中文版塑料測試方法

1、常用的塑料測試方法簡介更多資料請關(guān)注新浪微博：越美惠1拉伸強(qiáng)度和拉伸模量astm d 638, iso r527, din 53455, din53457了解材料對負(fù)載的響應(yīng)程度是了解材料性能的基礎(chǔ)。通過測試在一定應(yīng)力下材料的變形程度（應(yīng)變），設(shè)計(jì)者可以預(yù)測材料在其工作環(huán)境下的應(yīng)用（如圖1）。圖 1 拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線a：彈性形變的極限值b：屈服點(diǎn)c：最大強(qiáng)度o-a:屈服區(qū)域，發(fā)生彈性形變超過 a 點(diǎn)：塑性變形圖2：astm d 6，拉伸試樣的尺寸模量：應(yīng)力/應(yīng)變mpa常用的塑料測試方法簡介更多資料請關(guān)注新浪微博：越美惠2屈服應(yīng)力： 開始發(fā)生塑性變形的應(yīng)力mpa斷裂應(yīng)力發(fā)生斷裂時(shí)的應(yīng)力mpa斷裂

2、伸長率材料發(fā)生斷裂時(shí)的應(yīng)變彈性極限開始發(fā)生彈性形變的終點(diǎn)彈性模量發(fā)生在塑性變形時(shí)的模量mpa測試速度：a 速度： 1mm/mm 拉伸模量b 速度： 5mm/mm 填充材料的拉伸應(yīng)力 /應(yīng)變c 速度： 50mm/mm 為填充材料的拉伸應(yīng)力 /應(yīng)變彎曲強(qiáng)度和彎曲模量astm d 790, iso 178, din 53452彎曲強(qiáng)度是用來測量材料抵制撓曲變形的能力或者是測試材料的剛性。與拉伸負(fù)載不同的是，在測試彎曲時(shí)，所有的應(yīng)力加載在一個(gè)方向上。用壓頭壓在試樣的中部使其形成一個(gè)3 點(diǎn)的負(fù)載，在標(biāo)準(zhǔn)測試儀上，恒定的壓縮速度為2mm/mm.通過計(jì)算機(jī)收集的數(shù)據(jù)，測繪出試樣的壓縮負(fù)荷變形曲線，來計(jì)算壓縮

3、模量。在曲線的線性區(qū)域至少取5 個(gè)點(diǎn)的負(fù)載和變形。彎曲模量（應(yīng)力與應(yīng)變的比值）是表征材料彎曲性能的重要指標(biāo)。壓縮模量是指在應(yīng)力應(yīng)變的曲線的線性范圍內(nèi)，壓縮應(yīng)力與壓縮應(yīng)變之比。壓縮應(yīng)力與壓縮應(yīng)變的單位都是mpa。圖 3：彎曲測試示意圖耐磨性能測試常用的塑料測試方法簡介更多資料請關(guān)注新浪微博：越美惠3ge 測試方法與astm d 1044, iso 3537, din 52347 測試方法相似用 taber磨損機(jī)磨損測試試樣，通過計(jì)算試樣的磨損量來表征材料的耐磨性能。測試試樣放置在一個(gè)以恒定轉(zhuǎn)速60rpm的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤上（如圖4 所示），把一定重量的砂輪壓在測試試樣上（轉(zhuǎn)盤是通過人工磨出來的，可以獲得

4、不同重量的轉(zhuǎn)盤）。當(dāng)轉(zhuǎn)盤達(dá)到規(guī)定的圈數(shù)，測試結(jié)束。然后稱量磨損掉下來的試樣碎片的質(zhì)量來表征材料的耐磨性能指標(biāo)，耐磨性的指標(biāo)是mg/1000圈。astm 與 iso 區(qū)別astm 測試試樣的厚度是3mm，而 iso測試試樣為 4mm。試樣厚度的不同，將會(huì)導(dǎo)致測試結(jié)果的不同。測試結(jié)果的不同是因?yàn)闇y試方法的不同，而不是因?yàn)椴牧闲阅艿牟煌so 測試方法不僅是測試條件，以及試樣的尺寸與astm 不同，而且 iso 的測試試樣需要根據(jù)iso294的標(biāo)準(zhǔn)，以規(guī)定的加工條件來加工測試試樣。沖擊性能在標(biāo)準(zhǔn)的測試中，比如拉伸，彎曲測試，材料吸收能量是比較緩慢的，但是在現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用中，材料經(jīng)常會(huì)吸收突如其來的能量

5、，例如掉落的物體，大風(fēng)，坍塌，高空墜落等。沖擊測試的目的就是模擬這些情況，缺口與非缺口沖擊測試就是表征材料在指定沖擊應(yīng)力下的行為，以此在表征材料的脆性與韌性。沖擊測試的數(shù)據(jù)不能作為材料設(shè)計(jì)的依據(jù)。材料特定的行為可以通過測試不同條件下的測試實(shí)驗(yàn)來獲得，比如改變?nèi)笨诘拇笮『蜏y試溫度。沖擊測試是在擺錘式懸臂梁沖擊儀上實(shí)現(xiàn)的，試樣被固定在夾具上，一個(gè)擺錘（具有固定半徑的沖擊刃）從固定的高度釋放，使得試樣能夠吸收瞬時(shí)能量。擺常用的塑料測試方法簡介更多資料請關(guān)注新浪微博：越美惠4錘釋放的高度與最后擺回去的高度差值代表了測試樣條的斷裂吸收的能量。測試需要在室溫下進(jìn)行，或者是低溫下進(jìn)行（表征材料的低溫沖擊韌性

6、）。測試樣條有不同的類型以及不同的缺口的尺寸。沖擊測試的結(jié)果不是絕對的，除非測試樣條的幾何形狀和實(shí)際最終使用的環(huán)境一致。如果兩種材料的失效速率和失效的模式一樣的話，那么材料在兩種測試方法下的沖擊性能是等同的。沖擊性能的比較astm 與 iso沖擊性能對測試試樣的厚度和分子取向很敏感。astm 與 iso 方法中使用的試樣的厚度差別可能對沖擊的影響很大。厚度從3mm 變?yōu)?4mm 甚至通過分子質(zhì)量和試樣厚度對 izod 缺口沖擊性能使失效方式發(fā)生改變，從塑性轉(zhuǎn)成脆性（如圖9所示）。但是在3mm顯示脆性的材料如礦物和玻璃填充等級的材料不受影響。添加了沖擊改性劑的材料也不受此因素的影響。圖 9：測試

7、試樣的厚度和分子取向?qū)_擊性能的影響缺口沖擊強(qiáng)度astm d256， iso 180缺口沖擊強(qiáng)度已經(jīng)成為比較材料沖擊韌性的標(biāo)準(zhǔn)測試（如圖10和 11）。但是缺口沖擊測試與制品在實(shí)際使用的環(huán)境的關(guān)系比較小。因?yàn)楦淖內(nèi)笨诿舾械牟牧?，測試結(jié)果會(huì)有很大的改變。沖擊測試主要是用來表征材料對缺口的敏感性而非抗沖能力。缺口沖擊強(qiáng)度測試主要用來比較材料的韌性。缺口沖擊測試對于一些帶有尖角，尖的拐角，加強(qiáng)肋的制品的沖擊韌性有很大的實(shí)際意義。常用的塑料測試方法簡介更多資料請關(guān)注新浪微博：越美惠5圖 10 缺口沖擊強(qiáng)度無缺口沖擊測試的試樣幾何形狀，測試負(fù)載與缺口試樣一樣，只是測試試樣上沒有缺口。這種測試比缺口沖擊準(zhǔn)

8、確，是因?yàn)樗鼫p少了因銑缺口而造成的應(yīng)力集中。沖擊強(qiáng)度是用試樣吸收的能量除以試樣在缺口處的厚度和寬度的乘積得到的，單位是 kj/m2.iso 測試標(biāo)準(zhǔn)的不同反映了試樣的類型和缺口的類型iso 180/1a 是指 1 類試樣和 a 缺口。如圖 10所示。試樣的尺寸為長80mm，高 10mm，厚 4mm。iso 180/1u 是指試樣為 1 類型，但是夾具是反向的。astm 測試方法中試樣的長為 63.5mm,更重要的是試樣的厚度是3.2mm，而擺錘的半徑和高度與iso 一致。常用的塑料測試方法簡介更多資料請關(guān)注新浪微博：越美惠6圖 11 缺口沖擊強(qiáng)度在 astm 標(biāo)準(zhǔn)中，沖擊強(qiáng)度是用缺口處吸收的能

9、量除以缺口試樣的厚度來表征的。其單位是 j/m。試樣厚度的不同，對測試結(jié)果影響很大。charpy 沖擊強(qiáng)度astm d 256， iso 179charpy和 izod 測試最大的區(qū)別就是測試試樣的放置不同。在charp測試中，試樣是水平放置在試樣機(jī)上（如圖12）。iso 標(biāo)準(zhǔn)的不同反映了試樣和缺口的類型：iso 179/2c是指試樣為 2 類型，缺口為 c 類型。iiso 179/2d 是指試樣是 2 類型，但是無缺口。在 din 53453標(biāo)準(zhǔn)中，試樣的尺寸與iso 標(biāo)準(zhǔn)相似。 iso 與 din 中，沖擊強(qiáng)度都是用是用試樣吸收的能量除以試樣在缺口處的面積。單位為kj/m2.常用的塑料測試

10、方法簡介更多資料請關(guān)注新浪微博：越美惠7圖 12 charpy 沖擊強(qiáng)度維卡軟化溫度astm d 1525， iso 306， din53460維卡軟化溫度測試的目的主要是測試材料在那個(gè)溫度下快速軟化。塑料在液體傳熱介質(zhì)中，在一定的負(fù)荷，一定的等速升溫速率下，試樣被1mm2 壓錚頭壓入 1mm 時(shí)的溫度，即維卡軟化溫度。iso 306有兩種標(biāo)準(zhǔn)：a：負(fù)載為 10n。b：負(fù)載為 50n， 升溫速率為 50 c/h或者是 120 c/h 。在 iso中，經(jīng)常用 a50 ，a120 ，b50 ，b120 來描述。測試樣條浸潤在被加熱的油浴中，從 23c 作為起始的升溫溫度。5min以后，10n 或者

11、 50n的負(fù)載加載在測試試樣上，當(dāng)試樣被壓錚頭壓入1 0.01 mm時(shí)油浴的溫度即為vst 。熱變形溫度astm d 648, iso 75, din 53461熱變形溫度表征了材料在一定能夠負(fù)載下的短期耐熱性能。本方法是測定材料試浸在一種等速升溫的合適液體介質(zhì)中，在簡支梁的靜彎曲負(fù)載作用下，試樣彎曲變形達(dá)到規(guī)定能夠值時(shí)候的溫度，即熱變形溫度。常用的塑料測試方法簡介更多資料請關(guān)注新浪微博：越美惠8.圖 13熱性能測試在 astm 和 iso 標(biāo)準(zhǔn)中，加載了負(fù)載的測試樣條浸潤在帶有加熱棒的硅油中（入圖 14）。加載在試樣上的壓力為：低壓力-0.45mpa （ astm 和iso 標(biāo)準(zhǔn)）高壓力1.

12、82mpa （astm 標(biāo)準(zhǔn)），1.80mpa （iso 標(biāo)準(zhǔn)）。試樣加載負(fù)載5min 后調(diào)節(jié)變形測量裝置，使得變形量為 0，如果材料不發(fā)生明顯的蠕變，就不需要等待這段時(shí)間，然后從室溫23c以2c/min恒定的升溫速度升溫。當(dāng)試樣中點(diǎn)彎曲變形達(dá)到常用的塑料測試方法簡介更多資料請關(guān)注新浪微博：越美惠90.32mm(iso ）或者0.25mm(astm）時(shí)的溫度為測試試樣的熱變形溫度。圖 14熱性能測試根據(jù)加載在表面壓力的大小，hdt 有兩種，分別用字母a，b 表示：hdt/a 負(fù)載為 1.80mpahdt/b 負(fù)載為0.45mpa無定形與結(jié)晶材料的hdt 對比對于無定形材料， hdt 接近材料的

13、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（tg）。因?yàn)闊o定形材料沒有固定的熔融溫度，加工溫度在高于tg 的橡膠態(tài)下進(jìn)行。結(jié)晶材料的hdt 較低，因?yàn)樵谳^高的溫度下仍然有部分晶區(qū)。對于無定形材料，hdt 的重復(fù)性比結(jié)晶材料的要好，對于一些特定的材料，需要先退火處理，測試結(jié)果才有效。通常加入纖維補(bǔ)強(qiáng)后，塑料的hdt會(huì)上升，因?yàn)槔w維補(bǔ)強(qiáng)可以大幅提升塑料的機(jī)械強(qiáng)度，以致在升溫的耐撓曲測試時(shí)，會(huì)呈現(xiàn)hdt急劇升高的現(xiàn)象。纖維增強(qiáng)對結(jié)晶材料的 hdt影響比無定形材料要明顯。hdt 不能代表材料的最高使用溫度，因?yàn)樵趯?shí)際的使用過程中，材料的使用時(shí)間，負(fù)載，表面壓力和標(biāo)準(zhǔn)測試的條件不一致。ul94 概述常用的塑料測試方法簡介更多資料請

14、關(guān)注新浪微博：越美惠10最常用的表征塑料阻燃等級的測試為ul94.根據(jù)燃燒速率，火焰熄滅時(shí)間，有沒有滴落，阻燃等級可以分為幾種。根據(jù)測試試樣的厚度和顏色的不同，一種材料可以獲得不同的阻燃等級。當(dāng)指定材料的某種用途時(shí)，根據(jù)塑料制品的壁厚阻燃等級會(huì)有不同。所以在判定材料能達(dá)到什么樣的阻燃等級的時(shí)候，一定要說明材料的厚度是多大。ul94阻燃等級：hb緩慢水平燃燒，對于厚度小于3mm 時(shí)，燃燒速率小于76mm/min. 厚度大于3mm 時(shí)，燃燒速率小于 38mm/min.v-0垂直燃燒測試試樣，10 秒鐘內(nèi)熄滅并且沒有滴落。v1垂直燃燒測試試樣，30 秒鐘內(nèi)熄滅并且沒有滴落。v2垂直燃燒測試試樣，30

15、 秒鐘內(nèi)熄滅，允許有滴落。5v5vb測試試樣被燒穿5va測試試樣沒有被燒穿（最好的ul等級）需要指出的是，這項(xiàng)測試并不反映實(shí)際火情下材料的著火危險(xiǎn)。ul94水平燃燒測試程序在阻燃性能要求高的環(huán)境下，hb 級的材料是不允許使用的?？偟膩碚f， hb級別的材料不是用在電氣產(chǎn)品中的，而是在醫(yī)療以及裝飾使用。在通常人們的印象中，沒有添加阻燃劑的材料達(dá)不到hb的要求，其實(shí)所有的結(jié)果都需要通過測試來實(shí)現(xiàn)（如圖 16）。ul94 v0,v1,v2 測試程序垂直燃燒測試（如圖17）使用的測試樣條與hb測試樣條一致，在測試中，需要測試燃燒時(shí)間，什么時(shí)候滴落，滴落是否能使得棉花點(diǎn)燃等信息。 v1和 v2最大的區(qū)別就

16、是看在燃燒過程中有沒有滴落。常用的塑料測試方法簡介更多資料請關(guān)注新浪微博：越美惠11ul94-5v測試程序：步驟一：垂直安裝一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可燃性試棒，使其經(jīng)受五次127mm 火焰，每次持續(xù) 5 秒。如果此后試棒燃燒時(shí)間短于60 秒且液滴不引燃下面的棉花，則通過測試。整個(gè)過程要對 5 個(gè)試棒進(jìn)行重復(fù)測試。步驟二：同樣厚度的試樣板在水平位置經(jīng)受同等火焰的測試，整個(gè)過程要對3 個(gè)試樣板重復(fù)進(jìn)行測試。這個(gè)水平測試形成2 個(gè)等級：5vb 和 5va 。5vb允許產(chǎn)生洞（燒穿）。5va 不允許產(chǎn)生洞。ul94 5va 是所有 ul測試中最嚴(yán)格的，特別用于大型辦公機(jī)械的防火罩。對于那些預(yù)期壁厚小于 1.5mm的產(chǎn)

17、品，應(yīng)使用玻璃填充材料等級。常用的塑料測試方法簡介更多資料請關(guān)注新浪微博：越美惠12csa可燃性 csac22.2 第 0.6 號這個(gè)加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)的可燃性測試的方法與ul 94 5v測試的方法相似。然而，這個(gè)測試更加嚴(yán)格：每次測試火焰要持續(xù)15 秒。而且在前 4 次火焰測試中，試樣必須在 30 秒內(nèi)熄滅；在第五次測試后，火焰在60 秒內(nèi)熄滅（而 ul94 5v 的5 次火焰測試各持續(xù)5 秒）。滿足 csa測試的結(jié)果也被認(rèn)為滿足ul 945v 。有限氧氣指數(shù)astmd 2863 （iso 4589 ）有限氧氣指數(shù)用來測量材料在受控環(huán)境中的相對可燃性。有限氧氣指數(shù)是維持熱塑性塑料材料火焰時(shí)，空氣

18、中所需的最低氧氣含量。測試所用氣體是外部控制的氮?dú)夂脱鯕獾幕旌衔?。一個(gè)支撐的試樣由引火火焰點(diǎn)燃，然后拿走引火火焰。在下面過程中，氧氣濃度逐漸降低，直至試樣不能維持燃燒。有限氧氣指數(shù)或 loi 定義為材料可以燃燒3 分鐘或 50mm所需的最低氧氣濃度。loi 值越高就越不容易燃燒。這項(xiàng)測試并不反映實(shí)際火情下材料的著火危險(xiǎn)。常用的塑料測試方法簡介更多資料請關(guān)注新浪微博：越美惠13介電強(qiáng)度本方法是用連續(xù)均勻升壓或者逐級升壓（ 48hz 62hz ）的方法，對測試試樣施加交流電壓，直至擊穿，測試擊穿電壓，或者用迅速升壓的方法，將電壓聲道規(guī)定值，保持一定的時(shí)間不擊穿，測試試樣的耐電壓值。用擊穿前的電壓除以試樣的厚度表征材料的介電強(qiáng)度kv/mm 。 周圍的介質(zhì)可以值空氣或者是油。試樣的厚度對測試結(jié)果影響很大。影響材料介電強(qiáng)度的因素試樣的厚度，濕份以及材料的均一性電極的尺寸和導(dǎo)熱性測試電壓的頻率測試環(huán)境的溫度，壓力和濕度介質(zhì)的電和熱性能表面電阻率和體積電阻率表面電阻率是絕緣材料抵抗表面漏泄電流的能力.體積電阻率是絕緣材料抵抗體內(nèi)漏泄電流的能力.表面電阻率、體積電阻率越高,漏泄