(很全)塑料物理参数基本概念学习及其测试方法.doc

东莞铨盛化工塑料物理参数基本概念学习及其测试方法灼热丝试验折射率收缩率化学结构分子式VTM测试标准UL94阻燃等级规范MFR学习软化点环氧值环氧当量热变形温度透光性熔点与凝固点玻璃化HDT MFR灼热丝试验： 1.灼热丝试验概述 热塑性塑料的燃烧行为不仅仅是一种材料的特性，它还依赖于材料的形状和壁厚。组件在非正常的条件下或者过载的条件下，它的温度会升高，然后在附近区域被点燃。灼热丝测试模仿了这种由热或点燃所产生的作用（例如过载电阻器的生热），来评价火灾的危害。 灼热丝测试的温度为550, 650, 750， 850， 960 C，具体的温度由相关规范来决定： 如果满足了下列条件之一就认为材料样品能够经受灼热丝测试：材料无火焰和材料无火星。样品的火焰或者火星在移开灼热丝30秒后熄灭，而且铺在下面的棉花或者纸张没有被点燃或者烧焦. 灼热丝试验是 IEC6 0695-2-10 :2000 IEC6 0695-2-13 :2000 灼热丝 / 热线，基本试验方法，灼热丝试验装置和通用试验程序和 UL 746A 、 IEC829 DIN695 、 VDE0471 等标准规定使用无火焰起燃源程序仿真试验项目。 灼热丝试验仪将规定材质(4 Ni80/Cr20) 和形状的电热丝用大电流加热至试验温度 (550 960 )1min 后，以规定压力 (1.0N) 垂直灼烫试品 30s ，视试品和铺垫物是否起燃或持燃时间来测定电工电子设备成品的着火危险性；测定固体绝缘材料及其它固体可燃材料的起燃性、起燃温度 (GWIT) 、可燃性和可燃性指数 (GWFI) 。 灼热丝试验仪适用于照明设备、低压电器、家用电器、机床电器、电机、电动工具、电子仪器、电工仪表、信息技术设备、电气事务设备、电气连接件和辅件等电工电子产品及其组件部件的研究、生产和质检部门，也适用于绝缘材料、工程塑料或其它固体可燃材料行业。 灼热丝 4mm 0.04mm Ni/Cr(80/120) 特制标准环形，卧式静置 热电偶 0.5mm K 型，进口绝缘式耐高温铠装热电偶，铠装套耐热 1100 ( 优于标准 1050 ) 灼热丝通电加热温度 500 960 ( 数显可预置 ) ，温度波动 3 试品对灼热丝试验压力 1.0N0.1N( 可调节 )( 优于标准 1.0N0.2N) 最大烫入深度 7mm 0.5mm ( 可调节 ) 试品移动速度 10mm /s 25mm /s 试验时间 30s0.1s(1s 999.9s 数显 可预置 ) 引燃铺垫板厚 厚 10mm 白松木板 覆 12g /m 2 30g /mm 2 标准绢纸，离灼热丝下 200mm 5mm 试验区容积 0.5m 3 背景黑色 背景照度 20Lx ； 外形尺寸 宽 1120mm 深 520mm 高 1250mm ，排气孔 ? 100mm 电源功率 1kVA 220V 50-60Hz 折射率科技名词定义中文名称：折射率 英文名称：refractive index 定义：光在真空中的相速度与光在介质中的相速度之比值。 所属学科：机械工程（一级学科）；光学仪器（二级学科）；光学仪器一般名词（三级学科）光在空气中的速度与光在该材料中的速度之比率。材料的折射率越高，使入射光发生折射的能力越强。折射率越高，镜片越薄，即镜片中心厚度相同，相同度数同种材料，折射率高的比折射率低的镜片边缘更薄。折射率与介质的电磁性质密切相关。根据电磁理论，r和r分别为介质的相对电容率和相对磁导率。折射率还与波长有关，称色散现象.光由相对光密介质射向相对光疏介质.且入射角大于临界角.即可发生全反射折射率定义绝对折射率 折射率光从真空射入介质发生折射时，入射角i的正弦值与折射角r正弦值的比值（Sin i/Sin r)n叫做介质的“绝对折射率1”，简称“折射率”。它表示光在介质中传播时，介质对光的一种特征。 折射率公式绝对折射率n=sin i/sin r 设光在某种媒质中的速度为v，由于真空中的光速为c，所以这种媒质的绝对折射率公式： n=c/v 由于光在真空中传播的速度最大，故其它媒质的折射率都大于1。同一媒质对不同波长的光，具有不同的折射率；在对可见光为透明的媒质内，折射率常随波长的减小而增大，即红光的折射率最小，紫光的折射率最大。通常所说某物体的折射率数值多少（例如水为1.33，水晶为1.55，金刚石为2.42，玻璃按成分不同而为1.51.9），是指对钠黄光（波长589310-10米）而言。 相对折射率光从介质1射入介质2发生折射时，入射角1与折射角2的正弦之比n21叫做介质2相对介质1的折射率，即“相对折射率”。因此，“绝对折射率”可以看作介质相对真空的折射率。它是表示在两种（各向同性）介质中光速比值的物理量。 相对折射率公式：n21=sin1/sin2=n2/n1=v1/v2 临界角测量法光学介质的一个基本参量。即光在真空中的速度c与在介质中的相速v之比 真空的折射率等于1，两种介质的折射率之比称为相对折射率。例如，第一介质的折射率为n1，第二介质的折射率为n2，则n21n2n1称为第二介质对第一介质的相对折射率。某介质的折射率也是该介质对真空的相对折射率。于是折射定律可写成如下形式 n1sinin2sint 影响折射率的因素两种介质进行比较时，折射率较大的称光密介质，折射率较小的称光疏介质。 阿贝折射仪折射率与介质的电磁性质密切相关。根据电磁理论，r和r分别为介质的相对电容率和相对磁导率。折射率还与波长有关，称色散现象。手册中提供的折射率数据是对某一特定波长而言的（通常是对钠黄光，波长为5893埃）。气体折射率还与温度和压强有关。空气折射率对各种波长的光都非常接近于1，例如空气在20，760毫米汞高时的折射率为1.00027。在工程光学中常把空气折射率当作1，而其他介质的折射率就是对空气的相对折射率。 实验测定介质的折射率通常由实验测定，有多种测量方法。对固体介质，常用最小偏向角法或自准直法，或通过迈克尔逊干涉仪利用等厚干涉的原理测出；液体介质常用临界角法（阿贝折射仪）；气体介质则用精密度更高的干涉法（瑞利干涉仪）。收缩率化学分式 FR-BDP FR-RDP 三氟硫酸钙分子式 FR-370分子式 UV-234 UV-770 UV-944 UV-1164 UV-1577 UV-360 NOX-1076 NOX1010 PC UL V & VTM难燃规格测试标准 一、UL V 规格（一般在0.25mm以上） 标 准 UL94V-0 UL94V-1 UL94V-2 UL94HB 试验条件 SIZE 5X0.5英寸 5X0.5英寸 个数 5个/回(共10回)3个/回 测试方法 样品试验方法 垂直 水平 着火时间 10秒以内 30秒以内 着火次数 2次 1次 判断标准 燃烧时间 燃烧时间 燃烧时间 燃烧速度 自动熄灭需时 平均:5秒内 平均:25秒内 平均:25秒内 2.5英寸/分钟以下 最大:10秒内 最大:30秒内 最大:30秒内 第一次点燃熄灭需时(每个样品)(秒) 10 30 30 第一回点燃总熄灭需时(5个样品)(秒) 50 250 250 有无火焰燃烧至夹具 无(No) 无(No) 无(No) 燃烧滴落物引燃海棉 无(No) 无(No) 有(Yes) 第二次点燃熄灭需时(秒) 30 60 60 二、UL VTM 规格（一般在0.25mm以下） 标 准 VTM-0 VTM-1 VTM-2 点燃次数 2 2 2 第一次点燃熄灭需时(每个样品)(秒) 10 30 30 第一回点燃总熄灭需时(5个样品)(秒) 50 250 250 有无火焰燃烧至夹具 无(No) 无(No) 无(No) 燃烧滴落物引燃海棉 无(No) 无(No) 有(Yes) 第二次点燃熄灭需时(秒) 30 60 60 塑料阻燃等级UL94的规范 UL认证分几个等级?是如何表示各等级?下面是详细资料： 美国阻燃材料标准及测试方法 美国阻燃材料标准为ANSI/UL-94-1985标准 UL94试验共有五种： 1 B级的水平燃烧试验 2 94V-0、94V-1、94V-2级的垂直燃烧试验 3 94 5-V级的垂直燃烧试验 4 用辐射板的火焰蔓延指数试验（按ASTM E 162的标准测定这里不作介绍） 5 94VTM-0,94VTM-1,94VTM-2级的垂直燃烧试验（VTM指极薄的材料这里不作介绍）现分述如下： 94HB级的水平燃烧试验方法： 本试验采用长127mm，宽12.7mm，最大厚度12.7mm，最小厚度3.05mm的小条状试样。在无通风的试验箱中进行。评为94HB级的材料，试样厚度为12.7mm时，在76.2mm标距上的燃烧速度不大于38.1mm/min，或试样厚度小于3.05mm时，燃烧速度不大于38.1mm/min或在达到102mm标线之前，必须停止燃烧。 94V-0、94V-1、94V-2级的垂直燃烧试验方法 UL94中的垂直燃烧试验根据样品燃烧时间，熔滴是否引燃脱脂棉等试验结果，把聚合物材料定为V-2,V-1,V-0和5-V四个级别，其中以V-2级为最低阻燃级，5-V级为最高阻燃级。先介绍94V-0、94V-1、94V-2级试验方法。 此试验用小条试样长127mm，宽12.7mm，最大厚度12.7mm。在无通风试验箱中进行。试样上端（6.4mm的地方）用支架上的夹具夹住，并保持试样的纵轴垂直。试样下端距灯嘴9.5mm，距干燥脱脂棉表面305mm.。将本生灯点燃并调节至产生19mm高的蓝色火焰，把本生灯火焰置于试样下端，点火10s，然后移去火焰（离试样至少152mm远），并记下试样有焰燃烧时间。若移去火焰后30s内试样的火焰熄灭，必须再次将本生灯移到试样下面，重新点燃试样点火10s，然后再次移开本生灯火焰，并记下（从新点燃10s记录）试样的有焰燃烧和无焰燃烧的续燃时间。若试样熔滴有烟棵里，让其落入试样下305mm的脱脂棉上，看其是否引燃脱脂棉。若脱脂棉着火，评级时应考虑其因素。 具体分级指标如下。 测试项目 级别 94V-0 94V-194V-2 1.试样数 5552.点燃次数 2223.5个试条十次点燃总有焰燃烧时间最大值（s） 502502504.每次点燃后单个的试条有焰燃烧时间最大值（s） 103030 5.第二次点燃后单个的试条无焰燃烧时间(s)30 6060 6有焰熔滴 无 无 允许仅短时燃烧 94 5-V级的垂直燃烧试验方法 94 5-V级垂直燃烧试验分A法和B法两种（A法为试条，B法为试片），是比94V-0、94V-1、94V-2测试更严格的实验方法。 以A法为例，将试条（127mm12.7mm）上端6.4mm处夹住并保持其纵轴垂直，喷灯安装在灯座的斜面上，使等于垂直线20度角。火焰总高度调至127mm，点火5 秒，再移开5秒，如此重复操作，直到试样承受点火5次。在第5次移开火焰后，观察并记录如下各项： （1）有焰加无焰燃烧的持续时间。 （2）试样被烧毁或损伤的距离。 （3）在试验期间试样是否熔滴颗粒。 （4）在燃烧后和冷却时立即观察试样的变形和物理强度。 94 5-V垂直燃烧试验分级指标如下 测试项目 方法 第5次点火后任一试样的燃烧时间颗粒 有无燃烧的熔滴，另取一组5个试样再作试验第二次试验的要 A法 不超过60秒 无 5个试样中有一个 不符合要求 所有试样都符合要求 B法 同上 同上 同上 同上 以上介绍的是美国ANST/UL94-1985试验方法。 不同用途对阻燃性有不同要求，一般说来，人们总希望材料的阻燃性级别高一些。但事实上各种阻燃测试方法都有其局限性，其结论都是相对的。因此并不是阻燃级别越高越好，例如通常认为UL94 V-0级的材料比V-2级的好。然而某些电器产品要求材料具有抗电弧点燃性，这时V-2级就比V-0级好。因为94V-2级塑料不会在电作用下形成导电而结焦，从而大大降低了着火的可能性，而94 V-0级塑料则相反。 另一版本 这个实验测定用于制造设备和器具的塑料的可燃性。它常被用于检测对于可燃性有特殊要求的产品，其结果会作为最基本的指示。这个重要特性的评估用在以下用途，但并不仅仅局限于这些用途，包括易点燃性、燃烧速度、火焰传播、燃料的贡献、燃烧强度以及燃烧产物等。UL-94测试方法（按照美国国家所制定的UL-94方法）被广泛应用于相关的可燃性测定以及评价用在电力和电子设备的塑料的滴出物。 图 1: 对于V0, V1, V2级别的UL94燃烧性测试 图 2: 对于HB级别的水平燃烧测试 图 3: 对于5VA, 5VB级别的垂直燃烧测试 各阻燃级别的试验内容 名称 94HB94V-094V-194V-25V试 验 方 法 将20mm的火焰倾斜45度角，接触试验材料30秒，超过30秒或者未超过30秒却有1英寸长度的燃烧，则迅速移走火焰。然后，从超过1英寸时开始计时。 使火焰接触样片10秒，然后计时，直至燃烧过程自然终止。 熄灭后，重新引燃，记录再次熄灭所需时间。 火焰接触5秒，在移走火焰5秒，如此反复5次。第五次移走火焰后，观察有无燃烧坠落物，记录燃烧时间、燃烧长度。 要 求 条 件 A.厚度为3.013mm燃烧速度40mm/分钟以下。 B厚度在3.0mm以下燃烧速度75mm/分钟以下。 A样片起火燃烧后时间在10秒以下。 B.5个样片一组，经10次燃烧后，合计在50秒以下。 C.燃烧尚未进行到支撑位置。 D.燃烧坠落物不引燃地面棉 E.第二次接触火焰后，火光闪烁时间在30秒以下。 A.30秒以下 B.250秒以下 C.与V0相同 D.与V0相同 E.60秒以下 A.与V-1相同 B. 与V-1相同 C. 与V-1相同 D.燃烧坠落物引燃地面棉 E. 与V-1相同 A.经5次接触火焰后，燃烧、光闪合计时间不超过60秒 B.无燃烧坠落物 C.接触火焰的部位未受严重损伤 D.平板测试时经五次引火后有小孔形成5V-A三个一组时，若其中一个不合格，其余的均应合格 五个一组时，若其中1个不合格，则另选五个再次测试。合计燃烧时间：V-1级251255秒，V-2级251255秒。该组必须全部 合格。 五个一组时，若其中1个不合格，则其余的必须全部合格。 阻燃等级测试内容 No. SPECV-0V-1V-25V1燃烧时间（第一次、二次） 10秒内 30秒内 30秒内 （60秒内）52燃烧时间：二次+光闪时间 30秒内 60秒内 60秒内 次引火，各样片的燃烧或光闪时间之和 3燃烧时间（5个之中第1、2之和） 50秒内 250秒内 250秒内 4坠落物引燃脱脂棉（1/12以下） 无 无 无 无 5燃烧或光闪持续至样片根部 不可 不可 不可 全名为熔液流动指数(Melt Flow Index)，简称熔融指数(Melt Index)，是一种表示塑胶材料加工时流动性的数值。它是美国量测标准协会(ASTM)根据美国杜邦公司(Du Pont)惯用的鉴定塑胶特性之方法制定而成，其测试方法是使塑胶粒在一定时间（10分钟）内，一定温度及压力（各种材料标准不同）下，融化之塑胶流体，通过一直径2.1mm圆管所流出之克数,用MFR表示，单位为g/10min。其值越大，表示此塑胶材料之加工流动性越佳，反之则越差。熔体流动速率可表征热塑性塑料在熔融状态下的粘流特性，对保证热塑性塑料及其制品的质量，对调整生产工艺，都有重要的指导意义。最常使用之测试标准为ASTM D 1238，该测试标准的量测仪器-熔液指数计(Melt Indexer)的结构如下：将待测高分子（塑胶）原料置入小槽中，槽末接有细管，细管直径为2.095mm，管长度为8mm。加温至某温度后，原料上端藉由活塞施加某一定重量向下压挤，量测该原料在10分钟内所被挤出的重量，即为该塑胶的流动指数。所以有时您会看到如下的表示法25g / 10min，清楚的表示其MI为25，且是在10分钟内挤出25g之意。一般常用的塑胶其MI值大约介於125之间，MI愈大，代表该塑胶原料黏度愈小及分子重量愈小。而MI愈小，代表该塑胶黏度愈大及分子重量愈大。以前我国曾用过熔融指数、熔体指数作为标准术语，欧洲等国家也有用熔融流动指数（简称MFI或MI），作为评定材料流动特性的标准。软化点(Softening point) 在聚合物试样上，以一定形式施以一定负荷，并按规定升温速率加热到试样变形达到规定值的温度，即为软化点。环氧值(Epoxy value) 环氧值是表示100g环氧树脂中含有环氧基的当量数，即 。环氧值愈大，分子量愈小，粘度愈低环氧当量(Epoxy equivalent) 环氧当量表示每一环氧基团相应的树脂的分子量。热变形温度(Heat deflection temperature under load) 聚合物耐热性的一种量度，是将聚合物试样浸在一种等速升温的适宜传热介质中，在简支梁式的静弯曲负荷作用下，测出试样弯曲变形达到规定值时的温度，即为热变形温度，简称HDT。 粘度(Viscosity) 粘度为流体(液体或气体)在流动中所产生的内部摩擦阻力，其大小由物质种类、温度、浓度等因素决定。一般是动力粘度的简称，其单位是帕秒(Pas)或毫帕秒(mPas)。粘度分为动力粘度、运动粘度、相对粘度，三者有区别，不能混淆。粘度还可用涂4或涂1杯测定，其单位为秒(s)。热变形温度(Heat deflection temperature under load) 聚合物耐热性的一种量度，是将聚合物试样浸在一种等速升温的适宜传热介质中，在简支梁式的静弯曲负荷作用下，测出试样弯曲变形达到规定值时的温度，即为热变形温度，简称HDT。 粘度(Viscosity) 粘度为流体(液体或气体)在流动中所产生的内部摩擦阻力，其大小由物质种类、温度、浓度等因素决定。一般是动力粘度的简称，其单位是帕秒(Pas)或毫帕秒(mPas)。粘度分为动力粘度、运动粘度、相对粘度，三者有区别，不能混淆。粘度还可用涂4或涂1杯测定，其单位为秒(s)。 透光性塑料的透明性衡量一种材料的透明性好坏，有许多性能指标都需要考虑。常用的指标有：透光率、雾度、折光指数、双折射及色散等。在上述指标中，透光率和雾度二个指标主要表征材料的透光性，而折光指数、双折射及色散三个指标主要用于表征材料的透光质量。一种好的透明性材料，要求上述性能指标优异且均衡。透明性的分类按材料的透光率大小，可将其分为如下三类：透明材料波长400nm800nm可见光的透光率在80%以上；半透明材料波长400nm800nm可见光的透光率在50%80%之间；不透明材料波长400nm800nm可见光的透