塑料、橡膠和泡沫材料拉伸試驗的研究

塑料、橡膠和泡沫材料拉伸試驗的研究

一、機械機械1.別按照國家標準的標準進行識別彈性試驗用于評估材料是否受到拉伸力的評估，材料會展開、變形、產(chǎn)生應力和開裂。塑料、橡膠和泡沫材料分別按照GB/T1040、GB/T528、GB/T6344標準進行。試驗時通過夾住標準樣條的兩頭的夾具分離產(chǎn)生對樣品的拉伸力,夾具分離速率即樣品拉伸速率為可控。記錄樣品在整個拉伸過程中的受力以及事先在樣品上做好的兩個標記線間的距離,直到樣品發(fā)生斷裂。可以測定樣品的拉伸強度、拉伸模量、拉伸斷裂強度、拉伸斷裂伸長率等性能。2.壓力和速度試驗采用三點式的彎曲模型進行,塑料和泡沫材料分別按照GB/T9341、GB/T8812標準進行。試驗時在樣品下面規(guī)定長度的兩端上給予兩個支撐,在兩個支撐點的中心點樣品的上方通過速率可控的壓頭移動來施加壓力,使樣品產(chǎn)生彎曲變形。記錄彎曲過程的受力以及樣品變形的位移,可以測得樣品的彎曲強度、彎曲模量等。3.兩種沖擊強度測量沖擊試驗是評估材料受到外界沖擊力產(chǎn)生斷裂的抵抗能力。沖擊試驗有兩種,一種是懸臂梁沖擊(GB/T1843),一種是簡支梁沖擊(GB/T1043)。區(qū)別在于:懸臂梁沖擊是讓條形樣品垂直放置,夾住樣品下半部,擺錘運動平面與樣條長度方向處于一個平面;簡支梁沖擊是讓樣條水平放置,兩端從沖擊方向的后面支撐,擺錘運動平面與樣條長度方向垂直。樣品可以是有缺口(標準化的缺口)或者無缺口,通過擺錘沖擊將樣品破壞后根據(jù)擺錘的剩余能量可以測得樣品被破壞消耗的能量,即可測得樣品的沖擊強度。例如某樣品檢測結(jié)果懸臂梁缺口沖擊強度為10kJ/m2。二、電能能1.擊穿試驗的方法電氣強度(介電強度)是指絕緣材料在電場作用下被擊穿的單位厚度的電壓。電氣強度測試按照標準GB/T1408.1進行,試驗是在絕緣材料兩邊施加連續(xù)變化的電壓,當電壓超過一定值時試驗樣品被擊穿,該電壓就是樣品的擊穿電壓。樣品的擊穿電壓與樣品厚度有關(guān),厚度越大,擊穿電壓越高。試驗規(guī)定了樣品的厚度值,擊穿電壓與厚度的比值就是電氣強度。2.表面電阻的測量體積電阻和表面電阻都是表征材料的電絕緣性能。體積電阻是在試樣的相對兩表面上放置的兩電極間所加的直流電壓與流過電極間的穩(wěn)態(tài)電流之商;表面電阻是在試樣的某一表面上兩電極間所加電壓與經(jīng)過一定時間后流過兩電極間的電流之商。試驗按照標準GB/T1410進行,體積電阻和表面電阻可以同時進行測試,但測試表面電阻時或多或少的總要包括體積電阻,所以只能近似測量表面電阻。3.介質(zhì)損耗的測定介質(zhì)在外加電場時會產(chǎn)生感應電荷而削弱電場,原外加電場(真空中)與最終介質(zhì)中電場比值即為介電常數(shù)。電介質(zhì)在交變電場作用下,所積累的電荷有兩種分量:(1)有功功率。一種為所消耗發(fā)熱的功率,又稱同相分量;(2)無功功率,又稱異相分量。異相分量與同相分量的比值即稱為介質(zhì)損耗。通常用正切tanδ表示。介電常數(shù)和介質(zhì)損耗按照標準GB/T1409進行可同時測得。試驗通過一定電路測定以樣品材料為介質(zhì)的電容,計算出樣品的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗。測量結(jié)果受頻率、溫度、濕度和電場強度的影響。4.固體電絕緣材料的電痕化試驗絕緣材料在電場的作用下,由于受到水和雜質(zhì)的污染,在表面形成閃絡現(xiàn)象,慢慢破壞材料的絕緣結(jié)構(gòu),形成導電通道,造成短路。這種現(xiàn)象就是電痕化。試驗按照標準GB/T4207(IEC60112)進行,耐漏電起痕試驗可測量在電壓最高600V時固體電絕緣材料的相對耐電痕化性能。相比電痕化試驗就是測量不引起電痕化的最高電壓。試驗中電壓按每25V一個等級施加在樣品表面的鉑電極上,樣品在經(jīng)受規(guī)定滴數(shù)(50滴)、體積(20mm3)和濃度的電解液后,試驗中過電流不超過0.5A且樣品不起燃則樣品通過該電壓等級的電痕化試驗。三、可靠性能1.軟、軟變形變形熱變形溫度用于評估材料的耐熱機械性能。試驗按照GB/T1634進行,試驗用長方體樣條在樣品長度上的規(guī)定距離用兩規(guī)定的支撐頭支撐,在支撐中心部位用壓頭施加規(guī)定負荷,讓樣品升溫,樣品受熱變軟會慢慢變形。隨著溫度升高,樣品軟化程度變大,變形撓度越大。達到規(guī)定形變時對應的溫度,該溫度就是樣品在試驗條件下的熱變形溫度。2.溫度對維卡軟化溫度的影響維卡軟化溫度也是表征材料耐熱的性能。試驗按照GB/T1633進行,通過壓針施加在樣品表面,壓針橫截面積為1mm2,施加負荷后,讓樣品升溫,當壓針刺入樣品深度為1mm2時的溫度為維卡軟化溫度。3.復合材料試樣的耐熱試驗聚合物材料一般受熱會軟化,從而影響材料的其他性能如機械性能、電絕緣性能等,進而引發(fā)產(chǎn)品的安全隱患。球壓試驗作為電工產(chǎn)品的非金屬材料的耐熱試驗,用于評估電工產(chǎn)品及其零部件的固體絕緣材料(不包括陶瓷)的耐熱性能。試驗過程是用一個20N±0.2N的負荷通過半徑2.5mm的鋼球壓在厚度不小于3mm的平面樣品表面,在試驗溫度下保持1h,冷卻后測量壓痕的尺寸。通過壓痕尺寸大小來評估樣品在試驗溫度下的耐熱軟化情況。規(guī)定壓痕最大尺寸不超過2.0mm為合格。具體標準為GB/T5169.21。四、抗燃油試驗的性能1.熱試驗的結(jié)果是燃燒絲溫度灼熱絲試驗就是利用模擬技術(shù)評定灼熱元件或過載電阻之類的熱源在短時間內(nèi)造成熱應力影響的著火危險性。試驗的灼熱絲是一個規(guī)定的電阻絲環(huán),用電加熱到規(guī)定的溫度,使灼熱絲的頂端接觸樣品達到規(guī)定的一段時間(30s),然后離開,觀察和測量樣品的燃燒情況,灼熱絲離開后30s內(nèi)樣品不再燃燒則判定為通過該溫度的灼熱絲試驗。灼熱絲可燃性指數(shù)是指材料能通過灼熱絲試驗的最高溫度。例如某材料灼熱絲可燃性指數(shù)檢測結(jié)果為GWFI:900/2.0,則表示該材料厚度不小于2.0mm時,灼熱絲試驗能通過的最高溫度是900℃。灼熱絲起燃溫度是指比連續(xù)三次試驗均不會引起規(guī)定厚度的試驗樣品起燃(持續(xù)時間超過5s)的灼熱絲最高溫度高25K(900℃～960℃之間高30K)的溫度,它描述的是材料在規(guī)定厚度下灼熱絲試驗中燃燒持續(xù)時間不超過5s的最高溫度等級。2.試驗方法和樣品分為水平燃燒和垂直燃燒。水平燃燒試驗用矩形條狀試驗樣品的一端,使樣品呈水平狀態(tài),自由端則與規(guī)定的試驗火焰接觸。用測量線性燃燒率的方法評定水平放置的條狀樣品的燃燒特性。水平燃燒的等級分為HB40、HB和HB75。具體標準GB/T5169.16。垂直燃燒試驗用矩形條狀試驗樣品的一端,使樣品呈垂直狀態(tài),自由端則與規(guī)定的試驗火焰接觸。用測量余焰和余灼時間、火焰微粒的燃燒程度和滴落程度的方法評定垂直放置的樣品的燃燒特性。垂直燃燒試驗的樣品與水平燃燒的樣品尺寸一樣,但試驗要進行兩組。其中一組試驗的樣品只進行常態(tài)處理(23±2℃、濕度50±5%,處理至少48h),另一組樣品在70±2℃的條件下老化168±2h。依據(jù)試驗結(jié)果將燃燒等級分為V-0、V-1、V-2或不能用垂直燃燒法進行分級,具體判定依據(jù)參照GB/T5139.16。3.燃燒性能測試GB/T5169.5中的針焰試驗如下:試驗用內(nèi)徑0.5mm的針產(chǎn)生的12mm高的火焰施加在試驗樣品表面,記錄樣品燃燒以及滴落物情況。移去針焰后樣品及鋪底層的余焰或余灼時間小于30s(包括未起燃)為合格。UL746C標準的試驗裝置與GB/T5169.5針焰試驗一致,用測試火焰作用于器具30s,隔1min后再作用30s后,材料的燃燒時間應不超過1min。如試樣完全被消耗掉,則測試失敗。4.hwi-plc試驗試驗依據(jù)標準為IEC60695-2-20。該試驗是用電熱絲圈作為引燃火源來測量材料的引燃時間。熱絲為長250mm、直徑0.5mm的鎳/鉻(80/20)絲,通過專用的卷繞設備使熱絲按規(guī)定的形狀繞在樣品上五圈。在電絲上施加電壓使一定的電流通過熱絲而使熱絲發(fā)熱,觀察材料是否被點燃的時間。根據(jù)點燃時間劃分等級為HWI-PLC:M、0、1、2、3、4、5。例如某樣品測試結(jié)果為“IEC60695-2-20:HWI:2/3.0”,表示依據(jù)IEC60695-2-20測試樣品在厚度為3.0mm時的熱絲引燃指數(shù)(HWI)為2級(具體級別分類參考標準)。5.試驗方法有較大電流存在的電路發(fā)生斷路時會在斷路的兩個電極間產(chǎn)生電弧,可能會引燃周圍絕緣材料。該試驗評估材料受到電弧作用時的引燃性能,依據(jù)標準GB4943(IEC60950)附錄A3。試驗用兩個電極接觸并置于樣品表面,電極短路時電流為33A,其中一個電極固定,另一個電極可移動。試驗時,通過可移動電極的周期性往返運動不斷與另一電極進行接觸、分離,不斷短路、斷開,產(chǎn)生電弧。通過控制電極移動速度控制產(chǎn)生約40次電弧/min,記錄材料在經(jīng)受電弧起燃的次數(shù),或者已經(jīng)經(jīng)受了200次的電弧而未起燃。如檢測結(jié)果為“HAI:100/2.0”,表示樣品厚度2.0mm時,經(jīng)過100次電弧,樣品起燃。五、加工產(chǎn)品的性能1.熔體流動性測試熔體流動速率,通常作為熱塑性樹脂質(zhì)量控制和熱塑性塑料成型工藝條件的參數(shù)。它是熱塑性樹脂或塑料在規(guī)定溫度和恒定負荷下,熔體在一定時間內(nèi)流過標準毛細管的量?？梢杂脙煞N方法表示,一種是以10min時間熔體流過標準毛細管的質(zhì)量為量度,稱為熔體質(zhì)量流動速率,以符號MFR表示,單位為g/10min;另一種是以10min時間熔體流過標準毛細管的體積為量度,稱為熔體體積流動速率,以符號MVR表示,單位為ml/10min。通常使用第一種溶體流動速率MFR表示法。熔體流動速率是用以區(qū)別各種熱塑性塑料在熔融狀態(tài)時的流動性。對同一種樹脂,可以用MFR來比較其分子量的大小,以作為生產(chǎn)質(zhì)量的控制。材料的熔體流動速率依據(jù)標準GB/T3682-2000來進行測試。試驗時,將料桶加熱到需要的溫度(所測材料的加工溫度),恒溫后加入所測材料,待材料也恒溫后,通過活塞給恒溫的材料施加一定的負荷(可在幾個標稱負荷中選擇),這時熔融的材料在負荷作用下從料桶底部流出,通過測定一定時間段流出的物料質(zhì)量或體積,可測得材料的熔體流動速率。例如測試結(jié)果為“MFR(200,2.16)”:10,則表示該材料在200℃,2.16kg的負荷下測得的熔體質(zhì)量流動速率為10g/10min。2.模塑收縮率測定塑料加工時在模具中受熱受壓,冷卻成型后會產(chǎn)生一定的變形收縮。模塑收縮率就是表征這種變形收縮的程度。試驗依據(jù)GB/T17037.4-2003標準來進行,通過標準60mm×60mm×2mm的標準模具尺寸和成型后的樣品尺寸比較,得出模塑收縮率。六、非金屬材料檢測評價標準耐老化試驗包括很多種,通常通過老化前后樣品某一性能的變化和比較來說明樣品該性能的耐老化性,老化性試驗通常包括:熱老化試驗,依據(jù)標準GB/T7141進行,通過長期的熱處理后樣品某一性能的變化和比較來考核材料的耐熱老化性能;溫濕度試驗,依據(jù)GB/T2423系列標準進行,主要考核材料的耐高溫、低溫、恒定濕熱、交變濕熱、鹽霧等環(huán)境老化性;耐光老化,依據(jù)GB/T16422系列標準進行,通過人工模擬太陽光來對樣品進行規(guī)定時間的光照處理,通過照射前后樣品某一性能的變化和比較來考核材料的耐光老化性能;耐紫外燈老化,