16mm 根据材料韧性不同 选择不同的能量摆锤 如1J 2 75J 5J等 根据试样的断裂方式 可分为完全断裂 C 部分铰链断裂 P 不断裂 NB 机械性能 25 样条削口机 机械性能 26 机械性能 常用工程塑料的冲击强度 悬臂梁 工程塑料加入20 玻纤的冲击强度 悬臂梁 27 电性能 相对漏电起痕指数 体积电阻率 表面电阻率 介电强度 介电常数 28 相对漏电起痕指数 CTI 漏电起痕试验就是模拟对绝缘材料进行的一种破坏性试验 用以测试和评定在规定的电压下 绝缘体在电场和含杂质水的作用时的相对漏电起痕性 适用于电工电子产品 家用电器 如继电器插座 转换开关盖等 CTI是指材料表面滴下浓度为0 1 氯化铵溶液后 能引起材料起痕的电压 电性能 29 电性能 30 相对介电常数 介质在外加电场时会感应电荷而削弱电场 原外加电场 真空中 与最终介质电场比值即为介电常数 如果有高相对介电常数的材料放进电场 场的强度会在电介质内有可观的下降 介电常数与所加的电场频率有关 一般有50Hz 1KHz 相对介电常数越小 材料的绝缘性越好 电性能 31 体积电阻率 体积电阻率 是材料每单位立方体积的电阻 该试验可以按如下方法进行 将材料在500伏特电压下保持1分钟 并测量所产生的电流 体积电阻率越高 材料用做电绝缘部件的效能就越高 单位 cm 介电强度 耐电强度 是材料抗高电压而不产生介电击穿能力的量度 将试样放置在电极之间 并通过一系列的步骤升高所施加的电压直到发生介电击穿 以此测量介电强度 尽管所得的结果是以kv mm为单位的 英制单位为 V mil V 0 0254mm 39 37V mm 但并不表明与试样的厚度无关 因此 只有在试样厚度相同的条件下得到各种材料的数据才有可比性 物质的介电强度越大 它作为绝缘体的质量越好 32 表面电阻率 是指表示物体表面形成的使电荷移动或电流流动难易程度的物理量 平行于通过材料表面上电流方向的电位梯度与表面单位宽度上的电流之比 用欧姆表示 原理 在固体材料平面上放两个长为L 距离为d的平行电极 则两电极间的材料表面电阻Rs与d成正比 与L成反比 可用下式表达 式中的比例系数 s称作表面电阻率 它与材料的表面性质有关 并随周围气体介质的温度 相对湿度等因素有很大变化 单位用 欧 表示 33 热性能 热变形温度 熔融指数 球压测试 灼热丝测试 线膨胀系数 34 热变形温度 HDT 对高分子材料或聚合物施加一定的负荷 以一定的速度升温 当达到规定形变时所对应的温度 是衡量聚合物或高分子材料耐热性优劣的一种量度 仪器 伺服式热变形试验机 热性能 35 热性能 36 测试条件 热性能 37 常见工程塑料的热变形温度 热性能 38 熔融指数 MI 测试熔体流动速率为热塑性塑料在一定的温度和压力下 熔体每10min通过规定的标准口模 直径2 1mm 的质量 单位g 10min 由于塑料具有吸湿性 所以测试MI前 塑料必须按照材料的标准干燥条件进行干燥 热性能 39 常见塑料的MI测试条件 热性能 40 球压测试 方法 用20N的力 将一直径为5mm的钢球压在试样表面上 置于指定的温度中1小时 取出后10秒内浸入室温水 6min后测试其表面的压痕直径 压痕直径不超过2mm表示通过该温度的球压测试 检验要求 1 试样的压痕直径不大于2mm 2 试样外观及结构无变形等异常 热性能 41 灼热丝测试本方法是模拟在故障或者过载条件下 灼热元件或过载电阻之类的热源或点火源在短时间所造成的热应力 用于评定产品的着火危险性 标准 IEC695 2 1样品规格 长度 60mm宽度 60mm厚度 3 0 0 2mm 或指定厚度 常用厚度为0 8mm 1 6mm 6 0mm 热性能 42 灼热丝起燃温度GWIT 将连续三次试验均未引起试验样品起燃 起燃是指有2秒以上的可见火焰且未引起脱脂棉燃烧 的灼热丝顶部最高温度加25 的试验温度记录为GWIT 如记录结果 GWIT725 3 0 意思指700 样品不起燃 725 样品不起燃 灼热丝可燃指数 GWFI 试验样品如果满足下面两种情形 则认为经受住本试验 a 灼热丝移开30s内试验样品的火焰或灼热丝熄灭 且b 置于试验样品下方铺底层的脱脂棉未起燃 所要确定的灼GWFI就是连续三次试验均满足条件a 和b 的最高试验温度 热性能 43 线膨胀系数 线膨胀系数是指温度升高1摄氏度时 每一厘米的塑料伸长的厘米数 塑料的线膨胀系数一般是钢材的十倍左右 单位 cm cm 尼龙的线膨胀系数一般为 000014 0 000016cm cm 44 燃烧性能 UL94垂直燃烧试验 HB水平燃烧试验 45 UL 94垂直燃烧测试仪器 UL燃烧仪原理 本方法是模拟电子电工产品周围环境发生着火的早期情况 用模拟技术评定塑料材料的着火危险性 此方法是将试样垂直放置 以恒定大小的火焰对其进行灼烧 由试样燃烧情况 是否自熄 滴落等 及对易燃物的引燃能力来确认其阻燃等级 根据其阻燃能力的大小 可具体分为UL94 V0 V1 V2 46 试样规格 长125 5mm 宽13 0 0 5mm 厚度不大于13mm 通常采用的厚度为3 2mm 1 6mm 0 8mm或0 4mm 作业方法 1 火焰要求 火焰蓝色 高度20mm 内焰10mm 2 将本生灯放置在试样的正下方 喷嘴距试样下端10mm 灼烧10秒后将本生灯以大约300mm sec的速度移开距试样大约150mm处 记录本生灯移开后火焰的持续时间T1 3 若试样上的火焰熄灭 则再次用本生灯对试样进行灼烧 方法同2 记录第二次火焰持续时间T2 若明火熄灭后试样上还有阴燃的火星 记录其持续时间T3 4 试验中若发生试样收缩 卷曲 变形等现象 应随时调整本生灯的位置以保持喷嘴位于试样的正下方10mm 如果试样在灼烧过程中发生熔融滴落现象 则可以将本生灯倾斜45 放置 但同样须保证喷嘴与试样底部的距离为10mm 热性能 47 阻燃等级判定 测试结果T1 T2或T3不在此UL94 V0阻燃等级评定的 判定为HB 热性能 48 水平燃烧试验 标准 GB T5169 16 2008样条规格 125 12 5 0 8mm 或指定厚度 样品预处理 23 2 50 5 湿度48小时方法 1 火焰高度20mm 施加火焰时间30s或者施加到火焰达到25mm标记线为止 2 火焰记录由25mm至100mm标记线之间的燃烧时间 3 在根据燃烧时间 计算试样的线性燃烧速率 V 60L t 4 根据燃烧速率进行判断 如HB HB40 HB75 25mm标记线 100mm标记线 热性能 49 评定标准 HB 1 无燃烧 2 有燃烧 但未通过100mm标记线 3 超过100mm标记线 但V 40mm min 厚度3 0 13mm V 75mm min 厚度 3 0 HB40 1 无燃烧 2 有燃烧 但未通过100mm标记线 3 超过100mm标记线 但V 40mm minHB75 1 无燃烧 2 有燃烧 但未通过100mm标记线 3 超过100mm标记线 但V