塑料性能質(zhì)量檢測工作及其測試儀器

1、塑料性能質(zhì)量檢測及其測試儀器一、塑料性能概述二、塑料測試工程及相關(guān)標準三、塑料測試儀器一、塑料性能概述塑料性能特點：塑料與傳統(tǒng)的金屬、玻璃、陶瓷等材料有許多不同，它的突出特點是質(zhì)輕，對熱及電具有良好絕緣性強度、剛度雖低于金屬，但比強度、比剛度卻可能接近或超過金屬。塑料的韌性明顯優(yōu)于玻璃和陶瓷、不同塑料的韌性可能低于、接近或高于金屬。對外加載荷的響應，金屬、玻璃、陶瓷都是彈性的，塑料卻是粘彈性的。金屬、玻璃、陶瓷的力學性能在較大溫度范圍受溫度影響較小，塑料力學性能對溫度改變卻很敏感。濕度對金屬、玻璃、陶瓷力學性能根本無影響，對塑料力學性能的影響卻很明顯。加載速率對金屬等的力學性能有影響，對塑料力

2、學性能影響更大。金屬大都存在銹蝕問題，許多塑料卻是優(yōu)異的防腐耐蝕材料。金屬、玻璃、陶瓷皆無老化問題，塑料在大氣環(huán)境中卻存在老化問題。一、塑料性能概述(2)塑料與金屬等材料性能上的上述不同，源于它們化學組成及結(jié)構(gòu)的不同也決定了塑料有其它材料所不能代替的應用領(lǐng)域，它們的性能表征與測試也有自身的許多特點。因此，必須以了解塑料的根本組成和結(jié)構(gòu)為根底，了解塑料的性能表征與測試。一、塑料性能概述(3)“表征常用于評價塑料的分子或結(jié)構(gòu)特性，表征手段如：GPC，X光衍射，NMR，質(zhì)譜，UV，IR，DSC，TGA等?！皽y試那么用于塑料對外加負荷、環(huán)境等作用所引起的響應行為的評價。“測試并非僅限于塑料樹脂性能的測

3、試。除了測試樹脂之外，還常常測試樹脂制成品塑料制件的性能，以保證適宜的最終產(chǎn)品使用性能的要求。一、塑料性能概述(4)與結(jié)構(gòu)特性有關(guān)的分析數(shù)據(jù)表征：包括分子參數(shù)，如：分子量、分子量分布、立構(gòu)規(guī)整度、支化或化學不均勻性、形態(tài)特性如結(jié)晶度等。分析數(shù)據(jù)的表征主要是為了建立結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，它對產(chǎn)品設(shè)計使之具備有所需的使用性能來說是很重要的。選擇材料所需的數(shù)據(jù)：產(chǎn)品技術(shù)數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)一般只是單點數(shù)據(jù)，這對于材料的初步篩選與比較己是足夠了，然而，這些數(shù)據(jù)對于設(shè)計和工程分析，從道理上說那么是不夠的，因為這數(shù)據(jù)與產(chǎn)品最終使用性能的關(guān)系不大，而且極難從中看出在實際上如何用好塑料。一、塑料性能概述(5)塑料測

4、試的必要性：1 .評價材料的性能行為，以確定其對所需應用的適用性；2 評價材料是否滿足有關(guān)平安規(guī)定等要求；3 為了質(zhì)量控制之目的，要評估各批產(chǎn)品之間質(zhì)量及其一致性；4 為了對用戶的支持而作材料的專門評價。一、塑料性能概述(5)材料性能行為的評價包括了解結(jié)構(gòu)性能之間的關(guān)系以及比較一種產(chǎn)品與另一種產(chǎn)品的使用特性。對于新產(chǎn)品的開發(fā)，了解結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，可深入探求其使用性能以便決定進一步努力開發(fā)。所以說了解結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，使產(chǎn)品能滿足使用條件下的要求，對于材料設(shè)計與預測是很重要的。而材料產(chǎn)品之間的性能比較對于尋找現(xiàn)用材料產(chǎn)品的替代物也是必要的。塑料性能應用(1)：零配件裝配設(shè)計相關(guān)的材料性能搭

5、扣配合：拉伸模量 正割模量 蠕變模量 剪切模量 泊松比 拉伸屈服應力 摩擦系數(shù) 螺栓連接：壓縮強度 拉伸蠕變破裂應力 拉伸蠕變應變 應力松弛 螺紋連接：剪切強度 摩擦系數(shù) 拉伸屈服應力 壓配合：拉伸模量 壓縮模量 蠕變模量 泊松比 壓縮強度 拉伸屈服應力 拉伸蠕變破裂應力 應力松弛可焊接性：剪切強度 密度 摩擦系數(shù) 導熱率 比熱 結(jié)晶熔融溫度 塑料性能應用(2)：與擠出過程相關(guān)的材料性能 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度無定形材料熔融溫度半結(jié)晶材料熔融熱焓半結(jié)晶材料磨擦系數(shù)導熱率比熱熔體粘度單軸拉伸粘度結(jié)晶溫度半結(jié)晶材料結(jié)晶熱焓半結(jié)晶材料結(jié)晶動力學半結(jié)晶材料 二、塑料測試工程及相關(guān)標準世界上主要的標準ASTM

6、美國材料試驗學會標準AFNOR 法國標準化協(xié)會標準BSI 英國標準協(xié)會標準DIN 德國標準化學會標準JlS 日本工業(yè)標準ISO 國際標準化組織標準IEC 國際電工技術(shù)委員會標準技術(shù)數(shù)據(jù)表中報告的塑料的主要性能(1)性能ISO方法ASTM 方法GB方法比重密度ISO 1183D7292 GB/T 1033D1505 （聚烯烴）吸水率ISO 62D570 GB/T 1034熔體流動速率（MFR )ISO 1133D1238GB/T 3682模塑收縮率ISO 2944 （熱塑性塑料）D955GB/T 17037.4ISO 2577 （熱固性塑料）拉伸強度ISO 5271 , 2D638GB/T 10

7、40技術(shù)數(shù)據(jù)表中報告的塑料的主要性能(2)性能ISO方法ASTM 方法GB方法彎曲強度ISO 178D790GB/T 9341懸臂梁沖擊強度ISO 180D256GB/T 1843儀器化落錘沖擊強度ISO 66032D3763彎曲負載熱變形溫度ISO 751 , 2D648GB/T 1634維卡軟化溫度 ISO 306D1525 GB/T 1633熱膨脹系數(shù) ISO 113592E831 GB/T 1036結(jié)構(gòu)分析相關(guān)的材料性能測試 測試性能ISOASTM拉伸性能ISO 5271，2 和4 D638泊松比ISO 5271，2D638壓縮性能ISO 604D695剪切模量ISO 67212，5

8、D5279拉伸蠕變ISO 8991D2990摩擦系數(shù)ISO 8295D3028彎曲蠕變ISO 8992D2990壓縮蠕變D2990斷裂韌性ISO 135861 D5045加工相關(guān)的材料性能的表征(1)測試方法ISOASTM熔體粘度切變速率數(shù)據(jù)ISO 11443D 3835熱固性塑料的反應粘度ISO 672110單軸拉伸粘度ISO 672110第法向應力差I(lǐng)SO 672110熔體密度D 3835堆積密度ISO 61D 1895密度反應體系PVT 數(shù)據(jù)ISO 1183D 792導熱率D 5930模塑收縮率：熱塑性塑料ISO 2944D 955熱固性塑料ISO 2577面內(nèi)剪切模量ISO 67212

9、或7加工相關(guān)的材料性能的表征(2)測試方法ISOASTM比熱ISO 113574玻璃化轉(zhuǎn)變溫度ISO 113572 結(jié)晶溫度ISO 13573 結(jié)晶度ISO 113575 熔融焓ISO 113575 D 3417結(jié)晶焓ISO 113575D 3417結(jié)晶動力學ISO 113577D 3417熱固性塑料的反應熱ISO 113575D 4473熱固性塑料的反應動力學ISO 113575 D 4473膠凝轉(zhuǎn)化率ISO 113575線性熱膨脹系數(shù)ISO 113592E 831塑料性能測試物理化學性質(zhì)；力學性能，也稱機械性能；熱性能；電性能；耐老化性能；氣體透過性能；光學性能。塑料物理化學性質(zhì)測試密度和

10、相對密度： 浸漬法、比重瓶法、浮沉法、密度梯度法。吸水性：試樣在經(jīng)過下燥后，在規(guī)定的試樣尺寸、規(guī)定的溫度、規(guī)定的浸水時間下的吸水量。耐化學藥品性：塑料耐酸、耐堿、耐溶劑和其他化學品的能力。密度和相對密度 ISO 1183ASTM D 792 ASTM D 1505 GB/T 1033 吸水性 ISO 62 ASTM D 570 GB/T 1034 耐化學藥品性 ISO 175 ASTM D 543 GB/T 11547 塑料力學性能測試(1)塑料受到外力作用時，由于外力的種類、方向、作用力的大小、速度等不同，會出現(xiàn)不同的形變和破壞。在較慢速度的外力作用下，材料呈現(xiàn)靜態(tài)力學性能，如拉伸強度、壓縮

11、強度、剪切強度、彎曲強度、扭斷強度、硬度等；而在高速度、瞬間外力作用下，材料呈現(xiàn)動態(tài)力學性能，如沖擊強度；在一定拉伸應力或壓縮應力長時間作用下，材料發(fā)生的形變稱為蠕變，可測定與材料長期連續(xù)使用性能相關(guān)的耐久性而此時材料破壞所需的載荷比靜態(tài)力學性能要低得多；塑料力學性能測試(2)在周期性外力作用下，材料將出現(xiàn)疲勞，可推測材料的使用壽命，此時的載荷也比靜態(tài)力學性能要低。這些力學性能也受到周圍環(huán)境(如溫度、濕度、光照、水、空氣或接觸化學藥品等)的影響，而且塑料的力學性能對溫度和濕度的變化又往往特別敏感塑料力學性能測試常用工程拉伸性能：拉伸彈性模量；拉伸強度；斷裂伸長率；泊松比。彎曲性能：彎曲彈性模量

12、；彎曲強度。壓縮性能：壓縮彈性模量；壓縮強度。撕裂性能：撕裂強度。摩擦和摩損。剪切性能：剪切強度?？箾_擊性能：簡支梁；懸臂梁；落錘；落球；儀器化落鏢法；拉伸沖擊。硬度：球壓痕；布氏硬度；洛氏硬度。粘接性能。耐疲勞性。蠕變和應力松弛。塑料力學性能測試常用標準(1)拉伸性能ISO 527ASTM D 638GB/T 1040-2006壓縮性能ISO 604ASTM D 695GB/T 1041彎曲性能ISO 178ASTM D 790GB/T 9341懸臂梁沖擊ISO 180ASTM D 256GB/T 1843簡支梁沖擊ISO 179GB/T 1043儀器化落鏢法沖擊ISO 6603ASTM D

13、 3763擺錘沖擊ASTM D 3420GB/T 8809塑料力學性能測試常用標準(2)撕裂強度ISO 6383ASTM D 1004GB/T 16578硬度ISO 2039ASTM D 785 GB/T 2411 GB/T 3398 GB/T 9342摩擦磨耗ISO 8295ISO 5470ASTM D 1044 GB/T 3960 GB/T 19089 GB/T 5478粘接性能ISO 15509 ASTM D 3164 ASTM D 3163GB/T 16276塑料熱性能測試(1)(1)與熱傳導有關(guān)的物理量，如比熱容、熱導率、比容(反映熱膨脹)和熱膨脹系數(shù)、收縮率等；(2)伴隨溫度變化發(fā)

14、生相態(tài)變化(固化、軟化、熔融等)的性質(zhì)如玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(簡稱玻璃化溫度，Tg)、結(jié)晶熔點(Tm)、結(jié)晶溫度和成型特征有關(guān)的性質(zhì)，如粘度溫度特性、剪切速率溫度特征、熔體流動速率(MFR)、流出量(流出長度、質(zhì)量)溫度特征等；塑料熱性能測試(2)(3)與耐熱性有關(guān)的性質(zhì)，如隨溫度變化引起的耐熱變形性(熱變形溫度、維卡軟化點、軟化溫度)、尺寸穩(wěn)定性(線膨脹系數(shù)、熱膨脹率、熱收縮率、熱失重、結(jié)晶度或固化度溫度特性)、機械性質(zhì)及其他性質(zhì)的變化(如機械性質(zhì)溫度特性即耐熱性、脆化溫度即耐寒性、電性能等各種物性溫度特性)、隨溫度變化而變化的耐化學藥品性，如起泡、開裂、變色、失去透明性等外觀性能和熱分解溫度、熱

15、失重等熱穩(wěn)定性等。(4)燃燒性，如外觀變化、燃燒速率及變化。塑料熱性能測試常用工程熔體質(zhì)量流動速率和熔體體積流動速率；維卡軟化點VST；熱變形溫度HDT)；玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熔點結(jié)晶行為；熱膨脹系數(shù)；動態(tài)力學性能DMA)；熱失重TG；脆化溫度；流變行為：轉(zhuǎn)矩流變儀，毛細管流變儀, 旋轉(zhuǎn)流變儀；燃燒與阻燃性能：氧指數(shù)法；熾熱棒法；垂直燃燒；水平燃燒。塑料熱性能測試常用標準1MFR和MVRISO 1133ASTM D 1238GB/T 3682VSTISO 306ASTM D 1512GB/T 1633HDTISO 75ASTM D 648GB/T 1634DSCISO 11357ASTM D 34

16、17GB/T 19466TMAISO 11359ASTM E 831GB/T 1036DMAISO 6721TGISO 11358脆化溫度；ISO 974 ASTM D 746 ASTM D 1790GB/T 5470塑料熱性能測試常用標準2流變行為轉(zhuǎn)矩流變儀ASTM D3795毛細管流變儀ISO 11443ASTM D 3835旋轉(zhuǎn)流變儀ISO 6721-10ASTM D 4440燃燒性能氧指數(shù)法ISO 4589ASTM D2863GB/T 2406熾熱棒法GB/T 2407垂直燃燒ISO 1210ASTM D 3014GB/T 2408水平燃燒ISO 1210ASTM D 635GB/T

17、2408塑料電性能測試 塑料的電性能特別易受溫度、濕度的影響，因此測出的值誤差很大，所以對試驗片的使用、試驗操作要十分注意，必須嚴格遵守試驗方法。體積電阻率IEC 60093ASTM D 257GB/T 1410介電強度IEC 60243ASTM D 149介電常數(shù)IEC 60250ASTM D 150GB/T 1409介質(zhì)損耗因數(shù)IEC 60250ASTM D 150GB/T 1409塑料耐老化性能測試塑料在使用、加工及貯存過程中，由于受到外界因素包括物理的熱、光、電、輻射能、機械應力等，化學的氧、臭氧、雨水、潮氣、酸、鹽霧等及生物的霉菌、細菌等各方面的作用，而會引起化學結(jié)構(gòu)的破壞，使原有的優(yōu)良性能喪失的現(xiàn)象稱為老化。實驗室光源曝露ISO 4892GB/T 16422大氣自然暴露ISO 877ASTM D 1435GB/T 3681熱空氣暴露GB/T 7141濕熱暴露ISO 4611GB/T 12000塑料擴散與滲透性能測試高分子聚合物制作的薄膜或薄片，對水蒸氣和各種氣體如；