常见塑料物性的检测及标准-

1、常见塑料物性的检测及标准流动系数(1测试的标准:ASTM D1238(2常用的测试标准的量测仪器是溶液指数计(Melt Indexer.(3流动系数检测方法:是一种表示塑胶材料加工时的流动性的数值。它是美国量测标准协会(ASTM根据美国杜邦公司(Du Pont惯用的鉴定塑料特性的方法制定而成,其测试方法是先让塑料粒在一定时间(10分钟内、一定温度及压力(各种材料标准不同下,融化成塑料流体,然后通过一直径为2.1mm圆管所流出的克(g数。其值越大,表示该塑胶材料的加工流动性越佳,反之则越差。(4测试的具体操作过程是:将待测高分子(塑料原料置入小槽中,槽末接有细管,细管直径为2.095mm,管长为

2、8mm。加热至某温度后,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,即为该塑料的流动指数。有时您会看到这样的表示法?MI25g/10min,它表示在10分钟内该塑料被挤出25克。一般常用塑料的MI值大约介于125之间。MI愈大,代表该塑料原料粘度愈小及分子重量愈小,反之则代表该塑料粘度愈大及分子重量愈大。收缩率测试的标准:ASTM D955塑胶制品经冷却、固化并脱模成形后,其尺寸与原模具尺寸之差的百分比。(3因结构不同的关系,结晶性塑料与非结晶性塑料的收缩率存在明显的差异。一般地,结晶性塑料的收缩率比非结晶性塑料的收缩率大上好几倍(如下表所示。同时有添加玻璃纤

3、维或其它强化剂的塑胶材料,其收缩率可降低好几倍。影响成型收缩的因素有热收缩、结晶度(热塑性或硬化度(热固性、弹性回复、分子配向、与成型条件等因素。<1>热塑性塑料塑料名称成形收缩率(%塑料名称成形收缩率(%塑料名称成形收缩率(%<2>热固性塑料热膨胀系数测试的标准:ASTM D696塑料加热时尺寸膨胀的比率由于一般塑料的热膨胀系数比金属大210倍,因此在设计模具、塑料与金属并用的器具、塑料的钳核物时,必须详加考虑,以防止因内部应力而造成产品的龟裂变形。玻璃转移点(TG当塑料的温度达到玻璃转移点时,其分子键的分枝开始局部脉动,塑料便由玻璃状变成橡胶状。当聚合物的温度在Tg

4、时,会由较高温下呈现的橡胶态,转至低温下所呈现的具坚硬易脆性质的玻璃状。结晶性塑料有明显的Tg及潜热值,聚合物是呈现橡胶态还是玻璃状全视Tg与当时使用时的温度而定,故Tg为聚合物在使用上的重要指针。(3下列举数种塑料的Tg值:塑料名称Tg(塑料名称Tg(PVC(rigid80212聚碳酸酯(Polycarbonate,PC39150HDPE-120PET79LDPE-120PBT20 Polypropylene,PP-10-18PI410聚苯乙烯(Polystyrene,PS63112PPS85 PMMA100120PSF190ABS88105PESF230PA57PEEK143聚缩醛(Pol

5、yacetal,POM-50-85U Polymer190 PEI217220PAI280 Nylon65059Nylon6,649261Nylon4678聚乙烯(Polyethylene,PE-120-125Polyvinyl chloride6076Polysulfone146273聚丙烯(Polypropylene,PP-10-18ASA104 HIPS100PES230SAN100PU120塑料的熔点(TM塑料的熔点是指塑料由固体状态变成熔融状态时的温度,此时结晶性塑料的比容显着增加,此温度又称可加工温度。(2下表为一些塑料的Tm值:塑料名称Tm(塑料名称Tm( HDPE130135P

6、ET250265LDPE107120PBT225230 Polypropylene,PP165176POB450 PA220PEEK334聚缩醛(Polyacetal,POM175181PPS285290 PTFE327Nylon6215225 Nylon46295Nylon11184187聚碳酸酯(Polycarbonate,PC220Nylon12177178 PMMA160Nylon6,6225265 PVC(rigid212Nylon6,10213ACETAL160聚乙烯(Polyethylene,PE115176Nylon6,12210220聚丙烯(Polypropylene,PP1

7、76热变形温度(HDT测试的标准:ASTM D648显示塑胶材料在高温受压下能否保持不变的外形,一般用来表示塑料的短期耐热性。测试方法:将试片在一定压力及一定加温速度下,弯曲到一定程度时的温度。例如,在一标准试片(127×13×3mm的中心,置放在455kPa或1820kPa负载下,并以2/min条件升温直到变形量为0.25mm时的温度。对非结晶塑料,HDT比Tg小1020;对结晶塑料,HDT则接近于Tm。通常加入纤维补强后,塑料的HDT会上升,因为纤维补强可以大幅提升塑料的机械强度,以致在升温的耐挠曲测试时,会呈现HDT急剧升高的现象。弹性系数弹性系数是指塑料受外力作用变

8、形后恢复原来形状的能力,一般以应力对应变的比值表示。弹性值愈大表示塑料材料的刚性(Rigidity愈好。硬度测试的标准:塑料的硬度常采用洛氏硬度萧氏硬度法来测试。其中Shore A常用来测定较软的塑料,如TPE等弹性体或橡胶;Shore D则来测定较硬的塑料;而Rock Well几乎都是测定较硬之工程塑料或高性能工程塑料。它们的公式换算为Shore D+50=Shore A。普通PE、MF、UF、FRP等塑料较硬,PE类较软。冲击强度测试的标准:ASTM D256。其中有夏比(Charpy法及艾氏(Izod法两种。计算方法是将破坏试片所需的能量值除以试片的宽度。一般塑料以PVC、PE、PP、A

9、BS等冲击强度较高。压缩强度测试的标准:ASTM D695。塑料承受外来压缩力的能力。聚缩醛、聚酯、压克力、尿权树脂和美腊明树脂在这方面性能较突出。弯曲强度测试的标准:ASTM D790主要用来测定塑料耐折的能力,以每单位面积多少力来表示。一般塑料以PVC、美腊明树脂、环氧树脂及聚酯类弯曲强度为佳。玻璃纤维也常用来提升塑料的耐折性。弯曲弹性率是指将试片弯曲时(测试方法如弯曲强度,在弹性范围内,单位变形量所产生的弯曲应力。一般弯曲弹性率越大,则表示该塑胶材料的刚性越好。抗张强度测试的标准:ASTM D638检测的方法:将塑胶材料拉伸到某一程度,所需力量的大小,通常以每单位面积多少力来表示,而其所

10、拉伸长度的百分比即为伸长率。拉伸强度试片其拉伸的速度通常为5.06.5mm/min。透气率测试的标准:ASTM D1434塑料膜或塑料板气体穿透难易的程度。吸水率测试的标准:检测的方法:将样品烘干后称重,再浸入水中24或48小时,然后取出来再称重,计算重量增加的百分比。酚醛树脂、尿醛树脂、尼龙、纤维素树脂等吸水率较高,PE、PP等吸水率较低。一般吸水率大者,其机械强度与尺寸稳定性易受影响。游离单体游离单体含量可表示树脂聚合的程度,一般以?或ppm表示。用做食品容器的塑料,或单体聚有毒性的塑料对游离单体含量管制较严。假比重及粒径分布测试的标准:粒径分布可依ASTM D1921的筛分法测得,假比重

11、可依ASTM D1895的方法测得。显示塑料原料的颗粒大小及填塞紧密状况。黏度测试的标准:ASTM D1823及ASTM D1824的方法测得。显示胶塑体及胶溶体的特性。分子量测试的标准:ASTM D3598。 一般化合物的分子量是不变的，而聚合体的分子量则是大小不均，所以必须采 用平均值及分布度表示。常用的分子量表示法为重量平均分子量 MW 及数目平均 分子量 MN，其比值 MW/MN 称为分子量分布。 比重 测试的标准：ASTM D792 水中置换法测得。 物质密度与水密度的比值（水密度为 1），所谓密度是指单位体积的重量。比重 可用来估算制品所需原料的重量，而要减轻塑料的用量或重量可采用

12、发泡的方 式解决。 比重可用来估算制品所需原料的重量，而要减轻塑料的用量或重量可采用发泡 的方式解决。 常见塑胶的改性方式及说明 塑料添加剂的简介 添加剂是指分散在塑料分子结构中，不会严重的影响塑料的分子结构，而能改善 其性质或降低成本的化学物质。 添加剂的加入， 能促使塑料改进基材的加工性、 物理性、 化学性等功能和增加基材的物理、化学特性。根据添加剂改进塑料的功能差异，添加剂 有许多不同称谓。具体来说，从增加基材的加工特性方面分析，添加剂包括： 流动性：滑剂；热安定；热安定剂、抗氧化剂；分散性：加工助剂、分散 剂；兼容性：兼容剂、偶合剂；熔融强度：架桥剂、增黏剂。从增加基材的物理、 化学特

13、性方面分析，添加剂包括：刚性、强度：填充剂、晶核剂；冲击性：冲击改 质剂；耐热性：填充剂、晶核剂；耐燃性：耐燃剂；耐候性：安定剂 UV 安定剂； 导电性：抗静电剂导电涂料填料；颜色：色料；软硬度：可塑剂加工油；密度： 发泡剂；透明性：晶核剂，卫生性：抗菌剂。 抗氧化剂 塑料中的不饱和双键受氧原子、热与光的侵袭而引起断裂产生自由基，由此引起连锁反 应，使分子链断裂或形成链交联，而导致塑料成品的强度降低或变脆。抗氧化剂的功能 就在于延缓塑料因氧化而分解，延长塑料产品的寿命。塑料工业所用的抗氧化剂依功能 可区分为： 氧化连锁反应抑制剂：如烷基酚（Alkyl phenol）、丁基化 基甲苯（Butyl

14、ated hydroxytoluene 简称 BHT 、 ） 芳香胺类（ Aromatic amines 、 ） 苯基B-耐胺（ Phenyl B-Naphthylamine）、烷对锟（Alkyl Quinone）、烯基双酚（Alkylene bisphenol）、烷基酚硫醚（Alkyl phenolthioether）、水杨酸苯指（Phenyl salicylate）等。 过氧化物分解剂：如刘醇急硫醚系、硫丙酸酯（Thio propionate ester）、有 机亚磷酸化合物（Organic phosphites）、二硫磺酸盐系等。（3）重金属不活 性化剂：如酰胺化物、联氨化物、芳香族胺系

15、化合物等。 抗静电剂 抗静电剂的主要功能是赋予塑料产生导电性，以使其避免因摩擦而造成静电的积存。 常 用的抗静电剂有四级铵盐（Quaternary ammonium salt）、乙氧化胺类、脂肪酸酯类与 磺化腊类（Sulfonated wax）等。 发泡剂 塑料用发泡剂主要有三类： 氮气、二氧化碳、及空气，直接压入塑料熔胶中使发泡。 挥发性液体如丁烷、戊烷、石油醚、二氟二氯甲烷等，在升温后即挥发膨胀， 而使塑料体发泡，常见的聚苯乙烯泡绵即属于这类型。 分解性化学发泡剂，这类发泡剂一般为固体粉末，它们在加热时即分解放出气 体（通常为氮或二氧化碳），而使塑料产生细胞状结构，并减轻重量。该类发 泡剂

16、多为有机的偶氮化合物，如偶氮双甲酰胺（Azodicarbonamide）、偶氮双 异丁晴（Azobisisobutyro-nitrile 简称 AIBN）。 发泡的塑料主要有：ABS、PS、PVC、PU、EVA、PE、PP 等。 难燃剂 当添加难燃剂的塑料暴露于火焰时，能自行抑制火焰的蔓延，防止烟雾的形成，当火焰 去掉时燃烧便会停止。塑料使用的难燃剂原理大致可分三种： 反应型（Reactive type）的难燃剂可与氧反应形成惰性气体，笼罩在燃烧物四 周， 降低燃烧物氧气含量，以达到终止燃烧的目的。凡是燃烧时能产生 CO、 CO2、 NH3 及卤素化合物，如 PVC、PU 泡绵、聚酯或环氧树酯等均选用本法。 非反应型（Non-Reactive type）的难燃剂是含有卤素、磷、氮或硼的化合物， 当发生燃烧时，就能分解出一种惰性物，披盖在塑料燃烧物表面，形成一层障 碍物，以隔绝外界之氧气，达到耐燃之目的。 含水氧化物如氧化铝的难燃剂遭遇