高分子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。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(2)：与挤出过程相关的材料性能

玻璃化转变温度（无定形材料）熔融温度（半结晶材料）熔融热焓（半结晶材料）磨擦系数 导热率 比热 熔体粘度 单轴拉伸粘度 结晶温度（半结晶材料） 结晶热焓（半结晶材料） 结晶动力学（半结晶材料）二、塑料料测试项项目及相相关标准准世界上主主要的标标准ASTM―美国材料料试验学学会标准准AFNOR――法国标准准化协会会标准BSI――英国标准准协会标标准DIN――德国标准准化学会会标准JlS――日本工业业标准ISO――国际标准准化组织织标准IEC――国际电工工技术委委员会标标准技术数据据表中报报告的塑塑料的主主要性能能(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技术数据据表中报报告的塑塑料的主主要性能能(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结构分析析相关的的材料性性能测试试测试性能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加工相关关的材料料性能的的表征(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

加工相关关的材料料性能的的表征(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塑料性能能测试物理化学学性质；；力学性能能，也称称机械性性能；热性能；；电性能；；耐老化性性能；气体透过过性能；；光学性能能。塑料物理理化学性性质测试试密度和相相对密度度：浸浸渍法、、比重瓶瓶法、浮浮沉法、、 密度度梯度法法。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。这些力力学性性能也也受到到周围围环境境(如温度度、湿湿度、、光照照、水水、空空气或或接触触化学学药品品等)的影响响，而而且塑塑料的的力学学性能能对温温度和和湿度度的变变化又又往往往特别别敏感感．塑料力力学性性能测测试常常用项项目拉伸性性能：：拉伸伸弹性性模量量；拉拉伸强强度；；断裂裂伸长长率；；泊松松比。。弯曲性性能：：弯曲曲弹性性模量量；弯弯曲强强度。。压缩性性能：：压缩缩弹性性模量量；压压缩强强度。。撕裂性性能：：撕裂裂强度度。摩擦和和摩损损。剪切性性能：：剪切切强度度。抗冲击击性能能：简简支梁梁；悬悬臂梁梁；落落锤；；落球球；仪仪器化化落镖镖法；；拉伸伸冲击击。硬度：：球压压痕；；布氏氏硬度度；洛洛氏硬硬度。。粘接性性能。。耐疲劳劳性。。蠕变和和应力力松弛弛。塑料力力学性性能测测试常常用标标准(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塑料力力学性性能测测试常常用标标准(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塑料热热性能能测试试(1)(1)与热传传导有有关的的物理理量，，如比比热容容、热热导率率、比比容(反映热热膨胀胀)和热膨膨胀系系数、、收缩缩率等等；(2)伴随温温度变变化发发生相相态变变化(固化、、软化化、熔熔融等等)的性质质．如如玻璃璃化转转变温温度(简称玻玻璃化化温度度，Tg)、结晶晶熔点点(Tm)、结晶晶温度度和成成型特特征有有关的的性质质，如如粘度度—温度特特性、、剪切切速率率—温度特特征、、熔体体流动动速率率(MFR)、流出出量(流出长长度、、质量量)—温度特特征等等；塑料热热性能能测试试(2)(3)与耐热热性有有关的的性质质，如如随温温度变变化引引起的的耐热热变形形性(热变形形温度度、维维卡软软化点点、软软化温温度)、尺寸寸稳定定性(线膨胀胀系数数、热热膨胀胀率、、热收收缩率率、热热失重重、结结晶度度或固固化度度—温度特特性)、机械械性质质及其其他性性质的的变化化(如机械械性质质—温度特特性即即耐热热性、、脆化化温度度即耐耐寒性性、电电性能能等各各种物物性—温度特特性)、随温温度变变化而而变化化的耐耐化学学药品品性，，如起起泡、、开裂裂、变变色、、失去去透明明性等等外观观性能能和热热分解解温度度、热热失重重等热热稳定定性等等。(4)燃烧性性，如如外观观变化化、燃燃烧速速率及及变化化。塑料热热性能能测试试常用用项目目熔体质质量流流动速速率和和熔体体体积积流动动速率率；维卡软软化点点（VST）；热变形形温度度（HDT)；玻璃化化转变变温度度和熔熔点（（结晶晶行为为）；；热膨胀胀系数数；动态力力学性性能（（DMA)；热失重重（TG）；脆化温温度；；流变行行为：：转矩矩流变变仪，，毛细细管流流变仪仪,旋转流流变仪仪；燃烧与与阻燃燃性能能：氧氧指数数法；；炽热热棒法法；垂垂直燃燃烧；；水平平燃烧烧。塑料热热性能能测试试常用用标准准（1）MFR和MVRISO1133ASTMD1238GB/T3682VSTISO306ASTMD1512GB/T1633HDTISO75ASTMD648GB/T1634DSCISO11357ASTMD3417GB/T19466TMAISO11359ASTME831GB/T1036DMAISO6721

TGISO11358

脆化温度；ISO974ASTMD746ASTMD1790GB/T5470塑料热热性能能测试试常用用标准准（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塑料电电性能能测试试塑料的的电性性能特特别易易受温温度、、湿度度的影影响，，因此此测出出的值值误差差很大大，所所以对对试验验片的的使用用、试试验操操作要要十分分注意意，必必须严严格遵遵守试试验方方法。。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塑料耐耐老化化性能能测试试塑料在在使用用、加加工及及贮存存过程程中，，由于于受到到外界界因素素包括括物理理的（（热、、光、、电、、辐射射能、、机械械应力力等）），化化学的的（氧氧、臭臭氧、、雨水水、潮潮气、、酸、、盐雾雾等））及生生物的的（霉霉菌、、细菌菌等））各方方面的的作用用，而而会引引起化化学结结构的的破坏坏，使使原有有的优优良性性能丧丧失的的现象象称为为老化化。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湿热暴露ISO4611

GB/T12000塑料扩扩散与与渗透透性能能测试试高分子子聚合合物制制作的的薄膜膜或薄薄片，，对水水蒸气气和各各种气气体（（如；；氧气气）有有良好好的阻阻隔性性，也也可有有良好好的气气体透透过性性。透气性ISO2556ASTMD1434GB/T1038透水蒸气性ASTME96GB/T1037塑料光光学性性能测测试塑料的的光学学性能能指颜颜色、、光泽泽、透透明性性及折折射率率。透光率率，雾雾度ASTMD1003，GB/T2410塑料测测试结结果