塑料性能質量檢測及其測試儀器

塑料性能質量檢測及

測試儀器塑料性能質量檢測及其測試儀器一、塑料性能概述二、塑料測試項目及相關標準三、塑料測試儀器一、塑料性能概述塑料性能特點：塑料與傳統的金屬、玻璃、陶瓷等材料有許多不同，它的突出特點是質輕，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、陶瓷力學性能基本無影響，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構的不同．也決定了塑料有其它材料所不能代替的應用領域，它們的性能表征與測試也有自身的許多特點。因此，必須以了解塑料的基本組成和結構為基礎，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構特性，表征手段如：GPC，X光衍射，NMR，質譜，UV，IR，DSC，TGA等?！皽y試”則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，以保證合適的最終產品使用性能的要求。一、塑料性能概述(4)與結構特性有關的分析數據表征：包括分子參數，如：分子量、分子量分布、立構規(guī)整度、支化或化學不均勻性、形態(tài)特性（如結晶度等）。分析數據的表征主要是為了建立結構與性能之間的關系，它對產品設計使之具備有所需的使用性能來說是很重要的。選擇材料所需的數據：產品技術數據表中的數據一般只是單點數據，這對于材料的初步篩選與比較己是足夠了，然而，這些數據對于設計和工程分析，從道理上說則是不夠的，因為這數據與產品最終使用性能的關系不大，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安全規(guī)定等要求；3．為了質量控制之目的，要評估各批產品之間質量及其一致性；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構－性能之間的關系以及比較一種產品與另一種產品的使用特性。對于新產品的開發(fā)，了解結構與性能之間的關系，可深入探求其使用性能以便決定進一步努力開發(fā)。所以說了解結構與性能的關系，使產品能滿足使用條件下的要求，對于材料設計與預測是很重要的。而材料（產品）之間的性能比較對于尋找現用材料（產品）的替代物也是必要的。塑料性能應用(1)：零配件裝配設計相關的材料性能搭扣配合：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

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導熱率比熱 結晶熔融溫度

塑料性能應用用(2)：與與擠出過程相相關的材料性性能玻璃化轉變溫溫度（無定形形材料）熔融溫度（半半結晶材料））熔融熱焓（半半結晶材料））磨擦系數導熱率比熱熔體粘度單軸拉伸粘度度結晶溫度（半半結晶材料））結晶熱焓（半半結晶材料））結晶動力學（（半結晶材料料）二、塑料測試試項目及相關關標準世界上主要的的標準ASTM――美國材料料試驗學會標標準AFNOR――法國標標準化協會標標準BSI―英英國標準協協會標準DIN―德德國標準化化學會標準JlS―日日本工業(yè)標標準ISO―國國際標準化化組織標準IEC―國國際電工技技術委員會標標準技術數據表中中報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（聚烯烴）

吸水率ISO62D570GB/T1034熔體流動速率（MFR)ISO1133D1238GB/T3682模塑收縮率ISO294―4（熱塑性塑料）D955GB/T17037.4ISO2577（熱固性塑料）

拉伸強度ISO527―1,2D638GB/T1040技術數據表中中報告的塑料料的主要性能能(2)性能ISO方法ASTM方法GB方法彎曲強度ISO178D790GB/T9341懸臂梁沖擊強度ISO180D256GB/T1843儀器化落錘沖擊強度ISO6603―2D3763

彎曲負載熱變形溫度ISO75―1,2D648GB/T1634維卡軟化溫度ISO306D1525GB/T1633熱膨脹系數ISO11359―2E831GB/T1036結構分析相關關的材料性能能測試測試性能ISOASTM拉伸性能ISO527―1，2和4D638泊松比ISO527―1，2D638壓縮性能ISO604D695剪切模量ISO6721―2，5D5279拉伸蠕變ISO899―1D2990摩擦系數ISO8295D3028彎曲蠕變ISO899―2D2990壓縮蠕變

D2990斷裂韌性ISO13586―1D5045加工相關的材材料性能的表表征(1)測試方法ISOASTM熔體粘度―切變速率數據ISO11443D3835熱固性塑料的反應粘度ISO6721―10

單軸拉伸粘度ISO6721―10

第―法向應力差ISO6721―10

熔體密度

D3835堆積密度ISO61D1895密度―反應體系PVT數據ISO1183D792導熱率

D5930模塑收縮率：

熱塑性塑料ISO294―4D955熱固性塑料ISO2577

面內剪切模量ISO6721―2或7

加工相關的材材料性能的表表征(2)測試方法ISOASTM比熱ISO11357―4

玻璃化轉變溫度ISO11357―2

結晶溫度ISO1357―3

結晶度ISO11357―5

熔融焓ISO11357―5D3417結晶焓ISO11357―5D3417結晶動力學ISO11357―7D3417熱固性塑料的反應熱ISO11357―5D4473熱固性塑料的反應動力學ISO11357―5D4473膠凝轉化率ISO11357―5

線性熱膨脹系數ISO11359―2E831塑料性能測試試物理化學性質質；力學性能，也也稱機械性能能；熱性能；電性能；耐老化性能；；氣體透過性能能；光學性能。塑料物理化學學性質測試密度和相對密密度：浸漬漬法、比重瓶瓶法、浮沉法法、 密度梯梯度法。吸水性：試樣樣在經過下燥燥后，在規(guī)定定的試樣尺寸寸、規(guī)定的溫溫度、規(guī)定的的浸水時間下下的吸水量。。耐化學藥品性性：塑料耐酸酸、耐堿、耐耐溶劑和其他他化學品的能能力。密度和相對密度ISO1183 ASTMD792ASTMD1505

GB/T1033吸水性ISO62ASTMD570GB/T1034耐化學藥品性ISO175ASTMD543GB/T11547塑料力學性能能測試(1)塑料受到外力力作用時，由由于外力的種種類、方向、、作用力的大大小、速度等等不同，會出出現不同的形形變和破壞。。在較慢速度的的外力作用下下，材料呈現現靜態(tài)力學性性能，如拉伸伸強度、壓縮縮強度、剪切切強度、彎曲曲強度、扭斷斷強度、硬度度等；而在高速度、、瞬間外力作作用下，材料料呈現動態(tài)力力學性能，如如沖擊強度；；在一定拉伸應應力或壓縮應應力長時間作作用下，材料料發(fā)生的形變變稱為蠕變，，可測定與材材料長期連續(xù)續(xù)使用性能相相關的耐久性性．而此時材材料破壞所需需的載荷比靜靜態(tài)力學性能能要低得多；；塑料力學性能能測試(2)在周期性外力力作用下，材材料將出現疲疲勞，可推測測材料的使用用壽命，此時時的載荷也比比靜態(tài)力學性性能要低。這些力學性能能也受到周圍圍環(huán)境(如溫溫度、濕度、、光照、水、、空氣或接觸觸化學藥品等等)的影響，，而且塑料的的力學性能對對溫度和濕度度的變化又往往往特別敏感感．塑料力學性能能測試常用項項目拉伸性能：拉拉伸彈性模量量；拉伸強度度；斷裂伸長長率；泊松比比。彎曲性能：彎彎曲彈性模量量；彎曲強度度。壓縮性能：壓壓縮彈性模量量；壓縮強度度。撕裂性能：撕撕裂強度。摩擦和摩損。。剪切性能：剪剪切強度?？箾_擊性能：：簡支梁；懸懸臂梁；落錘錘；落球；儀儀器化落鏢法法；拉伸沖擊擊。硬度：球壓痕痕；布氏硬度度；洛氏硬度度。粘接性能。耐疲勞性。蠕變和應力松松弛。塑料力學性能能測試常用標標準(1)拉伸性能ISO527ASTMD638GB/T1040-2006壓縮性能ISO604ASTMD695GB/T1041彎曲性能ISO178ASTMD790GB/T9341懸臂梁沖擊ISO180ASTMD256GB/T1843簡支梁沖擊ISO179

GB/T1043儀器化落鏢法沖擊ISO6603ASTMD3763

擺錘沖擊

ASTMD3420GB/T8809塑料力學性能能測試常用標標準(2)撕裂強度ISO6383ASTMD1004GB/T16578硬度ISO2039ASTMD785GB/T2411GB/T3398GB/T9342摩擦磨耗

ISO8295

ISO5470ASTMD1044GB/T3960GB/T19089GB/T5478粘接性能ISO15509ASTMD3164ASTMD3163GB/T16276塑料熱性能測測試(1)(1)與熱傳傳導有關的物物理量，如比比熱容、熱導導率、比容(反映熱膨脹脹)和熱膨脹脹系數、收縮縮率等；(2)伴隨溫溫度變化發(fā)生生相態(tài)變化(固化、軟化化、熔融等)的性質．如如玻璃化轉變變溫度(簡稱稱玻璃化溫度度，Tg)、、結晶熔點(Tm)、結結晶溫度和成成型特征有關關的性質，如如粘度—溫度度特性、剪切切速率—溫度度特征、熔體體流動速率(MFR)、、流出量(流流出長度、質質量)—溫度度特征等；塑料料熱熱性性能能測測試試(2)(3)與與耐耐熱熱性性有有關關的的性性質質，，如如隨隨溫溫度度變變化化引引起起的的耐耐熱熱變變形形性性(熱熱變變形形溫溫度度、、維維卡卡軟軟化化點點、、軟軟化化溫溫度度)、、尺尺寸寸穩(wěn)穩(wěn)定定性性(線線膨膨脹脹系系數數、、熱熱膨膨脹脹率率、、熱熱收收縮縮率率、、熱熱失失重重、、結結晶晶度度或或固固化化度度——溫溫度度特特性性)、、機機械械性性質質及及其其他他性性質質的的變變化化(如如機機械械性性質質——溫溫度度特特性性即即耐耐熱熱性性、、脆脆化化溫溫度度即即耐耐寒寒性性、、電電性性能能等等各各種種物物性性——溫溫度度特特性性)、、隨隨溫溫度度變變化化而而變變化化的的耐耐化化學學藥藥品品性性，，如如起起泡泡、、開開裂裂、、變變色色、、失失去去透透明明性性等等外外觀觀性性能能和和熱熱分分解解溫溫度度、、熱熱失失重重等等熱熱穩(wěn)穩(wěn)定定性性等等。。(4)燃燃燒燒性性，，如如外外觀觀變變化化、、燃燃燒燒速速率率及及變變化化。。塑料料熱熱性性能能測測試試常常用用項項目目熔體體質質量量流流動動速速率率和和熔熔體體體體積積流流動動速速率率；；維卡卡軟軟化化點點（（VST））；；熱變變形形溫溫度度（（HDT)；；玻璃璃化化轉轉變變溫溫度度和和熔熔點點（（結結晶晶行行為為））；；熱膨膨脹脹系系數數；；動態(tài)態(tài)力力學學性性能能（（DMA)；；熱失失重重（（TG））；；脆化化溫溫度度；；流變變行行為為：：轉轉矩矩流流變變儀儀，，毛毛細細管管流流變變儀儀,旋旋轉轉流流變變儀儀；；燃燒燒與與阻阻燃燃性性能能：：氧氧指指數數法法；；熾熾熱熱棒棒法法；；垂垂直直燃燃燒燒；；水水平平燃燃燒燒。。塑料料熱熱性性能能測測試試常常用用標標準準（（1））MFR和MVRISO1133ASTMD1238GB/T3682VSTISO306ASTMD1512GB/T1633HDTISO75ASTMD648GB/T1634DSCISO11357ASTMD3417GB/T19466TMAISO11359ASTME831GB/T1036DMAISO6721

TGISO11358

脆化溫度；ISO974ASTMD746ASTMD1790GB/T5470塑料料熱熱性性能能測測試試常常用用標標準準（（2））流變行為轉矩流變儀

ASTMD3795

毛細管流變儀ISO11443ASTMD3835

旋轉流變儀ISO6721-10ASTMD4440

燃燒性能氧指數法ISO4589ASTMD2863GB/T2406熾熱棒法

GB/T2407垂直燃燒ISO1210ASTMD3014GB/T2408水平燃燒ISO1210ASTMD635GB/T2408塑料料電電性性能能測測試試塑料料的的電電性性能能特特別別易易受受溫溫度度、、濕濕度度的的影影響響，，因因此此測測出出的的值值誤誤差差很很大大，，所所以以對對試試驗驗片片的的使使用用、、試試驗驗操操作作要要十十分分注注意意，，必必須須嚴嚴格格遵遵守守試試驗驗方方法法。。體積電阻率IEC60093ASTMD257GB/T1410介電強度IEC60243ASTMD149

介電常數IEC60250ASTMD150GB/T1409介質損耗因數IEC60250ASTMD150GB/T1409塑料料耐耐老老化化性性能能測測試試塑料料在在使使用用、、加加工工及及貯貯存存過過程程中中，，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（（熱熱、、光光、、電電、、輻輻射射能能、、機機械械應應力力等等）），，化化學學的的（（氧氧、、臭臭氧氧、、雨雨水水、、潮潮氣氣、、酸酸、、鹽鹽霧霧等等））及及生生物物的的（（霉霉菌菌、、細細菌菌等等））各各方方面面的的作作用用，，而而會會引引起起化化學學結結構構的的破破壞壞，，使使原原有有的的優(yōu)優(yōu)良良性性能能喪喪失失的的現現象象稱稱為為老老化化。。實驗室光源曝露ISO4892

GB/T16422大氣自然暴露ISO877ASTMD1435GB/T3681熱空氣暴露

GB/T7141濕熱暴露ISO4611

GB/T12000塑料料擴擴散散與與滲滲透透性性能能測測試試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，，對對水水蒸蒸氣氣和和各各種種氣氣體體（（如如；；氧氧氣氣））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氣氣體體透透過過性性。。透氣性ISO2556ASTMD1434GB/T1038透水蒸氣性ASTME96GB/T1037塑料料光光學學性性能能測測試試塑料料的的光光學學性性能能指指顏顏色色、、光光澤澤、、透透明明性性及及折折射射率率。。透光光率率，，霧霧度度ASTMD1003，，GB/T2410塑料料測測試試結結果果的的影影響響因因素素(1)影響響塑塑料料