高分子材料性能测试汇总.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2018/3/1,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,高分子材料性能测试汇总,目录（,Contents,）,物理性能,1.1,硬度,1.2,成型收缩率,1.3,吸,/,含水率,热性能,2.1,热膨胀系数,2.2,熔融流动指数,2.3,热变形温度,2.4,维卡软化温度,2.5,水平垂直燃烧,2.6,灼热丝起火,3.1,拉伸测试,3.2,弯曲测试,3.3,冲击测试,力学性能,电性能,4.1,漏电起痕指数,4.2,体积电阻率,4.3,表面电阻率,4.3,介电常数,4.3,介电强度,硬度,：材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度，反应材料软硬程度。,高分子材料领域常用的是邵氏硬度和洛氏硬度。,邵氏硬度,一般用于橡胶类材料上，硬度范围在,2090,之间。,如果超过邵,A,硬度,90,，则选用邵,D,硬度计测试。,如果低于绍,D,硬度,20,，则选用邵,A,硬度计测试。,邵,A,硬度计（）：负载,1Kg,，样品厚度大于,5mm,，适合软质的塑料和橡胶,邵,D,硬度计（）：负载,5Kg,，样品厚度大于,5mm,，适合较硬的塑料和橡胶,洛氏硬度,测试方法：用试验钢球能在被测物上砸上痕迹时硬度计表盘,上所显示的数值即为硬度值。适用于硬度高的工程塑料和金属材料。,，硬度（,Hardness,）,洛氏硬度计,邵氏硬度计及,A/D,型压头,成型收缩率,：,注塑成型时，树脂经加热熔融后体积膨胀，体积膨胀的熔融树脂填充到模腔内后实施冷却，,过程中树脂体积将减小，此时对应部分尺寸减小率就是成型收缩率。,，成型收缩率（,Mold Shrinkage,）,测试方法,ASTM D955/ISO 294-4,试样规格,方形,60602 mm,条形,12712.73.2 mm,圆片,100mm,，厚,3.2mm,塑料的流向不同，收缩率也不同，一般流动方向的收缩率小于横向方向的。,常见塑料的收缩率：,塑料,PA6,PA66,PBT,PC,PET,ABS,PMMA,流动（,%,）,1.2,1.4,1.8,0.5,2.0,0.4,0.3,横向（,%,）,2.0,1.8,2.0,0.7,2.5,0.6,0.7,B：在移除灼热丝以后，燃烧或者炽红时间 30 s 并且不引燃下方薄纸。,Q1，Q0分别为真空和插入介质材料后平板电极上的电荷数量,，介电强度（Dielectric Strength）,灼烧过程中发生熔融滴落现象，可将本生灯倾斜45放置，火焰高度保持10mm。,样膨胀值和温度变化量，即可计算出热膨胀系数。,B50法：使用50N的力，加热速度为50/h.,火焰要求：火焰蓝色，高度20mm(内焰10mm)；,通过万能材料试验机更换夹头实现,HDT是塑料的热性能中最具有代表性的数据，HDT越高，材料的耐热性越好。,B：对于厚度的样品，燃烧速度不能超过每分钟,，体积电阻率（Volume Resistivity）,样品规格：1.,试验仪器：熔体流动速率仪，标准口模有和两种。,1，水平燃烧试验（HB Test:Horizontal Burning Test）,能力。,目录（Contents）,灼烧过程中发生熔融滴落现象，可将本生灯倾斜45放置，火焰高度保持10mm。,尼龙的热膨胀系数一般为：。,通过万能材料试验机更换夹头实现,作用：通过测试了解 MFI大小来评估材料流动性，为成型加工选择工艺提供依据,在厚度为h，横截面积为Q（QS）的材料的两个端平面上敷设电极，测量得到电阻Rv。,常见塑料的MFI测试条件（温度/荷重）,B50法：使用50N的力，加热速度为50/h.,正下方灼烧10秒后将本生灯迅速移开，记录移开后火焰的持续时间T1；,试验方法：将样条接触火苗5秒钟，然后熄灭火焰5秒钟，测定燃烧时间；,断裂伸长率：试样断裂时，标线间距离的增加量与初始标距之比。,通过万能材料试验机更换夹头实现,A50法：使用10N的力，加热速度为50/h.,被1mm2的压针压入1mm深度时的温度。,3,热变形温度（HDT：Heat Deflection Temperature）,单位为伏。,试验仪器：熔体流动速率仪，标准口模有和两种。,ASTM 样条规格：（厚度小于）mm,吸水率,：,(M2-M1)/M1100%,测试方法,（标准,:ASTM D570 ISO62,）：,1,，把样品放到干燥箱干燥（,50,度,/24,小时），移至干燥器中冷却到室温，测试样品的重量,M1,；,2,，将试片浸入温度为,23,度的蒸馏水中，浸泡,24,小时后，将其取出用滤纸除去表面水分，在取,出后的,1,分钟内再次称量样品的重量,M2;,样品规格：,1.,圆片：直径,50mm,厚度,4mm,2.,方片：,60mm60mm1mm,3.,条形：,76.2mm25.4mm3.2mm,常用工程塑料吸水率（,23,，,24Hr,）,PA6,PA66,PC,PET,PMMA,PBT,ABS,LCP,PPO,1.3,1.2,0.15,0.14,0.3,0.08,0.1,0.01,0.1,，,吸水率和含水率（,Water Absorption&Moisture Content,),含水率,：一定条件下，材料中实际的水分含量。一般情况下，对同一材料而言，含水率,吸水率,热膨胀系数,：固定物质温度升高,1,摄氏度时,其长度的变化和它在之前长度之比，单位,1,/,。,塑料热膨胀系数一般是钢材的十倍左右。,塑料的热膨胀系数在,10,-5,到,10,-6,级别之间；尼龙的热膨胀系数一般为：,。,测试方法,:,将已测量原始长度的试样装入石英膨胀计中，然后将膨胀计插入不同温度的恒温浴内，,待试样温度与恒温浴温度平衡，测量长度变化的仪器指示值稳定后，记录读数，由试,样膨胀值和温度变化量，即可计算出热膨胀系数。,样条长度,：,50-125mm,常用测试温度范围：,ASTM E831,：,-40,到,40,ISO 11359-2,：,23,到,80,，热膨胀系数（,CTE:Coefficient of Thermal Expansion,）,熔融指数：,热塑性材料在一定的温度和压力下，熔体每,10,分钟通过标准口模的质量，以,g/10min,表示。,作用,：通过测试了解,MFI,大小来评估材料流动性，为成型加工选择工艺提供依据,常用标准,：,ASTM D1238,，,ISO 1133,，,GB 3682,试验仪器,：熔体流动速率仪，标准口模有和两种。通常采用前者。,相关概念,简称：熔融指数（,MI,：,Melt Index,）,熔体流动速率（,MFR,：,Melt Flow Rate,），,体积熔体流动速率（,MVR,：,Melt Volume Rate,）：以体积来计算熔体流动指数，单位,cm,3,/10min,。,，熔融流动指数（,MFI:Melt Flow Index,),塑料种类,PA6,PA6+GF,PA66,PA66+GF,PBT,PBT+GF,温度,235,255,275,285,250,255,砝码重量,(KG,）,2.16,5,2.16,5,2.16,5,塑料种类,POM,POM+GF,ABS,PC,PC/ABS,PA46,LCP,温度,190,190,200,300,260,300,343,砝码重量,(KG,）,2.16,5,5,1.2,5,2.16,2.16,常见塑料的,MFI,测试条件（温度,/,荷重）,8,种荷重规格,：,1,级：、,2,级：,1.200 kg,3,级：,2.160 kg,4,级：,3.800 kg,5,级：,5.000 kg,6,级：,10.000 kg,7,级：,12.500 kg,8,级：,21.600 kg,2.3,热变形温度（,HDT,：,Heat Deflection Temperature,）,热变形温度：,将样条固定在热变形仪的支架上，施加规定的荷重，浸入硅油中，以一定的加温速度加热硅油，,当样条产生的变形量时的温度即为热变形温度（,HDT,）。,HDT,是塑料的热性能中最具有代表性的数据，,HDT,越高，材料的耐热性越好。,两种荷重,：,A,：；,B,：,试验方法,：将所需荷重施加在样条上，然后将样条浸入硅油中，预热,3-5min,，以,2,/min,的速度加热油。,样条规格,:,尺寸,120mm15mm 10mm,，,2,根以上，样条成型后需放置,48,小时以上。,测试方法,负荷,升温速率,尺寸要求,试样摆放,跨距,变形,ASTM D648,1.82/0.45MPa,120,/h,127*12.7*3.2mm,竖放,100mm,0.25mm,ISO 75,1.82/0.45MPa,120,/h,80*10*4mm,平放,64mm,0.34mm,常见工程塑料的热变形温度,塑料种类,PA6,PA66,PA66+15%GF,PA66+33%GF,PA6+33%GF,高压,1.82MPa,65,75,230,245,210,低压,0.45MPa,180,220,245,260,220,塑料种类,PC,ABS,PC/ABS,POM(,共聚）,POM(,均聚）,PBT+30%GF,高压,1.82MPa,130,75,PC,和,ABS,的比例决定结果,110,120,2,05,低压,0.45MPa,140,220,/,/,220,测试方法对比,维卡软化温度,：塑料等聚合物的试样在液体传热介质中，在一定的载荷、一定的等速升温条件下，,被,1mm,2,的压针压入,1mm,深度时的温度。,与热变形温度测试的比较：,热变形与维卡软化点温度可在同一台仪器测，只是压头与载荷不同。,维卡的压头是面积为,1,平方毫米的针头，热变形的是具有一定圆弧的斧型压头。,热变形温度：在一定的升温速率及载荷作用下，样条挠度变化时对应的温度。,维卡软化点：在一定的升温速率及载荷作用下，压头进入标准试样,1mm,时对应的温度。,测试条件,：升温速率和载荷分别有两种标准,A50,法：使用,10N,的力，加热速度为,50,/h.,B50,法：使用,50N,的力，加热速度为,50,/h.,A120,法：使用,10N,的力，加热速度为,120,/h,B120,法：使用,50N,的力，加热速度为,120,/h,，维卡软化温度（,VST,：,VicatSofteningTemperature,）,ASTM,样条规格：,（厚度或：，），,5,根为一组）,1,，水平燃烧试验（,HB Test:Horizontal Burning Test,）,GB,样条规格：（或指定厚度）,测试方法,：,1.,火焰高度,25.4mm;,施加火焰时间,30s,或者施加到火焰达到,25.4mm,标记线为止。,2.,记录由至,102mm,标记线之间的燃烧时间。,HB,耐火等级判定：,满足以下三种条件之一的就判定满足,HB,A,：对于厚度的样品，燃烧速度不能超过每分钟,B,：对于厚度的样品，燃烧速度不能超过每分钟,C,：火焰在没有烧到标记的时，样品就熄灭。,，,UL,水平,&,垂直燃烧试验,测试方法：,火焰要求：火焰蓝色，高度,20mm(,内焰,10mm),；,正下方灼烧,10,秒后将本生灯迅速移开，记录移开后火焰的持续时间,T1,；,3.,若试样上的火焰熄灭，再次对试样进行灼烧,10,秒后移开，记录第二次火焰持续时间,T2,；,若明火熄灭后试样上还有火星，记录其持续时间,T3,；,4.,试验中，应随时调整本生灯的位置以保持喷嘴位于试样的正下方,10mm,；,5.,灼烧过程中发生熔融滴落现象，可将本生灯倾斜,45,放置，火焰高度保持,10mm,。,2,，垂直试验（,Vertical Test,）,ASTM,样条规格,：（厚度小于）,mm,（通常厚度：，或）。,耐火等级判定：,每个等级需要同时满足以下,5,个条件，才能判定为满足该等级。,等级,棉花燃烧,试样燃烧,到支架,任一试样,的,T1,或,T2,任一试样,的,T2+T3,5,个试样的,T1+T2+T3,总时间,V0,否,否,10,30,50,V1,否,否,30,60,250,V2,是,否,30,60,250,条形样条,：同,HB,样条,板型样条,：,15cm,15cm,厚度（共,3,块）,火焰要求,：双重火苗（内焰高度外焰高度）,试验方法,：将样条接触火苗,5,秒钟，然后熄灭火焰,5,秒钟，测定燃烧时间；重复,5,次,3,，,5V,燃烧试验,耐火等级,燃烧有焰加火星总时间,是否点燃棉花,是否有烧穿,5VA,60s,否,否,5VB,60s,否,是,备注,板型燃烧,阻燃等级：,从低到高,HB V-2 V-1 V-0 5VB S,）的材料的两个端平面上敷设电极，测量得到电阻,Rv,。,体积电阻率定义公式,：,单位通常是,-m,或,-cm,。与试样或产品的形状无关，只取决于材料的自身性质。,体积电阻率：,用于表征立体材料的非导电性能，即绝缘能力，通常称为电阻率。,材料按照电阻率的分类：,绝缘体：,v,10,9,-cm,半导体,：,106-cm,v,109,-cm,导 体：,v,10,6,-cm,体积电阻测量原理示意图,，表面电阻率（,Surface Resistivity,）,表面电阻率,：用于表征材料表面非导电性能物理量。,在固体材料平面上放两个长为,L,、距离为,d,的平行电极，,测量出两电极间的材料表面电阻,Rs,。,表面电阻率表达式：,s=Rs,*,L/d,材料平面,测量区域,:L*d,电极距离,L,电极长度,d,表面电阻测量原理示意图,相对介电常数,：介质在外加电场时会感应电荷而削弱电场，原真空中外加电场与插入介质后电场,比值，用,r,表示,。,r=,1,/,0,=C1/C0=Q1/Q0 (,电压,V,恒定）,1,，,0,分别为介质和真空的绝对介电常数,C1,，,C0,分别为真空和插入介质材料后的电容量,Q1,，,Q0,分别为真空和插入介质材料后平板电极上的电荷数量,，相对介电常数（,Relative Permittivity,）,相对介电常数特征,：,1.,介电常数与所加的电场频率有关，一般有,50Hz/1KHz,。,2.,它是表示绝缘能力特性的一个系数，以字母,表示，单位为法,/,米,3.,相对介电常数越小（不容易被极化,/,感应），材料的绝缘性越好。,电性能,PS,ABS,PVC,PE,PP,PMMA,1.051.5,1.52.5,1.31.4,1.41.6,1.51.8,3.03.6,常用塑料的相对介电常数（,50Hz,）,，介电强度（,Dielectric Strength,）,如相对介电常数介绍中，如果电源电压匀速增大到某一值,V,，致使厚度为,d,的高分子材料介质局部能导电，侧称介质被击穿。,介电（击穿）强度,：,E=V/d,单位为：,KV/mm,击穿的主要特征,：绝缘性能破坏，产生电弧，材料穿孔熔化，烧焦，破损。,31,Thanks,！,谢谢观看！,