塑料性能质量检测及其测试仪器

塑料性能质量检测及

测试仪器塑料性能质量检测及其测试仪器一、塑料性能概述二、塑料测试项目及相关标准三、塑料测试仪器一、塑料性能概述塑料性能特点：塑料与传统的金属、玻璃、陶瓷等材料有许多不同，它的突出特点是质轻，对热及电具有良好绝缘性．强度、刚度虽低于金属，但比强度、比刚度却可能接近或超过金属。塑料的韧性明显优于玻璃和陶瓷、不同塑料的韧性可能低于、接近或高于金属。对外加载荷的响应，金属、玻璃、陶瓷都是弹性的，塑料却是粘弹性的。金属、玻璃、陶瓷的力学性能在较大温度范围受温度影响较小，塑料力学性能对温度改变却很敏感。湿度对金属、玻璃、陶瓷力学性能基本无影响，对塑料力学性能的影响却很明显。加载速率对金属等的力学性能有影响，对塑料力学性能影响更大。金属大都存在锈蚀问题，许多塑料却是优异的防腐耐蚀材料。金属、玻璃、陶瓷皆无老化问题，塑料在大气环境中却存在老化问题。一、塑料性能概述(2)塑料与金属等材料性能上的上述不同，源于它们化学组成及结构的不同．也决定了塑料有其它材料所不能代替的应用领域，它们的性能表征与测试也有自身的许多特点。因此，必须以了解塑料的基本组成和结构为基础，了解塑料的性能表征与测试。一、塑料性能概述(3)“表征”常用于评价塑料的分子或结构特性，表征手段如：GPC，X光衍射，NMR，质谱，UV，IR，DSC，TGA等。“测试”则用于塑料对外加负荷、环境等作用所引起的响应行为的评价。“测试”并非仅限于塑料树脂性能的测试。除了测试树脂之外，还常常测试树脂制成品塑料制件的性能，以保证合适的最终产品使用性能的要求。一、塑料性能概述(4)与结构特性有关的分析数据表征：包括分子参数，如：分子量、分子量分布、立构规整度、支化或化学不均匀性、形态特性（如结晶度等）。分析数据的表征主要是为了建立结构与性能之间的关系，它对产品设计使之具备有所需的使用性能来说是很重要的。选择材料所需的数据：产品技术数据表中的数据一般只是单点数据，这对于材料的初步筛选与比较己是足够了，然而，这些数据对于设计和工程分析，从道理上说则是不够的，因为这数据与产品最终使用性能的关系不大，而且极难从中看出在实际上如何用好塑料。一、塑料性能概述(5)塑料测试的必要性：1.评价材料的性能行为，以确定其对所需应用的适用性；2．评价材料是否满足有关安全规定等要求；3．为了质量控制之目的，要评估各批产品之间质量及其一致性；4．为了对用户的支持而作材料的专门评价。一、塑料性能概述(5)材料性能行为的评价包括了解结构－性能之间的关系以及比较一种产品与另一种产品的使用特性。对于新产品的开发，了解结构与性能之间的关系，可深入探求其使用性能以便决定进一步努力开发。所以说了解结构与性能的关系，使产品能满足使用条件下的要求，对于材料设计与预测是很重要的。而材料（产品）之间的性能比较对于寻找现用材料（产品）的替代物也是必要的。塑料性能应用(1)：零配件装配设计相关的材料性能搭扣配合：拉伸模量正割模量蠕变模量剪切模量 泊松比拉伸屈服应力摩擦系数

螺栓连接：压缩强度拉伸蠕变破裂应力 拉伸蠕变应变应力松弛＊

螺纹连接：剪切强度摩擦系数拉伸屈服应力

压配合：拉伸模量压缩模量蠕变模量泊松比 压缩强度拉伸屈服应力拉伸蠕变破裂应力 应力松弛＊可焊接性：剪切强度密度摩擦系数导热率比热 结晶熔融温度

塑料性能应用用(2)：与与挤出过程相相关的材料性性能玻璃化转变温温度（无定形形材料）熔融温度（半半结晶材料））熔融热焓（半半结晶材料））磨擦系数导热率比热熔体粘度单轴拉伸粘度度结晶温度（半半结晶材料））结晶热焓（半半结晶材料））结晶动力学（（半结晶材料料）二、塑料测试试项目及相关关标准世界上主要的的标准ASTM――美国材料料试验学会标标准AFNOR――法国标标准化协会标标准BSI―英英国标准协协会标准DIN―德德国标准化化学会标准JlS―日日本工业标标准ISO―国国际标准化化组织标准IEC―国国际电工技技术委员会标标准技术数据表中中报告的塑料料的主要性能能(1)性能ISO方法ASTM方法GB方法比重／密度ISO1183D7292GB/T1033

D1505（聚烯烃）

吸水率ISO62D570GB/T1034熔体流动速率（MFR)ISO1133D1238GB/T3682模塑收缩率ISO294―4（热塑性塑料）D955GB/T17037.4ISO2577（热固性塑料）

拉伸强度ISO527―1,2D638GB/T1040技术数据表中中报告的塑料料的主要性能能(2)性能ISO方法ASTM方法GB方法弯曲强度ISO178D790GB/T9341悬臂梁冲击强度ISO180D256GB/T1843仪器化落锤冲击强度ISO6603―2D3763

弯曲负载热变形温度ISO75―1,2D648GB/T1634维卡软化温度ISO306D1525GB/T1633热膨胀系数ISO11359―2E831GB/T1036结构分析相关关的材料性能能测试测试性能ISOASTM拉伸性能ISO527―1，2和4D638泊松比ISO527―1，2D638压缩性能ISO604D695剪切模量ISO6721―2，5D5279拉伸蠕变ISO899―1D2990摩擦系数ISO8295D3028弯曲蠕变ISO899―2D2990压缩蠕变

D2990断裂韧性ISO13586―1D5045加工相关的材材料性能的表表征(1)测试方法ISOASTM熔体粘度―切变速率数据ISO11443D3835热固性塑料的反应粘度ISO6721―10

单轴拉伸粘度ISO6721―10

第―法向应力差ISO6721―10

熔体密度

D3835堆积密度ISO61D1895密度―反应体系PVT数据ISO1183D792导热率

D5930模塑收缩率：

热塑性塑料ISO294―4D955热固性塑料ISO2577

面内剪切模量ISO6721―2或7

加工相关的材材料性能的表表征(2)测试方法ISOASTM比热ISO11357―4

玻璃化转变温度ISO11357―2

结晶温度ISO1357―3

结晶度ISO11357―5

熔融焓ISO11357―5D3417结晶焓ISO11357―5D3417结晶动力学ISO11357―7D3417热固性塑料的反应热ISO11357―5D4473热固性塑料的反应动力学ISO11357―5D4473胶凝转化率ISO11357―5

线性热膨胀系数ISO11359―2E831塑料性能测试试物理化学性质质；力学性能，也也称机械性能能；热性能；电性能；耐老化性能；；气体透过性能能；光学性能。塑料物理化学学性质测试密度和相对密密度：浸渍渍法、比重瓶瓶法、浮沉法法、 密度梯梯度法。吸水性：试样样在经过下燥燥后，在规定定的试样尺寸寸、规定的温温度、规定的的浸水时间下下的吸水量。。耐化学药品性性：塑料耐酸酸、耐碱、耐耐溶剂和其他他化学品的能能力。密度和相对密度ISO1183 ASTMD792ASTMD1505

GB/T1033吸水性ISO62ASTMD570GB/T1034耐化学药品性ISO175ASTMD543GB/T11547塑料力学性能能测试(1)塑料受到外力力作用时，由由于外力的种种类、方向、、作用力的大大小、速度等等不同，会出出现不同的形形变和破坏。。在较慢速度的的外力作用下下，材料呈现现静态力学性性能，如拉伸伸强度、压缩缩强度、剪切切强度、弯曲曲强度、扭断断强度、硬度度等；而在高速度、、瞬间外力作作用下，材料料呈现动态力力学性能，如如冲击强度；；在一定拉伸应应力或压缩应应力长时间作作用下，材料料发生的形变变称为蠕变，，可测定与材材料长期连续续使用性能相相关的耐久性性．而此时材材料破坏所需需的载荷比静静态力学性能能要低得多；；塑料力学性能能测试(2)在周期性外力力作用下，材材料将出现疲疲劳，可推测测材料的使用用寿命，此时时的载荷也比比静态力学性性能要低。这些力学性能能也受到周围围环境(如温温度、湿度、、光照、水、、空气或接触触化学药品等等)的影响，，而且塑料的的力学性能对对温度和湿度度的变化又往往往特别敏感感．塑料力学性能能测试常用项项目拉伸性能：拉拉伸弹性模量量；拉伸强度度；断裂伸长长率；泊松比比。弯曲性能：弯弯曲弹性模量量；弯曲强度度。压缩性能：压压缩弹性模量量；压缩强度度。撕裂性能：撕撕裂强度。摩擦和摩损。。剪切性能：剪剪切强度。抗冲击性能：：简支梁；悬悬臂梁；落锤锤；落球；仪仪器化落镖法法；拉伸冲击击。硬度：球压痕痕；布氏硬度度；洛氏硬度度。粘接性能。耐疲劳性。蠕变和应力松松弛。塑料力学性能能测试常用标标准(1)拉伸性能ISO527ASTMD638GB/T1040-2006压缩性能ISO604ASTMD695GB/T1041弯曲性能ISO178ASTMD790GB/T9341悬臂梁冲击ISO180ASTMD256GB/T1843简支梁冲击ISO179

GB/T1043仪器化落镖法冲击ISO6603ASTMD3763

摆锤冲击

ASTMD3420GB/T8809塑料力学性能能测试常用标标准(2)撕裂强度ISO6383ASTMD1004GB/T16578硬度ISO2039ASTMD785GB/T2411GB/T3398GB/T9342摩擦磨耗

ISO8295

ISO5470ASTMD1044GB/T3960GB/T19089GB/T5478粘接性能ISO15509ASTMD3164ASTMD3163GB/T16276塑料热性能测测试(1)(1)与热传传导有关的物物理量，如比比热容、热导导率、比容(反映热膨胀胀)和热膨胀胀系数、收缩缩率等；(2)伴随温温度变化发生生相态变化(固化、软化化、熔融等)的性质．如如玻璃化转变变温度(简称称玻璃化温度度，Tg)、、结晶熔点(Tm)、结结晶温度和成成型特征有关关的性质，如如粘度—温度度特性、剪切切速率—温度度特征、熔体体流动速率(MFR)、、流出量(流流出长度、质质量)—温度度特征等；塑料料热热性性能能测测试试(2)(3)与与耐耐热热性性有有关关的的性性质质，，如如随随温温度度变变化化引引起起的的耐耐热热变变形形性性(热热变变形形温温度度、、维维卡卡软软化化点点、、软软化化温温度度)、、尺尺寸寸稳稳定定性性(线线膨膨胀胀系系数数、、热热膨膨胀胀率率、、热热收收缩缩率率、、热热失失重重、、结结晶晶度度或或固固化化度度——温温度度特特性性)、、机机械械性性质质及及其其他他性性质质的的变变化化(如如机机械械性性质质——温温度度特特性性即即耐耐热热性性、、脆脆化化温温度度即即耐耐寒寒性性、、电电性性能能等等各各种种物物性性——温温度度特特性性)、、随随温温度度变变化化而而变变化化的的耐耐化化学学药药品品性性，，如如起起泡泡、、开开裂裂、、变变色色、、失失去去透透明明性性等等外外观观性性能能和和热热分分解解温温度度、、热热失失重重等等热热稳稳定定性性等等。。(4)燃燃烧烧性性，，如如外外观观变变化化、、燃燃烧烧速速率率及及变变化化。。塑料料热热性性能能测测试试常常用用项项目目熔体体质质量量流流动动速速率率和和熔熔体体体体积积流流动动速速率率；；维卡卡软软化化点点（（VST））；；热变变形形温温度度（（HDT)；；玻璃璃化化转转变变温温度度和和熔熔点点（（结结晶晶行行为为））；；热膨膨胀胀系系数数；；动态态力力学学性性能能（（DMA)；；热失失重重（（TG））；；脆化化温温度度；；流变变行行为为：：转转矩矩流流变变仪仪，，毛毛细细管管流流变变仪仪,旋旋转转流流变变仪仪；；燃烧烧与与阻阻燃燃性性能能：：氧氧指指数数法法；；炽炽热热棒棒法法；；垂垂直直燃燃烧烧；；水水平平燃燃烧烧。。塑料料热热性性能能测测试试常常用用标标准准（（1））MFR和MVRISO1133ASTMD1238GB/T3682VSTISO306ASTMD1512GB/T1633HDTISO75ASTMD648GB/T1634DSCISO11357ASTMD3417GB/T19466TMAISO11359ASTME831GB/T1036DMAISO6721

TGISO11358

脆化温度；ISO974ASTMD746ASTMD1790GB/T5470塑料料热热性性能能测测试试常常用用标标准准（（2））流变行为转矩流变仪

ASTMD3795

毛细管流变仪ISO11443ASTMD3835

旋转流变仪ISO6721-10ASTMD4440

燃烧性能氧指数法ISO4589ASTMD2863GB/T2406炽热棒法

GB/T2407垂直燃烧ISO1210ASTMD3014GB/T2408水平燃烧ISO1210ASTMD635GB/T2408塑料料电电性性能能测测试试塑料料的的电电性性能能特特别别易易受受温温度度、、湿湿度度的的影影响响，，因因此此测测出出的的值值误误差差很很大大，，所所以以对对试试验验片片的的使使用用、、试试验验操操作作要要十十分分注注意意，，必必须须严严格格遵遵守守试试验验方方法法。。体积电阻率IEC60093ASTMD257GB/T1410介电强度IEC60243ASTMD149

介电常数IEC60250ASTMD150GB/T1409介质损耗因数IEC60250ASTMD150GB/T1409塑料料耐耐老老化化性性能能测测试试塑料料在在使使用用、、加加工工及及贮贮存存过过程程中中，，由由于于受受到到外外界界因因素素包包括括物物理理的的（（热热、、光光、、电电、、辐辐射射能能、、机机械械应应力力等等）），，化化学学的的（（氧氧、、臭臭氧氧、、雨雨水水、、潮潮气气、、酸酸、、盐盐雾雾等等））及及生生物物的的（（霉霉菌菌、、细细菌菌等等））各各方方面面的的作作用用，，而而会会引引起起化化学学结结构构的的破破坏坏，，使使原原有有的的优优良良性性能能丧丧失失的的现现象象称称为为老老化化。。实验室光源曝露ISO4892

GB/T16422大气自然暴露ISO877ASTMD1435GB/T3681热空气暴露

GB/T7141湿热暴露ISO4611

GB/T12000塑料料扩扩散散与与渗渗透透性性能能测测试试高分分子子聚聚合合物物制制作作的的薄薄膜膜或或薄薄片片，，对对水水蒸蒸气气和和各各种种气气体体（（如如；；氧氧气气））有有良良好好的的阻阻隔隔性性，，也也可可有有良良好好的的气气体体透透过过性性。。透气性ISO2556ASTMD1434GB/T1038透水蒸气性ASTME96GB/T1037塑料料光光学学性性能能测测试试塑料料的的光光学学性性能能指指颜颜色色、、光光泽泽、、透透明明性性及及折折射射率率。。透光光率率，，雾雾度度ASTMD1003，，GB/T2410塑料料测测试试结结果果的的影影响响因因素素(1)影响响塑塑料料