塑料检测.doc

塑料的密度 固体塑料的密度是一种便于测量的性能.对探索物理变化的发生、显示试样的均匀性非常重要。ASTMD150532给出了密度测量方法，它是测量试样沉入液柱（液柱表示密度梯度）的深度，与已知密度的标准比较。 折射率和黄度指数 折射率测试对控制透明塑料薄膜的纯度和组分非常有用，用折射仪测试(ASTMD54233),结果通常有四位有效数字。对于均相、非荧光、近乎无色透明的和/或近乎白色半透明至不透明塑料薄膜.建议用黄度指数测试测量黄度或其变化程度。对于相干红外能量源C来说，黄度是主要波长在570580nm内的白度相对于氧化镁的色度偏差。在测试中，用HardyGE分光光度计或类似装置采集数据。将黄度指数的变化作为测量分解(受热、光或其他条件作用）的一种手段，已经证明是塑料薄膜的一种非常有用的参数。 透明度 薄膜的透明度用其在可见光区透射光的能力来衡量。薄膜和片材规律性透射率（未漫射的透射通量与入射通量之比）可以按ASTMD174634测试。 耐化学品性 塑料薄膜可能会处于各种化学品和腐蚀性条件中，应测试其对它们的抵抗能力。ASTMD54335给出了所有品种塑料薄膜的通用测试方法，包括质量、尺寸、外观和强度性能的变化。如测试所示，试剂种类和浓度的选择、浸入时间和 温度全都是任意的，这也是ASTMD543的主要局限性。 雾度和透光率 通过薄膜看时，其散射的光会产生雾状或烟状视场。雾度是不透明材料的雾状或不透明外观，是试样内或其表面散射的光造成的。ASTMD100336为测量透明塑料薄膜特定的光透过性和光散射性提供了测试方法，测试用的是雾度仪或光谱仪37。为雾度成因提供了非常有用的诊断数据。 在测试中，测量入射光强度（I1)、试样透射的光总量（I2)、仪器散射的光(I3)以及仪器和试样散射的光（I4)。根据这些数据，总的透光率（Tt)按Tt=I2/I1计算；漫射透过率（Td)根据式（12.1)计算： Td=I4-I3（I2/I1）/I1(12.1) 根据上述数据计算出雾度值： 雾度=(Td/Tt)100(12.2) 雾度值大于30%的材料被认为是漫射，应当测试。 着火点、燃烧特征速率和氧指数 大多数塑料薄膜都是可燃的，有三种不同的ASTM方法测试着火点和燃烧速率特性，测量引燃所需的氧，即氧指数（OI)。ASTMD63538给出了小型测试室筛析步骤，比较燃烧器在水平位置测试有衬塑料薄膜的相对燃烧速率。 ASTMD192939给出了用热空气点燃炉测量塑料的自燃温度（通过试样周围的空气的最低初始温度，没有着火源时，试样自热导致着火的温度）和骤燃温度(通过试样周围的空气的最低初始温度，即大量可燃性气体被少量外来火焰引燃时的温度）。氧指数测试（ASTMD286340)就是测试塑料薄膜自立式烛样燃烧时的最低氧气浓度。 静态和动态摩擦系数 薄膜表面的摩擦性能对薄膜在包装机器上的性能和袋的码放性能有很大作用。常将滑爽剂加到薄膜中改善其摩擦行为。但含助剂的薄膜在助剂向其表面扩散时常常要花很长时间才能充分发挥其性能，所以薄膜生产出来后必须慎重选择时间进行测试。ASTMD18949541给出了特定测试条件下薄膜和其他物质之间相对滑动时塑料薄膜和片材的起始和滑动摩擦系数的测量测试可以使用静止的滑板与运动的平滑薄膜，或者是运动的滑板与静止的平滑薄膜。静态或启动摩擦系数(s)与表面彼此开始相互滑动的力有关。动态或滑动摩擦系数（k)与保持这一运动所需的力有关。 薄膜或片材试样在其本身或在另一种物质上滑动时，也可以测量其摩擦性能。摩擦系数与塑料薄膜的滑爽性有关，滑爽性在包装薄膜中广受关注。这种方法得到薄膜生产控制用的经验数据。例如，滑爽性是塑料薄膜如聚乙烯中的助剂产生的。助剂与薄膜基材的相容性不同，有些助剂起霜或渗到薄膜表面上，润滑薄膜，使其更滑爽。薄膜表面上各处起霜不总是均匀，所以测试得到的值的重复性受到限制。此外，一些滑爽剂的起霜与时间有关。因此，有时比较不同时间生产的薄膜或片材的滑爽性和摩擦性能毫无意义，除非这种方法就是设计用于研究这种效果的。 由于各向异性或挤出作用，塑料薄膜（厚度小于0.245mm)和片材（厚度大于0.245mm)在其各自的主要方向上会表现出不同的摩擦性能。所测试样的长尺寸可以在纵向（机器方向），也可以在横向，但比较普遍的是测试试样平行于机器方向的长尺寸方向。被测试样的表面一定不能有灰尘、棉花绒、指痕或者是任何可能改变试样表面性能的外来杂质。静态和动态摩擦系数（分别为S和k)按下式计算： s=As/B(12.3) k=Ak/B(12.4) 式中As运动刚开始时的初始比例尺读数，g; Ak在薄膜表面均匀滑动过程中得到的平均比例尺读数，g； B滑板质量，g。 塑料薄膜和固体塑料的镜面光泽 ASTMD24579042给出了透明和不透明塑料薄膜光泽的测量。镜面光泽是镜面方向上试样的相对光反射率。镜面光泽主要用来测量薄膜表面的光泽外观。光泽值的精确比较只有在其指的是相同的测量步骤和同样的通用材料时才有意义。尤其是，透明薄膜的光泽值不应与不透明薄膜比较，反之亦然。 光泽是一种复杂的表面性能，任何单一数字都不可能将其完全测量出来。镜面光泽一般随表面光滑度和平整度变化。所用仪器包括产生入射光束的白炽光源、固定试样表面的装置和接收试样反射所需的锥形射线接收器。接收器是一种光敏性装置，对可见光辐射敏感。接收器测量机构给出数值读数，读数与通过接收器场阑的光通量成正比，在满量程的1%内。 试样表面应该有良好的平面度，因为表面的翘曲、波度或弯曲都会严重影响测试结果。机器印痕方向或类似纹理效果都应该平行于两条光束轴的平面。表面测试区一定要没有灰尘、未受磨损。光泽的主要成因是表面的反射，因此，从物 理上或化学上改变表面的任何东西都有可能影响光泽。 pe和pp薄膜的湿润张力 ASTMD25789443将逐渐增加表面张力的甲酰胺和溶纤剂（乙二醇-乙醚）的系列混合物滴在聚乙烯或聚丙烯薄膜表面上，直到混合物刚好将薄膜表面湿润为止。PE或PP薄膜表面的湿润张力将与这种特殊混合物的表面张力近似。PE和PP薄膜对油墨、涂料、黏合剂等的保持能力主要取决于其表面性能，第8章提到的表面处理技术都可以提高其保持能力。研究发现，有空气时，同样的处理技术可以提高PE或PP薄膜表面与甲酰胺和乙基溶纤剂混合物接触时的湿润张力。因此，有可能将PE或PP表面的湿润张力与其接受、保持油墨、涂料和黏合剂等的能力关联起来。根据经验，所测量的特定薄膜表面的湿润张力只与可接受的油墨、涂层和黏合剂的滞留量有关。 湿润张力本身不是一种完全可靠的油墨、涂料滞留量或黏结力测量方法。研究发现，通常情况下，3.510-2N/m或更高的湿润张力揭示了PE基管状薄膜和商用曲面印刷术通常可以接受的处理程度。 ASTMD2578-94给出的表表示出了所测得的PE和PP薄膜的湿润张力与乙基溶纤剂和甲酰胺混合物浓度的关系。 需要注意的是，只有在溶液保持液膜完好无损至少2s时，才能认为溶液湿润了试样.而且应该读取液膜中心处的数据。液膜周边收缩并不表示薄膜没有湿润。液膜在2s内破裂成不连续的液滴时才表示薄膜缺少湿润。薄膜表面上放太多的液体会使周边严重收缩。 塑料薄膜的无约束线性热收缩率 无约束线性热收缩率表示为原始尺寸的百分数，是“高温时没有约束限制收缩处线性尺寸产生不可回复的减小”。在加工过程中，出现的内应力可能会锁在薄膜内，通过后来的适当加热，会释放出来。发生热收缩时的温度主要与所用的加工工艺有关，也有可能与基础树脂中的相转变有关，热收缩值随温度变化。可以用ASTMD2732测试方法44表征某种工艺生产的材料的热收缩性。无约束线性热收缩率用下列公式计算：无约束线性热收缩率(Lo-Lf/Lo)*100Lo试样边原有长度（1OOmm)；Lf收缩后边的长度。 收缩张力和取向消除应力 ASTMD283845测量的是完全被约束试样的最大力和试样受约束前在选定温度下在液槽中收缩一预定值时的最大力。得到的结果对收缩缠绕薄膜和收缩缠绕包装设计尤为重要、有用。 刚性 刚性影响塑料的机械加工性，主要取决于材料的劲度和厚度以及静电、摩擦等因素。ASTMD292346专门用于测试聚烯烃薄膜和片材的刚性。在测试中，测量试样的抗挠曲性（用固定在试样一端的应变仪测量），用连在应变仪上的微安表校准；直接读出刚性，单位为试样宽度上单位厘米上的克数。 平行板法测粘连力 粘连（不希望的黏结）是塑料薄膜的一个问题，是在加工和/或仓储过程中产生的，在薄膜接触层之间紧密接触、层间几乎完全没有空气时发生，是温度和/或压力升高所致。ASTMD335447提供的标准测试方法模拟一些最终应用中分开粘连薄膜的操作。分离粘连试样（五组试样，每一组都切成1OOmm180mm)所需的力（单位为g)，用一套梁式平衡装置测量（类似于分析天平）。 一般来说，测试步骤如下：将粘连试样的一片固定到铝块上，铝块悬在平衡梁的一端，而平衡梁的另一端固定到另一个铝块上，铝块紧固到梁底座上。然后将(9010)g/m的砝码加到梁的另一侧，直到粘连薄膜完全分开（或直到薄膜分开1.905cm)。薄膜与薄膜之间的黏结力用克表示，测试的最大载荷限制在200g。13CNMR鉴别LLDPE的组分 乙烯共聚物塑料薄膜的使用性能取决于短支链的数量和种类。ASTMD501748可以测出、鉴别出含丙烯、1-丁烯、1-辛烯和4-甲基-1-戊烯的乙烯共聚物的短支链的数量和种类。测试时将聚合物试样（约1.2g)分散在一种溶剂(1.5mL)和一种氘化溶剂（1.3mL)中，放入一根1Omm长的核磁共振(NMR)管，通常采用场强度至少为2.35T的13C脉冲傅里叶变换用13CNMR光谱仪在高温下进行分析。在每种化学结构不同的碳原子响应相同时，记录谱图。不同共聚单体中碳的积分响应用于计算共聚物的组分。 结果表示为烯烃摩尔百分含量和/或每1000个碳原子链上的支链。 蠕变和蠕变破坏 蠕变是应力恒定时一段时间内增加的应变，表示为伸长百分数（百分蠕变应变）。实际应用中蠕变重要是因为需要：(a)测量过量变形的极限值；（b)要掌握蠕变破坏。这两种机理对LDPE大棚覆盖材料都尤为重要，因为LDPE的蠕变为8.23%,是所有大棚覆盖薄膜中第二高。LDPE的蠕变值变化很大，这是因为其抗蠕变性随着密度和材料组分中乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA)含量的增加而提高。蠕变受覆盖材料的使用温度影响很大。ASTMD299049是表征塑料蠕变和蠕变破坏的一种通用测试方法，适用于不同的载荷条件（如拉伸、挠曲、压缩等），有助于测量比较材料和设计用的标准试样的蠕变强度和模量。 室外天候老化 用ASTMD143550评估塑料薄膜受户外大气和气候的不同作用时的稳定性。常见的气候、季节、每天的时间、大气中有无工业污染物以及年气候变化等都是最重要的因素，结果仅为定性的。用装有碳弧光的特殊老化箱可以进行短期加速曝晒测试（ASTMG152514和ASTMG15352），表征相对户外性能，但不能用于预测绝对长期户外性能。 耐磨蚀性 磨蚀是机械作用造成的一种表面现象，会大幅度降低材料的一些物理性能(透光率及减薄造成的热效应等）和力学性能（如冲击性能和抗撕裂性），在这一点上，磨蚀很重要，而且它对覆盖材料的功能特性有直接影响。根据光学性能的变化来判断磨蚀对透明塑料薄膜的破坏（ASTMD104453),还常常根据体积损失来判断（用磨蚀测试机测试，ASTMD124254）。 大棚用塑料薄膜的耐磨蚀性极为重要，大风裹带的颗粒造成的磨蚀在建大棚的一些地区非常严重，磨蚀造成的透明度和力学性能下降比预料得早得多。磨蚀一般受薄膜的确切配方及添加的填料、助剂和颜料的（种类和数量的）影响，得到不同的结果。另一个重要因素是表面层可能发生快速化学氧化，这是磨蚀过程中产生的局部高温造成的55。 值得一提的是磨蚀最终会使薄膜的分解加重，因为一般说来，这一过程产生了更多的光氧化活性中心。PE薄膜的密度与其耐磨蚀性成正比：密度增加，耐磨蚀性加重。 耐划痕性 ASTMD67356给出了塑料薄膜表面耐划痕性的测定，表面划痕主要是由落下的磨蚀性颗粒产生的。测试模拟实际使用中发生的温和的气蚀作用，根据相对耐划痕性对不同材料进行了排序。 环境应力开裂 聚合物表面承载时承受侵蚀性介质的能力称为耐环境应力开裂性（ESCR)。环境应力开裂取决于作用应力的性质和大小以及试样的热历史和环境，因此也称为应力腐蚀57。环境应力开裂在一定应力条件下、在一定环境中发生。例如，肥皂、湿润剂和去污剂存在时，开裂会使乙烯基塑料力学性能失效。典型的情况是，随着聚合物分子量的增加，ESCR提高。ASTMD169358专门用于测试乙烯基塑料的环境应力开裂。应力开裂是小于其短时力学强度的拉伸应力引起的外部或内部破裂，环境加速应力开裂的发展。透明聚合物表面上似乎是开裂的外观在拉伸应力作用下发展，裂缝平面垂直于应力方向。裂缝通常在表面引发，但在特殊环境下也可能向内发展。它们反射光的方式类似于裂纹，且确实早于薄膜的破裂。在测试中，每一个弯曲试样的表面上都有一个可控缺陷，使其受表面活性剂的作用，记录给定时间内开裂试样占总数中的比例。 水蒸气透过率 在吸湿性材料的包装中，尤其是食品包装中，薄膜对水蒸气和其他气体的透过性非常重要。ASTM