塑料热性能测试

1、测试塑料的负荷变形温度测试塑料的负荷变形温度 塑料负荷变形温度是指塑料试样浸在一种塑料负荷变形温度是指塑料试样浸在一种等速升温的液体传热介质中，在简支梁式的静等速升温的液体传热介质中，在简支梁式的静弯曲负载作用下，试样弯曲变形达到规定值的弯曲负载作用下，试样弯曲变形达到规定值的温度。温度。一、测试原理一、测试原理 处于玻璃态或结晶状态的高聚物，随着温度的处于玻璃态或结晶状态的高聚物，随着温度的提高，原子和分子运动能量提高，在外力作用下因提高，原子和分子运动能量提高，在外力作用下因其定向运动而导致形变的能力增加，也即材料抵抗其定向运动而导致形变的能力增加，也即材料抵抗外力的能力外力的能力模量随温

2、度升高而下降。模量随温度升高而下降。 负荷变形温度是将标准试样以平放或侧立方式负荷变形温度是将标准试样以平放或侧立方式承受三点弯曲恒定负荷，使其产生规定的弯曲应力，承受三点弯曲恒定负荷，使其产生规定的弯曲应力，然后再匀速升温条件下，测量达到与规定的弯曲应变然后再匀速升温条件下，测量达到与规定的弯曲应变增量相对应的标准挠度时的温度。增量相对应的标准挠度时的温度。二、测试设备二、测试设备 负荷热变形温度测定仪由试样支架、负荷压头、砝码、中点负荷热变形温度测定仪由试样支架、负荷压头、砝码、中点形变测定仪、温度计及能恒速升温的加热浴箱组成。形变测定仪、温度计及能恒速升温的加热浴箱组成。 保温浴槽内盛有

3、对试样无影响的液体传热介质，如硅油、变保温浴槽内盛有对试样无影响的液体传热介质，如硅油、变 压器油、液体石蜡或乙二醇等，浴槽并设有搅拌器。压器油、液体石蜡或乙二醇等，浴槽并设有搅拌器。 支架用于放置试样，两个支座中心间的距离为支架用于放置试样，两个支座中心间的距离为100mm。三三 、试样、试样 模塑试样：模塑试样：L=120mmL=120mm，h=15mmh=15mm，b=10mmb=10mm。 板材试样：板材试样：L=120mmL=120mm，h=15mmh=15mm，b=3b=313mm13mm（取板厚）（取板厚） 特殊情况下，可取特殊情况下，可取L=120mmL=120mm，h=9.8

4、h=9.815mm15mm，b=3b=313mm13mm。但中点弯曲变形量必须取规定的值。但中点弯曲变形量必须取规定的值。 当板材的厚度大于当板材的厚度大于13 mm13 mm，则在其一面机械加工至符，则在其一面机械加工至符合要求的厚度。合要求的厚度。 当采用压塑的方法制备试样时，模塑压力方向应垂直当采用压塑的方法制备试样时，模塑压力方向应垂直于试样高的这一侧面。于试样高的这一侧面。 模塑条件对测定结果有较大影响，因此模塑条件应按模塑条件对测定结果有较大影响，因此模塑条件应按有关材料标准的要求或有关方面确定。有关材料标准的要求或有关方面确定。四、测试步骤四、测试步骤（1）将符合要求的试样按规定

5、进行状态调节；）将符合要求的试样按规定进行状态调节；（2）测量试样宽度）测量试样宽度b和厚度和厚度h，精确到，精确到0.1mm；（3）检查试样支座间跨度）检查试样支座间跨度 ，并按试验需要调节到适当，并按试验需要调节到适当 值，精确到值，精确到0.5mm；（4）计算砝码质量，使试样承载后最大弯曲正应力为）计算砝码质量，使试样承载后最大弯曲正应力为 1.8N/mm2或或0.45N/mm2；（5）确定加热装置的起始温度。每次试验开始时，加热）确定加热装置的起始温度。每次试验开始时，加热（6）装置的温度应低于）装置的温度应低于27。（7 7）将试样对称地放在试样支座上，高度为）将试样对称地放在试样支

6、座上，高度为15mm15mm的一面的一面垂直放置，插入温度计，温度计水银球在试样两支座垂直放置，插入温度计，温度计水银球在试样两支座的中点附近，与试样相距在的中点附近，与试样相距在3mm3mm以内，不要触及试样。以内，不要触及试样。（8 8）把装好试样的支架小心放入保温浴槽内，试样应位）把装好试样的支架小心放入保温浴槽内，试样应位于液面于液面35mm35mm以下，加上砝码，开动搅拌器，以下，加上砝码，开动搅拌器，5min5min后调后调节变形测量装置，使之为零。节变形测量装置，使之为零。（9 9）按升温按钮加热升温。当试样中点弯曲变形量达到）按升温按钮加热升温。当试样中点弯曲变形量达到规定值（

7、规定值（0.210.21）mmmm时，迅速记录此时温度。此温度为时，迅速记录此时温度。此温度为试样在相应最大弯曲正应力条件下的热变形温度。试样在相应最大弯曲正应力条件下的热变形温度。五、结果表示五、结果表示 结果以样条的初始挠度增加量达到标准挠度时的结果以样条的初始挠度增加量达到标准挠度时的温度为其负荷变形温度。温度为其负荷变形温度。 材料的热变形温度值以同组试样的算术平均值表材料的热变形温度值以同组试样的算术平均值表示。示。 如果各向异塑料的单个实验结果相差如果各向异塑料的单个实验结果相差2以上，以上，或部分结晶材料的单个结果相差或部分结晶材料的单个结果相差5 以上，则应以上，则应重新进行试

8、验。重新进行试验。 六、影响因素与讨论六、影响因素与讨论 试验机的影响试验机的影响 试样支架及负载杆的热膨胀导致读数误差。试样支架及负载杆的热膨胀导致读数误差。 支座间距、负载杆上的压头与试样位置导致试样最大变形量支座间距、负载杆上的压头与试样位置导致试样最大变形量变化，从而导致较大的系统误差。变化，从而导致较大的系统误差。 试样的制备方法及尺寸的影响试样的制备方法及尺寸的影响 传热介质的影响传热介质的影响试验条件的影响试验条件的影响 塑料导热性差，介质与试样形成热平衡需要较长时间塑料导热性差，介质与试样形成热平衡需要较长时间 在升温过程中，试样本身与介质总是存在一定温差，而且在升温过程中，试

9、样本身与介质总是存在一定温差，而且这种温差将随介质升温速率的增加而增加。升温速率增加，这种温差将随介质升温速率的增加而增加。升温速率增加，试验结果偏高，反之，则偏低。试验结果偏高，反之，则偏低。 试样放置方式的影响。试样放置方式的影响。维卡软化温度试验维卡软化温度试验 维卡软化点是维卡软化点是在一定升温条件下，以截面在一定升温条件下，以截面积为积为1mm1mm2 2的压针头在规定负荷下刺入塑料试样的压针头在规定负荷下刺入塑料试样1mm1mm深时的温度。深时的温度。一、试验原理一、试验原理 随着温度的提高，材料抵抗外力的能力下降，在恒定外随着温度的提高，材料抵抗外力的能力下降，在恒定外力作用下压

10、针头刺入试样的深度因之逐步加深。当规定针入力作用下压针头刺入试样的深度因之逐步加深。当规定针入量为一定值量为一定值(1mm)(1mm)时，各种热塑性塑料达到该针入量时的温时，各种热塑性塑料达到该针入量时的温度就称为度就称为软化点温度软化点温度。 塑料维卡软化温度实验按塑料维卡软化温度实验按GB/T 1633-2000GB/T 1633-2000标准进行，标准进行，该标准规定了四种试验方法：该标准规定了四种试验方法：A50A50法法使用使用10N10N的力，加热速率的力，加热速率5050/h；B50法法使用使用50N的力，加热速率的力，加热速率50 /h；A120A120法法使用使用10N10N

11、的力，加热速率的力，加热速率120/h120/h；B120B120法法使用使用51N51N的力，加热速率的力，加热速率120 120 /h。二、测试仪器二、测试仪器 维卡软化点试验装置与热变形温度测试的基本一样。由支维卡软化点试验装置与热变形温度测试的基本一样。由支架、保温浴槽、液体传热介质、砝码、测温装置、变形测量装置架、保温浴槽、液体传热介质、砝码、测温装置、变形测量装置和冷却装置等构成。压针头平端与负载杆成直角，截面积为和冷却装置等构成。压针头平端与负载杆成直角，截面积为1mm2。试验条件：试验条件：（1）等速升温：）等速升温：A：50.5/6min； B：121.0/6min。（2）砝

12、码大小：）砝码大小：9.81N（1000gf）；）；49.05N（5000gf）（3）试验时的起始温度可取室温。）试验时的起始温度可取室温。（4）以压针头刺入试样的量）以压针头刺入试样的量1mm为试验终点。为试验终点。 三、试样要求三、试样要求试样厚度应在试样厚度应在36mm范围，宽和长至少为范围，宽和长至少为1010mm，或，或直径大于直径大于10mm的圆片。的圆片。模塑试样厚度应在模塑试样厚度应在34mm范围。范围。板材试样取原厚，超过板材试样取原厚，超过6mm时，单面加工成时，单面加工成34mm。不足不足3mm时，由时，由23块迭合成厚度大于块迭合成厚度大于3mm使用。使用。试样的支撑面

13、和受测面应平行，表面平整光滑，无气泡，无试样的支撑面和受测面应平行，表面平整光滑，无气泡，无 锯切痕迹，凹痕或飞边等缺陷。锯切痕迹，凹痕或飞边等缺陷。按产品标准规定进行预处理。按产品标准规定进行预处理。每组试样为个。每组试样为个。四、操作步骤四、操作步骤准备工作准备工作（1）向油箱内注入硅油，使油面与油箱上平面距离保持在）向油箱内注入硅油，使油面与油箱上平面距离保持在5060毫米左右，试样浸入油面的深度至少为毫米左右，试样浸入油面的深度至少为35毫米。毫米。（2）关闭冷却水进水口，打开排水口，使排水口敞开。）关闭冷却水进水口，打开排水口，使排水口敞开。（3）打开电源，预热机器）打开电源，预热机

14、器10分钟。分钟。（4）开机顺序：工控机）开机顺序：工控机电脑电脑试验主机。试验主机。（5）检查试验主机上的）检查试验主机上的“升升”、“降降”、“停停”各按钮是否灵各按钮是否灵敏可靠，搅拌是否运行。敏可靠，搅拌是否运行。维卡试验操作维卡试验操作打开电脑桌面上的打开电脑桌面上的 “PowerTest-W”试验软件。试验软件。点击点击“试验试验”按钮，选择试验方案名按钮，选择试验方案名“维卡维卡”，并设置相，并设置相关的试验参数值，然后按关的试验参数值，然后按“确定确定”。轻按试验主机轻按试验主机“开机开机”按钮，试验机通电。按钮，试验机通电。按按“升升”按钮，升起试验架。按钮，升起试验架。选择

15、压针式压头，将其正确安装在无负载作用的负载杆底选择压针式压头，将其正确安装在无负载作用的负载杆底端。端。将试样水平放置在未加负荷的压针下，压针压在试样中心；将试样水平放置在未加负荷的压针下，压针压在试样中心；提起砝码托盘把手，使压针压住试样。提起砝码托盘把手，使压针压住试样。轻按主机轻按主机“降降”按钮，试样及试样架装置进入油箱中。按钮，试样及试样架装置进入油箱中。 5分钟后，向载荷盘上加试验所要求质量的砝码。分钟后，向载荷盘上加试验所要求质量的砝码。 将小磁粒放在砝码凹槽上正中位置。将小磁粒放在砝码凹槽上正中位置。 调节位移传感器的夹具，使传感器竖直压在砝码磁粒上，调节位移传感器的夹具，使传

16、感器竖直压在砝码磁粒上，传感器的显示值在（传感器的显示值在（34）mm间。间。 按位移传感器上的按位移传感器上的“O”键，各路通道变形值读数为键，各路通道变形值读数为“0”。 点击点击“运行运行”按钮，试验进行。按钮，试验进行。 试验结束，点击软件的试验结束，点击软件的“停止停止”按钮。按钮。 拧松位移传感器的把手，移开传感器，拿离砝码。拧松位移传感器的把手，移开传感器，拿离砝码。 按主机按主机“升升”按钮，用钳子拿掉试样。按钮，用钳子拿掉试样。 点击点击 “数据处理数据处理”下拉菜单，查看试验数据结果。下拉菜单，查看试验数据结果。 打印试验报告。打印试验报告。五、结果表示五、结果表示 受测材

17、料的维卡温度以试样维卡软化温受测材料的维卡温度以试样维卡软化温度的算术平均值来表示。如果单个试验结果度的算术平均值来表示。如果单个试验结果差的范围超过差的范围超过2，记下单个试验结果，并，记下单个试验结果，并用另一组至少两个试样重复进行一次实验。用另一组至少两个试样重复进行一次实验。定义：定义：塑料试样在规定的受力变形条件下，测出其显示脆化塑料试样在规定的受力变形条件下，测出其显示脆化破坏时的温度。破坏时的温度。一、测试原理一、测试原理 一组试样在实验机夹具上夹好，置于低温中恒温，以规一组试样在实验机夹具上夹好，置于低温中恒温，以规定的冲头，规定的速度冲击试样，使其沿夹具的下钳口圆弧定的冲头，

18、规定的速度冲击试样，使其沿夹具的下钳口圆弧弯曲弯曲9090，观察试样破坏的比例。把一组试样的，观察试样破坏的比例。把一组试样的50%50%被破坏被破坏时的温度即为脆化温度。时的温度即为脆化温度。二、仪器设备二、仪器设备恒温容器、夹具、冲恒温容器、夹具、冲锤、机械装置（保证锤、机械装置（保证冲锤按规定速度冲锤按规定速度200mm/S冲击试样）冲击试样）三、试样三、试样大量，最少大量，最少100个个在不同温度点上测试，进行统计分析，找出在不同温度点上测试，进行统计分析，找出t50四、测试与结果表示四、测试与结果表示选取合适的温度点，选取合适的温度点，4 4个温度之间梯度要使试样的个温度之间梯度要使试样的破坏率覆盖在破坏率覆盖在10-90%10-90%间。间。每个温度测至少每个温度测至少2525个试样，记录温度及破坏率。个试样，记录温度及破坏率。图解法表示结果：绘制温度图解法表示结果：绘制温度破坏率图，从中找破坏率图，从中找出出50%50%破坏率对应的温度破坏率对应的温度-脆化温度。脆化温度。五、脆化温度测试的影响因素五、脆化温度测试的影响因素 试样试样 尺寸：较厚试样，测得脆化温度偏高尺寸：较厚试样，测得脆化温度偏高