塑胶料测试方法ppt.ppt

熱塑性塑膠的主要性能測試方法拉伸性 Tensileproperties 拉伸強度 Ts 和伸長率 Te 彎曲特性 FlexuralProperties 彎曲強度 Fs 和彎曲模量 Fm 衝擊強度 ImpactStrength 阻燃性 Flammability 熱變形溫度 HeatDeflectionTemperature 流動性 MeltFlowIndex 電性能 ElectricalProperties 洛氏硬度 RockwellHardness 比重 SpecificGravity 模具收縮率 MoldShrinkage 拉伸性能 TensileProperties 拉伸應力 F A伸長率 L L 100 塑膠材料的拉伸應力應變曲線 拉伸應力應變的計算 為了測定高聚物材料的基本物性 對材料施加應力後 測出變形量 求出應力 應力應變曲線是最普通的方法 將樣條的兩端用器具固定好 施加軸方向的拉伸荷重 直到遭破壞時的應力與扭曲的計算方法即為拉伸試驗 拉伸應力 TensileStress 試片變形前 施加於單位面積上的拉伸力的大小 伸長率 TensileStrain 試片原本標線間的長度因拉伸力的作用產生的變化 屈服點 YieldPoint 應力應變曲線中 即使荷重不增加 伸長率也開始上升的時刻稱為屈服點 此時的應力為屈服強度 YieldStrength 此時的變形率為屈服伸長率 ElongationatYield 拉伸模量 TensileModulus 在變形率較低的區間 應力與應變通常呈直線變化的關係 此區間的應力與應變的比值 拉伸應力 伸長率 被稱為拉伸模量 斷裂強度 BreakingStrength 指斷裂點 BreakPoint 上對應的拉伸力 斷裂伸長率 ElongationatBreak 指斷裂點 BreakPoint 上對應的伸長率 拉伸強度 TensileStrength 有屈服點的材料 拉伸強度是指屈服強度 不產生屈服現象的材料 破壞強度即為其拉伸強度 注意 高聚物材料的機械性質 由於其固有的粘彈性 對變形速度或周圍環境非常敏感 因此以上物性在高聚物材料進行相對比較後或作為基本選擇的標準時使用為佳 以此為基礎進行產品設計時應引起注意 測試標準 拉伸試驗的標準規格有GB1040 ASTMD638 ISO527 其內容相似 測試設備 電子萬能試驗機 裝有能以一定速度移動的夾具 此器材還適用於壓縮 彎曲 剪斷等測試 測試速度 因為拉伸速度對材料的拉伸性能測試影響很大 所以必須依據不同材料 不同樣條尺寸採取適宜的拉伸速度 GB1040標準的拉伸樣條及相關尺寸 彎曲性能 FlexuralProperties 將樣條放在一定長度的兩個支點上 以一定的速度在中間部位施加荷重時變彎 直到引起折斷或達到一定彎曲量時的應力於扭曲的計算方法即為彎曲試驗 彎曲強度 FlexuralStrength 以一定速度在樣條中心施加作用力 樣條破壞或達到5 變形量時的強度 彎曲強度是測定樣條發生彎曲產生變形時的抗衡性試驗 彎曲模量 FlexuralModulus 指從樣條中心的上部施加的作用力的大小與樣條所產生的形變之比 彎曲模量越大 剛性越強 彎曲模量越小 塑膠越柔軟 測試標準 拉伸試驗的標準規格有GB9341 ASTMD790 ISO178 其內容相似 測試設備 電子萬能試驗機 此器材還適用於壓縮 拉伸 剪斷等測試 加壓速度 加壓速度隨樣條的種類 下圖的H L 及軸的間隔 L 而不同 請參考下表 彎曲強度 Fs 3Pmax t 2bh2彎曲模量 Fm t3 m 2bh2其中 b為樣條寬度 t為兩支點間的距離 m為圖表的初期傾斜度 3Pmax為最大荷重 應力 衝擊強度 ImpactStrength Izod衝擊試驗儀 Charpy衝擊試驗儀 Izod衝擊試驗和Charpy衝擊試驗均屬擺錘測定法 不同的是Izod衝擊試驗是將樣條的一端垂直夾住 而Charpy衝擊試驗是將樣條兩端水準夾住 但基本原理二者相同 高分子材料在一般情況下 遇到衝擊較易發生破裂 即同樣大小的作用力 當緩慢地作用在高分子樣條上時 不會產生破裂 但當突然快速作用時 樣條就會破裂 衝擊強度表現為樣條或製件承受衝擊的程度 通常泛指樣條在產生破裂前所吸收的能量 衝擊強度隨樣條形態 試驗方法及試驗條件表現出不同的價值 因此不能歸為材料的基本性質 樣條的準備 Izod衝擊樣條 Charpy衝擊樣條 樣條的尺寸 阻燃性 Flammability 塑膠因其加工容易和價格較低 在許多方面代替金屬材料的使用 且具有阻燃性及耐熱性等幾種特性 但比起金屬來 性質較為脆弱 有可能成為引發火災的原因 因此為了防範于未然 許多國家正在製造各種規格的耐火產品 以此來試驗塑膠的耐火能力 有關耐火的規格UL94 美國UL UnderwritersLaboratory 關於塑膠的燃燒性的規格 耐火度 5VA 5VB V 0 V 1 V 2 HB IEC707 國際電氣技術委員會的耐火安全規格 CSA22 2項目的No 0 6 TestA J 應用於加拿大電氣 電子產品的樹脂耐火規格 最近與UL達成協議 認證UL試驗資料 新設UL的5V試驗方法 經UL試驗後 只需提供試驗報告與用於ID試驗的樣品 無需試驗即可註冊 UL也可以發行在加拿大銷售的樹脂類的試驗及證書 Certification 1 水準燃燒試驗 HBTest HorizontalBurningTest 用途 適用於耐火較低的材料的試驗 測定燃燒速度樣條 12 7cm 1 27cm 厚度 5個樣條 樣條存放條件 23 C 濕度50 48小時以上火焰要求 甲烷氣體 2 54cm藍色火苗 燃燒器傾角為45 2 垂直試驗 VerticalTest 用途 適用於耐火材料的試驗 測定燃燒時間試驗方法 將樣條接觸火苗10秒鐘後移開樣條 測定燃燒時間 重複第二次 對5個樣條都實施 樣條和存放條件 與HB試驗相同火焰要求 甲烷氣體 藍色單一火苗 高度2cm 2020 3 18 13 可编辑 3 5V燃燒試驗 Bar條型燃燒試驗 Plaque板型燃燒試驗 條型燃燒 Bar 試驗樣條和存放條件 與HB試驗相同火焰要求 雙重火苗 內焰高度3 81cm 外焰高度12 7cm 試驗方法 將樣條接觸火苗5秒鐘 然後熄滅火焰5秒鐘 測定燃燒時間 重複5次板型燃燒 Plaque 試驗樣條尺寸 15cm 15cm 厚度 共3塊 試驗方法 與條型燃燒相同 熱變形溫度 HeatDeflectionTemperature 將樣條固定在熱變形儀的支架上 施加規定的荷重 浸入矽油中 以一定的加溫速度加熱矽油 樣條將產生變形 當樣條產生0 254mm的變形量時的溫度即為熱變形溫度 HDT HDT是塑膠的熱性能中最具有代表性的資料 HDT越高 材料的耐熱性越優秀 HDT測試裝置示意 HDT試驗有兩種荷重 A 1 82MPa B 0 45MPa試驗方法 將所需荷重施加在樣條上 然後將樣條浸入矽油中 預熱3 5min 以2 C min的速度加熱油 測定樣條下垂量為0 254mm時的溫度 傳熱媒質 矽油 粘度100 比重0 960 0 968 著火點 300 C 一年更換一次 樣條規格最少有2個以上的樣條 必要時使用3個以上尺寸120mm 15mm 10mm樣條成型後需放置40小時以上再進行試驗 熱塑性塑膠材料的熱變形溫度 HDT 隨成型條件不同而產生差異 主要依賴于成型時材料的重要結構特徵如 分子排向 殘留應力 晶體結構 結晶度 填充劑的取向 各向異性等 其變化對樣條的尺寸 收縮率 密度產生一定的影響 因應力引起形態的細微結構變化 而導致物性的變化 熱變形樣條尺寸 熔體流動速率 MeltFlowIndex 在規定的溫度與荷重下 測定熔融狀態下的塑膠材料在10分鐘內通過某規定模孔的流量 是評價材料相對流動性的參數 熔流指數 MI 越大 材料的流動性越好 MI值越大流動性越好 所以可以成型精密部件 且可以縮短迴圈時間 按產品的用途 可以選擇與耐熱性 衝擊強度等不同的物性來互補MI值 塑膠具有隨流動速度和粘度發生變化的特性 因此在高速加工條件下 有可能出現流動性與流動特性不一致的情況 應留意 試驗要求 含有揮發性物質及水分的塑膠粒必須進行預乾燥 不然會引起重複性差和材料的降解 電性能 ElectricalProperties 應用於電氣領域的塑膠通常均需要具有絕緣性 要求材料有優秀的電性能 絕緣破壞電壓高 絕緣電阻大的材料能防止因暴露在外的電流引起電介質的加熱現象 塑膠如果吸收了水分 會使電性能降低 因此絕緣材料的耐濕性也很重要 熱絲著火HotWireIgnition HWI 高電流電弧著火HighCurrentArcIgnition HAI 耐電弧ArcResistance比較追蹤係數ComparativeTrackingIndex CTI 高電壓電弧追蹤速率HighVoltageArcTrackingRate HVTR 塑膠材料表面流經高電壓 高電流時 不形成導電路的承受能力 測定高電壓 5200V 下形成導電路的速度 單位時間內形成的導電路的長度 介電強度DielectricStrength 材料對高電壓的承受能力 為電性的最大強度 測定材料產生破損時的電壓體積電阻率VolumeResistivity 材料內部的阻力程度 在材料的反面施加電壓 測定試片的阻力 阻力數值越大 導電性越差 絕緣性越好表面電阻率SurfaceResistivity 材料表面的抗衡程度 在試片表面兩個位置之間施加電極 測定試片表面的電阻特性 1 熱絲著火 HWI 電器產品過熱時 測定可以承受的性能 表示的是通過電熱線達到燃點時所需要的時間 2 高電流電弧著火 HAI 電器產品的絕緣材料在接觸到電弧時 顯示引燃阻力的試驗 在高電流 32 5A 低電壓 240V 60Hz 下 1分鐘產生40次電弧 測定直到引燃時產生電弧的次數 3 耐電弧ArcResistance 顯示為塑膠在高電壓電弧下的承受能力 測定形成導電路 ConductingPath 且電弧消失時所需時間 耐電弧性是未經污染的乾燥狀態下的特性 CTI是因電解質而受到污染的環境下的特性 4 比較追蹤係數 CTI 在受到污染的狀態下 承受電壓的程度 此數值越大 在遭污染的環境下 材料的絕緣性能越優秀 作為相對追蹤阻力的指數 將電解質 AmmoniumChloride0 1 溶液 每隔30秒滴一滴到試片上 測定滴滿50滴時產生蝕痕時的電壓 洛氏硬度 RockwellHardness 硬度體現的是產品的堅硬程度 在施加荷重的狀態下 測定堅硬的圓珠凹陷時的抗衡性的實驗 如果塑膠中膠含量較多的話 衝擊強度將會增加 但硬度會變小 1 試片規格 厚度 6mm 寬度 13mm 2 施加預備荷重 錶盤刻度設在0點上 3 施加15秒鐘的主荷重後 撤去主荷重 預備荷重保持 4 15秒鐘後 記錄錶盤刻度 RB R和B之間的距離 5 計算洛氏硬度的大小 150 RB 洛氏硬度測量和表示 對於一般的塑膠樹脂來說 由於硬度一般不會很大 均用R尺規來表示 對於特殊塑膠樹脂 如玻璃纖維增強PC 由於R尺規很難正確表達其硬度 一般採用M尺規來表示 比重和密度 SpecificGravity Density 比重是指材料的品質與同體積的水在4 C時的品質相比所得的比值 密度是指在一定溫度 對於塑膠一般指23 C 下 材料單位體積所含的品質 用g cm3表示 比重和密度不論在意義上還是在數值上都存在一定的差異 比重是材料的成本方面的重要因素 在材料的生產過程和成型過程中用於調節生產 經常混合使用 23 C時水的密度略小於1 因此兩個數值產生略微差異 可以用下面公式相互換算 密度 比重 0 99756 實驗方法 比重可以使用已經成型品進行實驗 也可以用粉末和顆粒等成型原料進行測定 和可能產生氣泡等空洞的成型原料比較 成型品更適合於進行測試 使用成型品進行測試時 要等到成型完全收縮以後再進行 方法一 使用成型品 將一小塊成型品掛在鐵絲上稱出其重量後 放進一定溫度的水裡 也可以是其它參考溶劑 重新稱取重量 以兩者重量之差計算密度 方法二 使用成型原料 將一定重量的原材料放入持續高溫的已測定好的容積內 以與23 C時的重量與體積之差計算比重 成型收縮率 MoldShrinkage 概要材料成型時 會因冷卻產生產品尺寸比模具尺寸縮小的現象 成型收縮率即用百分