塑料性能质量检测及测试仪器3

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

塑料性能应应用(2)：与挤出出过程相关关的材料性性能玻璃璃化化转转变变温温度度（（无无定定形形材材料料））熔融融温温度度（（半半结结晶晶材材料料））熔融融热热焓焓（（半半结结晶晶材材料料））磨擦擦系系数数导热热率率比热热熔体体粘粘度度单轴轴拉拉伸伸粘粘度度结晶晶温温度度（（半半结结晶晶材材料料））结晶晶热热焓焓（（半半结结晶晶材材料料））结晶晶动动力力学学（（半半结结晶晶材材料料））二、、塑塑料料测测试试项项目目及及相相关关标标准准世界界上上主主要要的的标标准准ASTM――美美国国材材料料试试验验学学会会标标准准AFNOR――法法国国标标准准化化协协会会标标准准BSI――英英国国标标准准协协会会标标准准DIN――德德国国标标准准化化学学会会标标准准JlS――日日本本工工业业标标准准ISO――国国际际标标准准化化组组织织标标准准IEC――国国际际电电工工技技术术委委员员会会标标准准技术术数数据据表表中中报报告告的的塑塑料料的的主主要要性性能能(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技术术数数据据表表中中报报告告的的塑塑料料的的主主要要性性能能(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结构构分分析析相相关关的的材材料料性性能能测测试试测试性能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加工工相相关关的的材材料料性性能能的的表表征征(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

加工工相相关关的的材材料料性性能能的的表表征征(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塑料料性性能能测测试试物理理化化学学性性质质；；力学学性性能能，，也也称称机机械械性性能能；；热性性能能；；电性性能能；；耐老老化化性性能能；；气体体透透过过性性能能；；光学学性性能能。。塑料料物物理理化化学学性性质质测测试试密度度和和相相对对密密度度：：浸浸渍渍法法、、比比重重瓶瓶法法、、浮浮沉沉法法、、密密度度梯梯度度法法。。吸水性：：试样在在经过下下燥后，，在规定定的试样样尺寸、、规定的的温度、、规定的的浸水时时间下的的吸水量量。耐化学药药品性：：塑料耐耐酸、耐耐碱、耐耐溶剂和和其他化化学品的的能力。。密度和相对密度ISO1183 ASTMD792ASTMD1505

GB/T1033吸水性ISO62ASTMD570GB/T1034耐化学药品性ISO175ASTMD543GB/T11547塑料力学学性能测测试(1)塑料受到到外力作作用时，，由于外外力的种种类、方方向、作作用力的的大小、、速度等等不同，，会出现现不同的的形变和和破坏。。在较慢速速度的外外力作用用下，材材料呈现现静态力力学性能能，如拉拉伸强度度、压缩缩强度、、剪切强强度、弯弯曲强度度、扭断断强度、、硬度等等；而在高速速度、瞬瞬间外力力作用下下，材料料呈现动动态力学学性能，，如冲击击强度；；在一定拉拉伸应力力或压缩缩应力长长时间作作用下，，材料发发生的形形变称为为蠕变，，可测定定与材料料长期连连续使用用性能相相关的耐耐久性．．而此时时材料破破坏所需需的载荷荷比静态态力学性性能要低低得多；；塑料力学学性能测测试(2)在周期性性外力作作用下，，材料将将出现疲疲劳，可可推测材材料的使使用寿命命，此时时的载荷荷也比静静态力学学性能要要低。这些力学学性能也也受到周周围环境境(如温温度、湿湿度、光光照、水水、空气气或接触触化学药药品等)的影响响，而且且塑料的的力学性性能对温温度和湿湿度的变变化又往往往特别别敏感．．塑料力学学性能测测试常用用项目拉伸性能能：拉伸伸弹性模模量；拉拉伸强度度；断裂裂伸长率率；泊松松比。弯曲性能能：弯曲曲弹性模模量；弯弯曲强度度。压缩性能能：压缩缩弹性模模量；压压缩强度度。撕裂性能能：撕裂裂强度。。摩擦和摩摩损。剪切性能能：剪切切强度。。抗冲击性性能：简简支梁；；悬臂梁梁；落锤锤；落球球；仪器器化落镖镖法；拉拉伸冲击击。硬度：球球压痕；；布氏硬硬度；洛洛氏硬度度。粘接性能能。耐疲劳性性。蠕变和应应力松弛弛。塑料力学学性能测测试常用用标准(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塑料力学学性能测测试常用用标准(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塑料热性性能测试试(1)(1)与与热传导导有关的的物理量量，如比比热容、、热导率率、比容容(反映映热膨胀胀)和热热膨胀系系数、收收缩率等等；(2)伴伴随温度度变化发发生相态态变化(固化、、软化、、熔融等等)的性性质．如如玻璃化化转变温温度(简简称玻璃璃化温度度，Tg)、结结晶熔点点(Tm)、结结晶温度度和成型型特征有有关的性性质，如如粘度——温度特特性、剪剪切速率率—温度度特征、、熔体流流动速率率(MFR)、、流出量量(流出出长度、、质量)—温度度特征等等；塑料热性性能测试试(2)(3)与与耐热性性有关的的性质，，如随温温度变化化引起的的耐热变变形性(热变形形温度、、维卡软软化点、、软化温温度)、、尺寸稳稳定性(线膨胀胀系数、、热膨胀胀率、热热收缩率率、热失失重、结结晶度或或固化度度—温度度特性)、机械械性质及及其他性性质的变变化(如如机械性性质—温温度特性性即耐热热性、脆脆化温度度即耐寒寒性、电电性能等等各种物物性—温温度特性性)、随随温度变变化而变变化的耐耐化学药药品性，，如起泡泡、开裂裂、变色色、失去去透明性性等外观观性能和和热分解解温度、、热失重重等热稳稳定性等等。(4)燃燃烧性，，如外观观变化、、燃烧速速率及变变化。塑料热性性能测试试常用项项目熔体质量量流动速速率和熔熔体体积积流动速速率；维卡软化化点（VST））；热变形温温度（HDT)；玻璃化转转变温度度和熔点点（结晶晶行为））；热膨胀系系数；动态力学学性能（（DMA)；热失重（（TG））；脆化温度度；流变行为为：转矩矩流变仪仪，毛细细管流变变仪,旋旋转流流变仪；；燃烧与阻阻燃性能能：氧指指数法；；炽热棒棒法；垂垂直燃烧烧；水平平燃烧。。塑料热性性能测试试常用标标准（1）MFR和MVRISO1133ASTMD1238GB/T3682VSTISO306ASTMD1512GB/T1633HDTISO75ASTMD648GB/T1634DSCISO11357ASTMD3417GB/T19466TMAISO11359ASTME831GB/T1036DMAISO6721

TGISO11358

脆化温度；ISO974ASTMD746ASTMD1790GB/T5470塑料热性性能测试试常用标标准（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塑料电性性能测试试塑料的电电性能特特别易受受温度、、湿度的的影响，，因此测测出的值值误差很很大，所所以对试试验片的的使用、、试验操操作要十十分注意意，必须须严格遵遵守试验验方法。。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塑料耐老老化性能能测试塑料在使使用、加加工及贮贮存过程程中，由由于受到到外界因因素包括括物理的的（热、、光、电电、辐射射能、机机械应力力等），，化学的的（氧、、臭氧、、雨水、、潮气、、酸、盐盐雾等））及生物物的（霉霉菌、细细菌等））各方面面的作用用，而会会引起化化学结构构的破坏坏，使原原有的优优良性能能丧失的的现象称称为老化化。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