10--塑料物性及测试方法介绍

1、塑膠物性及測試方法介紹塑膠物性及測試方法介紹 僅供參考，請勿外泄！ 研發技術中心研發技術中心 比重比重（ASTM D792, ISO 1183） 密度是單位體積物質的品質。比重是在23C下，一 定體積物質的品質與相同體 積去離子水品質之比。比重和密度至關重要，因為塑膠是以每磅為基礎售出的， 而低密度或低比重意味著每榜重量含更多的材料，常用液體浮力法作測定方法。 比重比重 a/(a+w)-ba/(a+w)-b a a 試樣在空氣中的品質試樣在空氣中的品質 b b 試樣和小錘（若被使用）在水中的品質試樣和小錘（若被使用）在水中的品質 w w 完全浸沒的小錘（若被使用）和部分浸完全浸沒的小錘（若被使

2、用）和部分浸 沒的金屬絲品質沒的金屬絲品質 密度（密度（kg/mkg/m3 3） 比重比重997.6997.6 密度和比重密度和比重 吸水性吸水性(24小時小時/平衡平衡) (ASTM D570) 吸水性是用來確定在規定條件下被吸收的水的總量吸水性是用來確定在規定條件下被吸收的水的總量. . 影響吸水性的因素有影響吸水性的因素有: : 塑膠的類型、使用的添加劑、溫度以及暴露時間塑膠的類型、使用的添加劑、溫度以及暴露時間. . 吸水性試驗中吸水性試驗中, , 將試樣在規定溫度的烘箱裡烘乾規定時間將試樣在規定溫度的烘箱裡烘乾規定時間, , 移至乾燥器冷卻移至乾燥器冷卻, , 冷卻完畢後，立即稱重冷

3、卻完畢後，立即稱重. . 將試樣規定條件下浸于水中將試樣規定條件下浸于水中, , 通常是在通常是在2323C C下下 浸泡浸泡2424小時或直到平衡小時或直到平衡. . 將試樣取出將試樣取出, , 用紗布擦乾用紗布擦乾, , 稱重稱重 吸水百分率吸水百分率(浸水後品質浸水後品質 - - 浸水前品質浸水前品質) / ) / 浸水前品質浸水前品質 x 100 x 100 吸水率吸水率 光澤度光澤度 (ASTM D2457, D523 )(ASTM D2457, D523 ) 描述描述：鏡面光澤度是光被某種材料反射時反射光強度的量度。光澤度可以是 材料所固有的, 也可以是成型過程或表面網紋的結果。光

4、澤度也受風蝕 和表面腐蝕等環境因素的影響。 測試測試：光澤度的測量, 通常以某種標準為參考給定反射角(20o，60o或85o). 將光澤計的角度調試成適當的角度, 量好口徑, 並與光澤計中給定的標 準相比較。將光度計置於試樣上, 讀取數據。 光澤度光澤度 透明有機塑膠折射指數透明有機塑膠折射指數(折光率折光率) ASTM D542 折光率是光在真空中的傳播速率與在透明介質中的傳播 速率之比. 折光率可用來計算一束光從一透明介質進入 另一透明介質時的折射角。因此, 折光率 用於光學棱鏡 的設計和透明塑膠的品質控制檢驗。 折射指數折射指數 熔體流動指數熔體流動指數 MFI OR MFRMFI OR

5、 MFRASTM ASTM D1238 (D1238 (方法方法 A), D 3364 ISO 1133 (A), D 3364 ISO 1133 (方方 法法 A)A) 熔體流動速率測定的是熱塑性塑膠在規定溫度和負荷下從 孔板中擠出的速率。它提供了測定熔融材料流動性能的方法。 將熔體流動速率儀加熱至此試樣的規定溫度，並加約7克 物料於速率儀的料筒中。將此物料的規定負荷加於活塞上，使 熔融的物料從孔板中擠出。收集一定時間內的擠出物並稱量。 熔體流動速率 的單位是 克/10分鐘。 熔體流動指數熔體流動指數 1 1、塑膠的拉伸性能、塑膠的拉伸性能ASTM ASTM D638, D882, D638

6、, D882, D1708 ISO 27D1708 ISO 27 拉伸試驗測定斷裂一個試樣所需的力以及試樣拉伸試驗測定斷裂一個試樣所需的力以及試樣 拉伸到中斷點時的伸長程度。拉伸到中斷點時的伸長程度。 拉伸試驗可拉伸試驗可 產生應力應變圖，這張圖可用於確定拉伸產生應力應變圖，這張圖可用於確定拉伸 模量。模量。 ASTM D638ASTM D638中試驗速度取決於試樣規格，中試驗速度取決於試樣規格，ASTM ASTM D882 (D882 (塑膠片材塑膠片材) ) 中則取決於材料的斷裂伸中則取決於材料的斷裂伸 長率，長率，ISO 527ISO 527中，測應力和伸長率時的試中，測應力和伸長率時的

7、試 驗速度為驗速度為5 5或或50mm/min50mm/min，測模量時的試驗速，測模量時的試驗速 度為度為1mm/min.1mm/min. 機械性能測試機械性能測試 2、 懸臂梁衝擊強度懸臂梁衝擊強度(有缺口有缺口) ASTM D256, ISO 180 缺口試樣懸臂梁式衝擊試驗測定的是材料被擺錘衝擊時的抗沖性能。懸 臂梁衝擊強度被定義為從材料開始破壞至完全破壞時所吸收的能量。為 了防止試樣破壞，受衝擊的試樣有缺口。本實驗可用於快捷的品質控制 檢驗, 以確定一個材料是否符合需衝擊強度要求, 也可比較材料的韌性。 機械性能測試機械性能測試 3、簡支梁衝擊強度、簡支梁衝擊強度 （CHARPY)I

8、SO 179 測定的是受到擺錘的衝擊時, 材料所產生的抵抗力。簡支梁衝擊能定義為試 樣在衝擊負荷作用下, 被破壞時吸收的能量。它是一種性能指標，可用 於生產過程的品質控制中,可用於比較不同材料的韌性。 機械性能測試機械性能測試 4 4、彎曲性能彎曲性能 ASTM D790, ISO 178 彎曲試驗測定在三點加負荷的情況下, 使橫樑型的試樣彎曲時所需力的大小。彎 曲試驗的結果經常用來選擇在彎曲負荷作用下無形變的材料。彎曲模量也用 於衡量某種材料的勁度. 機械性能測試機械性能測試 5 5、邵氏硬度、邵氏硬度 邵氏硬度用於確定塑膠或橡膠等軟性材料的相對硬度。它測量了規定壓針在 指定壓強和時間條件下

9、的針入度。硬度值用來識別或指定特殊硬度的塑 膠。硬度值由硬度計讀出。常見的硬度計有 A型和 D型。A型用於較軟材 料；D 型用於較硬材料。 機械性能測試機械性能測試 6 6、洛氏硬度、洛氏硬度ASTM D785, ISO 2039 ASTM D785, ISO 2039 洛氏硬度試驗是基於試樣上施加不同負荷時壓入試樣的深度差的硬度測量方 法。硬度值無量綱, 通常用R, L, M, E和K尺規給出。每個尺規表示的硬 度值越高, 材料越硬，R, M尺規通常用於塑膠。 機械性能測試機械性能測試 1 1、介電常數和介質損耗因數、介電常數和介質損耗因數 ASTM D150 ASTM D150 IEC 6

10、0250IEC 60250 介電常數用於衡量絕緣體儲存電能的性能。它是兩塊金 屬板之間以絕緣材料為介質時的電容量與同樣的兩塊 板之間以空氣為介質或真空時的電容量之比。介質損 耗因數定義為一定頻率下絕緣材料的電抗與其電阻的 比值。它測量了絕緣材料的無效性 如果要將一種材料應用於嚴格絕緣的用途上, 則它的介 電常數越小越好。 如果一種材料會應用在需要高電抗的電器上, 則需要高 損耗因數。 電性能測試電性能測試 2 2、介電強度、介電強度ASTM D149 IEC 80243ASTM D149 IEC 80243 介電強度是一種材料作為絕緣體時的電強度的量度。它定義為試樣被擊穿時, 單位厚度承受的最

11、大電壓, 表示為伏特每單位厚度。物質的介電強度越 大, 它作為絕緣體的品質越好。 電性能測試電性能測試 3 3、表面電阻率、表面電阻率/ /體積電阻率體積電阻率ASTM D257, IFC60093ASTM D257, IFC60093 表面電阻率是絕緣材料抵抗表面漏泄電流的能力. 體積電阻率是絕緣材料抵 抗體內漏泄電流的能力. 表面電阻率、體積電阻率越高, 漏泄電流越小, 材料的導電性能越差. 電性能測試電性能測試 1 1、維卡軟化點、維卡軟化點ASTM D1525, ISO 306ASTM D1525, ISO 306 維卡軟化點是壓頭針在規定負荷下, 刺入試樣1mm時的溫度. 該溫度反映

12、了 當一種材料在升溫裝置中使用時期望的軟化點. 在試樣上加10N或50N負荷, 把試樣放進23C的油浴中，以50或100C每小 時的速度提升油浴溫度,直到針頭刺入試樣 1mm. 熱性能測試熱性能測試 2 2、負荷變形溫度、負荷變形溫度(DTUL(DTUL或或HDT)HDT) ASTM D648, ISO 75 ASTM D648, ISO 75 熱變形溫度定義為標準試驗條在一定負荷下, 其變形量達到規定值的溫度. 它規定了短程耐熱性能. 不同材料的負荷熱變形溫度相互區別, 有的能 在高溫下承受小負荷; 有的在一個窄的溫度範圍內就會變形. 在每 個樣品上加0.45Mpa或1.80Mpa負荷. 將

13、試樣放進矽油浴中, 每分鐘溫 度升高2C, 直 到形變量達到規定值 熱性能測試熱性能測試 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。 UL94：美國UL(Underwriters Laboratory)關於塑膠的燃燒性的規格，耐火度： 5VA5VBV-0V-1V-2HB。 5V 最佳 即使在較熱的火焰下 也不能點燃。 垂直燃燒 自熄 94 V-0 (很好 ) 94 V-1 (好) 94 V-2 (次之 )

14、水準燃燒 緩慢燃燒 阻燃性能測試阻燃性能測試 阻燃性能測試阻燃性能測試 方法：垂直燃燒法 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 耐火 等級 兩次燃燒 有焰時間 第二次燃燒 有焰加無焰時間 5個樣條兩次 有焰燃燒總時間 滴落物有無 引燃脫脂棉 V-010s30s50s無 V-130s60s250s無 V-230s60s250s有 阻燃性能測試阻燃性能測試 A A，條型燃燒（，條型燃燒（BarBar）試驗）試驗 v 樣條和存放條件：與HB試驗相同 v 火焰要求：雙重

15、火苗（內焰高度3.81cm/外焰高度 12.7cm） v 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 B B，板型燃燒（，板型燃燒（PlaquePlaque）試驗）試驗 v 樣條尺寸：15cm15cm 厚度（共3塊） v 試驗方法：與條型燃燒相同 耐火 等級 燃燒有焰加 無焰時間 滴落物有無 引燃脫脂棉 試片中央 是否有燒穿 5VA60s無無 5VB60s無有 備註板型燃燒 黃卡解讀黃卡解讀 用語用語含義含義說明說明 ColorColor顏色顏色NC 為天然色（無著色的顏色）BK為黑色 ALL為全部顏色。 Min. Thick.Min. Thick. 試片最小

16、厚試片最小厚 度度 單位為mm。在上述黃卡中，試片厚度為3mm時，難燃性為5VA。試 片厚度為1mm時，難燃性為5VB。 Flame Flame ClassClass 難燃性難燃性根據UL94標準判定材料的難燃性水準。按照HB、V-2、V-1、V-0 的順序，難燃性依次增大。一般說的難燃材料指的是V-0。除了 傳統的評價方法之外，還設定了上一級的5V評價。作為定位，難 燃性順序依次為V-0、5VB、5VA。由於5V評價的試驗方法與傳統 相比有些不同，所以卡中象“V-0、5VA”那樣就表示進行了兩個 試驗。 HWIHWI熱金屬絲的熱金屬絲的 發火性發火性 是Hot wire ignition的縮

17、略語。將鎳絲纏繞在試片上，使規定 電流從中通過。按照到開始燃燒的時間，將材料難燃性分級。到 開始燃燒的時間12分鐘者為1級。到開始燃燒的時間715秒鐘者 為4級。級別的數字越大，材料越容易燃燒。 黃卡解讀黃卡解讀 HAIHAI高電流弧的發火性高電流電弧在試片旁邊飛過。根據到燃燒為止所需要的飛過 次數，將材料難燃性分級。級別數字越小，材料越難以燃燒。 RTIRTI相對保證溫度是UL保證材料使用的最高溫度。單位為。有時也只標注為 TI（保證溫度）。Elec表示對於電氣特性的TI ；imp表示有 衝擊負荷時的TI；str表示靜態下的TI。 IECIEC國際電氣化標準會議是電氣領域中的國際標準組織。相

18、當於非電氣領域的ISO、 通信領域的ITU。 GWITGWIT灼熱絲發火溫度是Glow wire ignition temparature的縮略語，是IEC規定 的燃燒性指標之一。 GWFIGWFI灼熱絲燃燒指數是Glow wire flammability index的縮略語，是IEC規定的 燃燒性指標之一。 CTICTI相比耐漏電起痕指數是Comparative tracking index的縮略語，是表示耐漏電性 的指標。在對絕緣物表面施加電壓的狀態下，使電解液滴落 於電極間的成型品表面，評價到何電壓為止不發生漏電破壞。 按照耐壓值從0到5進行分級。數字越小，耐漏電性越高。 黃卡解讀黃卡解讀 PTIPTI保證耐漏電起痕 指數 Proof tracking index的縮略語。試驗方法本身與CTI相 同。目前，對每一個耐壓值從0到5進行分級。PTI與CTI 的不同之處在於： CTI改變施加的電壓，求得材料的最 大耐壓值，從而決定起痕指數。而PTI所試驗的電壓是一 個點，只表示該點是否能耐受住電壓。換言之，假設PTI 為150V，則說明該材