塑料材料测试方法培训

,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,#,塑料材料测试方法培训,塑料的特性,塑料的密度小，减轻了汽车重量和能源消耗,塑料材料的易加工性（挤出、注塑、吹塑、压延、模压），降低了汽车生产成本,比强度高，耐磨，抗腐蚀性绝缘性好，能耗低及噪音小等许多优点。主要品种有：,PP,、,PVC,、,PU,及苯乙烯类（,ABS,，,PS,，,SAN,，,SMA,），所以汽车上使用塑料的量逐渐增加,塑料的分类,塑料按使用特性分类可分成：通用塑料和工程塑料,通用塑料：指产量大、用途广、成型好、价格便宜的塑料，如聚丙烯（,PP,）、聚乙烯（,PE,）、聚氯乙稀（,PVC),、丙烯腈,/,丁二烯,/,苯乙烯共聚物,(ABS),等,工程塑料：指能承受一定外力作用、具有良好的机械性能和耐高低温性能，尺寸稳定性较好，可以用作工程结构的塑料，又分为通用工程塑料和特种工程塑料。按照使用温度分，,一般使用温度在,150,以下为通用工程塑料,(,一般为,100150),，超过,150,为特种工程塑料，特种工程塑料又分为,150,一,250 ,类,(,含通用工程塑料的复合物在内,),和,250 ,以上类。使用温度越高，则价格也随之提高。,通用工程塑料：聚酰胺,(PA),聚甲醛,(POM),，聚碳酸酯,(PC),，改性聚苯醚,(PPO,，也有缩写为,PPE,的,),，聚酯,(PBT,和,PET),等五种,;,特种工程塑料：如聚苯硫醚 （,PPS,）、聚四氟乙烯（,PTFE),、聚砜 （,PSF,）、聚醚砜 （,PESF,）、聚醚醚酮（,PEEK,）等。,塑料材料实验室常规测试项目,密度,熔体流动速率,燃烧残余,球压痕硬度、洛氏硬度、邵氏硬度,冲击性能（各种温度）,拉伸性能（各种温度）,弯曲性能（各种温度）,热变形温度、维卡软化点温度,水平、垂直燃烧性能,氧指数,氙灯紫外老化试验,/,热氧老化试验,光泽度,/,耐划痕试验,冷凝散发,/,气味试验,收缩率,电阻率,塑料密度的测定,密度的测试方法：,浸渍法,、比重瓶法、浮沉法、密度梯度法、密度计法,密度的测试标准：,GB/T 1033,ISO 1183,DIN 53479,ASTM D792,塑料熔体流动速率的测定,塑料熔体流动速率,(MFR),，又称熔融指数。,定义：热塑性材料在一定的温度和压力下，熔体,每,10min,通过规定的标准口模的质量，单位,为,g/10min,。（取样方式：粒料）,标准口模：,2.0950.005mm,/1.1800.010mm,熔体流动速率的测试方法：,GB/T 3682,ISO 1133,DIN 53735,ASTM D1238,试验装置：,试验条件对应表,物料名称,GB,试验条件*,kg,ISO,试验条件,*,kg,ASTM,试验条件*,kg,PS,200*5.00,200*5.00,200*5.00 / 230*1.20,230*3.80 / 190*5.00,ABS,220*10.00,220*10.00,200*5.00 / 230*3.80,PC/ABS,/,/,/,PC,300*1.20,300*1.20,300*1.20,PP,230*2.16,230*2.16/230*5.00,230*2.16,PE,（,POE,）,190*2.16,190*0325,190*21.6,190*5.00,190*2.16,190*0325,190*21.6,190*5.00,125*0.325/125*2.16,190*0.325/190*2.16,190*21.60/190*10.00,310*12.50,PA6,/,5.00,275*0.325,235*1.00,235*2.16,235*5.00,PA6+GF,/,5.00,PA66,/,5.00,PA66+GF,/,2.16,PMMA,/,230*3.8,/,POM,190*2.16,190*2.16,/,燃烧残余（灰分）的测定,定义：试样经灼烧后剩余的无机残渣，用质量百,分比表示。,试验装置：马弗炉,常用的测试方法为：直接煅烧法,测试方法：,GB/T 9345,ISO 3451,DIN EN 60,ASTM D2584,温度设置,时间设置,球压痕硬度的测定,定义：以规定直径的钢球在试验负荷作用下垂直 压入,试样表面，经过一规定的时间后，以单位压痕面,积所承受的压力表示该试样的硬度。对于较硬塑,料硬度值测定多数使用该方法。,压头直径：,5mm,球压痕硬度的测试方法：,GB/T 3398,ISO 2039-1,DIN 53456,试样厚度必须大于,4mm,试样尺寸：如,50*4mm,试验装置：,洛氏硬度的测定,定义：用规定的压头对试样先施加,初试验力,，接着再,施加主试验力，然后卸除主试验力，只保留初,试验力，用前后两次初试验力作用下压头压入,试样的深度差经计算得出的值表示。,标尺：使用于塑料的洛氏硬度计有,M,、,L,、,R,三种标尺,洛氏硬度的测试方法：,GB/T 9342,ISO 2039-2,ASTM D785,试验装置,:,洛氏硬度标尺,初试验力,/N,主试验力,/N,压头直径,/mm,M,98,980,6.35,L,98,588,6.35,R,98,588,12.7,邵氏硬度的测定,邵氏硬度又称肖氏硬度。,邵氏硬度的测试标准,读数时间：,15s,（如果要求瞬间读数，则读数时间为,1s,）。,硬度计的测量范围在,2090,之间，如果超过范围，应更换表头。,如果试样厚度不够，可以多层叠合，但不能超过三层。,GB/T 2411,ISO 868,DIN 53505,邵,A,邵,D,邵,A,邵,D,邵,A,邵,D,负载,1kg,5kg,1kg,5kg,12.5N,50N,试样厚度,5mm,3mm,4mm,4mm,6mm,6mm,测试点间距,6mm,6mm,5mm,测试点与试样边缘间距,12mm,9mm,13mm,邵氏硬度的测定,10N,2.5N,37.5N,冲击性能的测定,冲击性能试验是在冲击负荷作用下测定材料的冲击强度，而冲击强度是用来评价材料抵抗冲击的能力或判断材料的脆性或韧性程度。,常温冲击、低温冲击,简支梁冲击、悬臂梁冲击,冲击强度,:,试样在冲击破坏过程中所吸收的能量与试样原,始横截面积之比,.,试验装置：,摆锤：,1J/,4J,简支梁（,Charpy),冲击,简支梁冲击：,无缺口试样简支梁冲击强度：无缺口试样在冲击负荷作用下,破坏时吸收的冲击能量与试样的原始横截面积之比,;,缺口试样简支梁冲击强度,:,缺口试样在冲击负荷作用下,破坏时吸收的冲击能量与试样的原始横截面积之比,.,单位,: kJ/m,2,GB/T 1043 Charpy,冲击试验,GB/T 1043,无缺口试样,缺口类型（,A,、,B,、,C,）,ISO 179-1,冲击试验,ISO 179-1,无缺口试样,缺口类型：,ISO 179-1,冲击试验,标准中经常会出现,ISO 179-1/ 1 e A,试样类型,冲击方向,缺口类型,冲击方向：,edgewise/flatwise,DIN 53453,冲击试验,DIN 53453,无缺口标准试样,1 Standard bar120*15*10mm,2 Small standard bar50*6*4mm,DIN 53453,缺口准试样,1 Standard bar with notch120*15*,（,10*2/3,）,mm,2 Small standard bar with notch50*6*,（,4*2/3,）,mm,悬臂梁,(IZOD),冲击,悬臂梁冲击,GB/T 1843,悬臂梁冲击试验,标准中经常出现,GB 1843/ 1 A R,试样类型,缺口类型,冲击方向,试样类型：无缺口,缺口,1,、,80*10*4mm80*8*4mm,2,、,63.5*12.7*12.7mm63.5*10.16*12.7mm,3,、,63.5*12.7*6.4mm63.5*10.16*6.4mm,4,、,63.5*12.7*3.2mm63.5*10.16*3.2mm,缺口类型：,A/B,与简支梁缺口,A/B,型相同,ISO 180,悬臂梁冲击试验,标准中经常出现,ISO 180/ U,缺口类型,缺口类型：,U,无缺口,A,同,GB,B,同,GB,标准试样：无缺口,缺口,80*10*4mm80*8*4mm,单位：,kJ/m,2,ASTM D256,悬臂梁冲击,标准试样：无缺口,缺口,63.5*12.7*3.2mm63.5*10.16*3.2mm,缺口类型：同,GB/A,型缺口,单位：,J/m,落球冲击,弯曲拉伸试验装置,拉伸性能的测定,拉伸应力,-,应变曲线图,GB/T 1040,标准试样,双铲型,、哑铃型、,8,字型、长条形,I,型试样,:,双铲型,(,如,170*10*4mm),II,型试样：哑铃型,GB/T 1040,标准试样,ISO 527-2,标准试样,ISO 527-2:Test conditions for moulding and extrusion plastics,材料标准中经常会出现：,ISO 527-2/1A/50,试样类型,拉伸速率，,mm/min,ISO 527-2,标准试样,1A/,1B,型试样,ISO 527-2,标准试样,1BA/1BB,型试样,ISO 527-2,标准试样,5A,/5B,型试样,DIN 53455/53504,标准试样,DIN,标准中经常会出现,DIN 53455 -3 -5,标准编号,拉伸速率，,mm/min,试样类型,DIN,标准试样 ：,75*4*2mm,与,ISO 527-2,中的,5A,型试样一样,DIN,已经改版为,DIN EN ISO*,ASTM D638,标准试样,ASTM D638,标准试样,常用,I,型试样：如,170*12.7*3.2mm,常用拉伸试样尺寸,常用试样,（举例）,mm*mm*mm,GB,试样类型,ISO,试样类型,DIN,试样类型,ASTM,试样类型,170*10*4,I,型,1B,型,/,/,170*12.7*3.2,/,/,/,I,型,75*4*2,/,5A,型,53504S2,型,/,拉伸性能测定的试验速率,试验速率的选择：,试验速度应为使试样能在,0.55min,试验时间内断裂的最低速度。,序号,试验速率,1,1mm/min,2,2mm/min,3,5mm/min,4,10mm/min,5,20mm/min,6,50mm/min,7,100mm/min,8,200mm/min,9,500mm/min,弯曲性能的测定,日常弯曲试验为三点式加载法,GB/T 9341,及,ISO 178,弯曲试验,标准试样,:,(802)*(10.00.2)*(4.00.2)mm,跨距：,L,v,=,（,161,）,h,从样件上切取样条：,若样件原厚,4mm,时，单面加工到标准厚度，测试时，未加工面与两个支座接触，中心压头把力施加到加工面上；,若样件原厚,4mm,时，试样长度和厚度之比必须满足,l/h=201,。,试样厚度,h,mm,宽度,b 0.5mm,热塑性模塑和挤塑料以及热固性板材,织物和长纤维增强的塑料,1h3,25.0,15.0,3h 5,10.0,15.0,5h 10,15.0,15.0,10h 20,20.0,30.0,20h 35,35.0,50.0,35 18,，长度,l=1.25L,v,，可硬化的模塑材料可以采用,L,v,/h=10,，,(120*15*10mm),；,b,、,试样厚度,h,mm,宽度,b 0.5mm,热塑性模塑和挤塑料以及热固性板材,织物和长纤维增强的塑料,1h3,25.0,15.0,3h 5,10.0,15.0,5h 10,15.0,15.0,10h 20,20.0,30.0,20h 35,35.0,50.0,35 6.4mm,时,，可以单面加工至标准厚度，试验时加工面朝下；,2,、厚度,3mm,时，可以多层叠合来测，但层数不能超过,3,层。,水平燃烧性能的测定,方法原理：水平或垂直地夹住试样一端，对试样,自由端施加规定的气体火焰，通过测,量,线性燃烧速度,(,水平法,),或,有焰燃烧及,无焰燃烧时间,(,垂直法,),等来评价试样的,燃烧性能。,本生灯法：小能量（火焰高度,2025mm,）,中能量（火焰高度,125mm,）,（,GB 8410,火焰高度,38mm,）,测试方法：,UL 94 GB 8410 GB/T 2408,GB 8410,水平燃烧测试方法,试样尺寸：,试验方法简述,技术要求,UL 94,水平燃烧性能测试方法,标准试样：,试样方法：,1,、三种厚度的试样各准备,3,个，在恒温恒湿实验室放置,48h,；,2,、在试样,25mm,及,100mm,处划线做记号；,3,、用夹具夹紧远离第一标线的一端，使试样长轴呈水平方向，其横截面轴线与水平方向成,45,；,4,、用,20mm,高的蓝色火焰燃烧试样未固定端,30s,然后移开，测定火焰前缘燃烧至,2,个记号之间所用的时间，计算出燃烧速率。,判定,HB,：,3.0-13mm,厚度的试样燃烧速率,40mm/min,；小于,3mm,厚度的试样燃烧速率,75mm/min,；火焰在接近,100mm,记号前终止燃烧。,长,宽,高,单位,mm,in,mm,in,mm,in,1,127,5,12.7,1/2,1.6,1/16,2,3.2,1/8,3,6.4,1/4,UL 94 V-0,V-1,V-2,燃烧试验,标准试样：,GB/T,2408,试验方法,:,1,、三种厚度试样各准备,10,个（分为,2,组），一组在恒温恒湿实验室放置,48h,，另一组在,70,下放置,7,天；,2,、试样以长轴垂直地面方式上端固定；下端距离本生灯,10mm,；,3,、燃烧试片下端中心,10s,，然后移开。若试片在,30s,内停止燃烧，则再次燃烧,10s,，记录下第一次点燃后试样的有焰燃烧时间,t,1,及第二次点燃后试样的有焰燃烧时间,t,2,和无焰燃烧时间,t,3,长,宽,高,单位,mm,in,mm,in,mm,in,1,127,5,12.7,1/2,0.8,1/32,2,1.6,1/16,3,3.2,1/8,UL 94 V-0,V-1,V-2,级判定,判 据,级 别,V-0,V-1,V-2,-,每根试样的有焰燃烧时间（,t,1,+ t,2,）,10,30,30,30,对于任何状态调节条件，每组五根试样有焰燃烧时间总和,t,50,250,250,250,每根试样第二次施焰后有焰加上无焰燃烧时间（,t,2,+ t,3,）,30,60,60,60,每根试样有焰或无焰燃烧蔓延到夹具现象,无,无,无,有,滴落物引燃脱脂棉现象,无,无,有,有,/,无,UL 94 5VA,5VB,燃烧试验,标准试样：,样条：,127mm,（,5,）*,12.7mm,（,0.5,）*,3.2mm,（,1/8,）,样板：,152.4mm,（,6,）*,152.4mm,（,6,）*,3.2mm,（,1/8,）,样条试验方法：,1,、准备,10,根样条（分为,2,组），一组在恒温恒湿实验室放置,48h,，另一组在,70,下放置,7,天；,2,、试样以长轴垂直地面方式上端固定；,3,、调节本生灯火焰高度为,125mm,，与垂直方向呈,20,角，并使兰色火焰的顶端接触样条的底端。燃烧样条,5s,，再移开火焰,5s,，重复此操作,5,次。记录下每次样条的燃烧时间：,t1,，,t2,，,t3,，,t4,，,t5,样板试验方法：,1,、同样条试验步骤,1,；,2,、样板以水平方式固定；,3,、同样条试验步骤,3,。（火焰燃烧样板地面）,UL 94 5VA,5VB,级判定,判 定,级 别,5VA,5VB,在第,5,次火焰燃烧,5s,后，每组样条的燃烧时间总和（,t1+t2+t3+t4+t5,）,60s,60s,滴落物引燃脱脂棉现象,无,无,样板被火焰穿透现象,无,有,塑料氧指数的测定,定义：在规定的试验条件下，刚好能维持材料燃烧的通,入的氮氧混合气中以体积百分数表示的最低氧浓度。,装置图：,氙灯和紫外老化试验,实验室光源曝露试验方法是采用模拟和强化大气环境中主要因素的一种人工加速老化试验方法。,实验室光源：,氙弧灯,/,碳弧灯,/,荧光紫外灯。,试验装置：氙灯老化仪和紫外试验箱。,测试方法：,FIAT 50451 FIAT 50451/01,光照试验的参数：黑板温度,BST/BPT,箱体温度,相对湿度,辐照度,/,辐照量,氙灯老化仪,热氧老化性能试验,原理方法：将塑料试样置于给定条件（温度、风速、换,气率等）的热老化试验箱中，使其经受热和,氧的加速老化作用。通过检测暴露前后性能,的变化，以评定塑料的耐老化性能。,热老化试验箱：,光泽度的测定及耐划痕试验,冷凝组分含量的测定,冷凝组分测量参数,冷凝组份,-,冷凝物重量,模糊度,光透过率下降,成雾值（,60,0,光泽,）,各标准冷凝组分测定条件,标准号,玻璃板,起雾杯,冷却温度,(),加热温度,(),加热时间（小时）,测量参数,ISO6425,厚：,3mm,光透过率：,98%,内径：,83.6mm,高：,190 mm,21,100,3,成雾值（,60,0,）,16,冷凝份重,DIN 75201,光泽最大变动范围应在,2%,内径：,83.6mm,高：,190 mm,21,90,6,成雾值（,60,0,）,SAE J1756,厚：,3mm,Haake,装置或,Hart,装置（,10gDOP,冷凝重,4.65-5.15mg),21,100,3,成雾值（,60,0,）,38,85,6,95,110,21,100,12,冷凝份重,收缩率,的测试方法,一般指热塑性塑料注射成型模塑收缩率的测试方法，,GB/T 15585-1995,标准已作废。,通过测量注射成型一定形状的试块的尺寸与模具实际尺寸的差值的比值而得。,电阻率的测定,各项性能之间的关系考虑,一般来说，同一种材料通过改性后所测拉伸性能、冲击性能和弯曲性能的数据之间是有一定的关系的。如：当拉伸强度和弯曲性能提高时，伸长率和冲击强度便下降，也就是说当材料的刚性提高了，它的韧性便会降低。但也可以通过某种改性，同时提高材料的刚性和韧性，如填充长玻璃纤维，所以，应视具体情况而定。,值得注意的是，当一种材料的一组性能数据不能同时满足标准的要求时，应如何处理？从检测的角度来说，此材料只要一个性能不满足标准要求就被判为不合格，但从生产的角度来说，存在标准和实际应用之间的差距、该项对产品性能影响的重要和非重要性等因素，所以可以在所测数据与标准偏差不大且对产品性能影响不大的情况下，可以适当接受此类材料。,