D570-98塑料吸水率的试验方法.doc

D570-98 塑料吸水率的试验方法1. 范围1.1 该试验方法是塑料浸水时相对吸水速率的测量方法。该试验方法适用于对所有类型的塑料进行试验，包括铸造材料，热模塑，冷模塑树脂产品，棒条和管状的同质塑料和层压塑料，厚度为0.13mm或更厚的塑料片。1.2 数值的标准单位是SI。括号内的数值仅供参考。1.3 该标准并不旨在讨论所有的安全问题，若有，也只是与其使用相关。注1-ISO 62与该试验方法等同。2. 参考文件2.1 ASTM标准：D647 塑料铸模材料试验样品模型设计的操作方法。2.2 ISO标准：ISO 62塑料-吸水率的测量。3 意义和使用3.1 该吸水率试验方法有两大主要功能：第一，作为材料吸水率的指导准则，当吸湿性，电气性能或机械性能间的关系，尺寸和外观测定后，作为这些性能暴露在水中或潮湿环境中的变化情况的指导准则；第二，作为产品均匀度的控制试验。第二项功能主要适用于对片状，棒状或和管状成品的试验。3.2 可以根据7.1和7.4获取的数值比较各种塑料的吸水率。3.3 液体变成聚合物的扩散系数是浸没时间的平方根函数。饱和时间主要取决于样品厚度。例如，表1列出了尼龙塑料-6在各种厚度下的饱和时间。3.4 塑料的含水量与电气绝缘电阻，介电损耗，机械强度，外表面和尺寸等性能密切相关。吸水后含水量变化对这些性能的影响取决于塑料的暴露形式（浸入水中或暴露在高湿度的环境中），形状及其内在性能。对于不同质的材料，如压层塑料，其边缘和表面的吸水率有很大的不同。即使是同质的材料，其切割边缘的吸水率也比表面吸水率稍高。因此，在试图联系表面区域的吸水率时，一般限定在密切相关的材料和形状相似的样品之间：对于密度差异很大的材料，要考虑体积吸水率和质量吸水率间的联系。4仪器4.1 天平-读数能精确到0.0001克的分析天平。4.2 烘箱，温度等够控制在503以及105到110.5. 试验样品5.1 铸模塑料的试验样品规格应该是直径为50.8毫米，厚度为3.2毫米的圆盘。热模塑材料的可变厚度为0.18，冷模塑材料或铸造材料的可变厚度为0.30毫米。表1 尼龙塑料6各种厚度下的饱和时间厚度，毫米95%饱和的时间，小时110024003.21000101000025620005.2 ISO标准试验样品同质塑料制品的试验样品规格为60mm60mm1mm。60mm尺寸的公差为2mm，1mm尺寸的公差为0.05。在使用5.2节中描述的样品进行试验时，该试验方法和ISO 62是等同的。5.3 片状制品的试验样品应该是长76.2mm，宽25.4mm的条形。当需要与铸模塑件的吸水率比较时，试验样品的厚度应该为3.2mm。除了石棉-纤维材质的酚醛层压塑料或公差更大的其他材料之外，样品厚度允许变动的范围为0.2mm。5.4 棒条制品试验样品规格为：直径小于或等于25.4mm的棒条，取样25.4mm长，直径大于25.4mm的棒条，取样12.7mm长。样品的直径应该是棒条成品的直径。5.5 对于内径小于76mm的管件的试验样品应该是长25.4mm的全剖管。对于内径等于或大于76mm的管件，应该沿管子周向切割76mm长，纵向25.4mm宽的试件。5.6 片材，棒条和管件的试验样品必须进行机械打磨或修剪以确保边缘无裂缝。切割边应该用0好或更细的砂纸或金刚砂布磨平。在进行电锯，机械或砂纸操作时，应尽量放慢速度以防材料变热。注3如果样品截取时或因机械操作造成表面的油污，应该用沾有汽油的湿布擦洗油污并用干布擦净，然后在空气中放置2小时，使汽油充分挥发。如果汽油会影响到塑料，那么就使用其他能够在2小时内挥发净的合适的溶剂或清洗剂。5.7 下表中列出的各种样品的尺寸的测量应该精确到0.025mm。其他未列出的尺寸精确到0.8mm。样品类型 应该精确到0.025mm的尺寸铸模盘 厚度片材 厚度棒条 长度和直径管件 内径，外径和壁厚6. 环境6.1 三个样品的放置环境如下：6.1.1 吸水率受110左右的温度影响很大的材料的样品，应该在503的烘箱中干燥24小时，在干燥器中冷却后马上称量，精确到0.001g。注4如果静电荷影响到称量，用一个接地导体轻轻摩擦试件表面。6.1.2 酚醛层压塑料及其他吸水率不会因为温度上升到110而受到很大影响的产品的试验样品，应该在105到110的烘箱中干燥。6.1.3 当要与其他塑料的吸水率相比较时，样品要在503的烘箱中干燥24小时，在干燥器中干燥后马上称量，精确到0.001g。7 工艺7.1 24小时沉浸-经调整处理过的样品应该放置在温度为231的蒸馏水容器中，边缘向下完全浸没。24小时结束时（+0.5小时，-0小时），同时将所有样品取出，用干布擦净表面的水分后马上称量，精确到0.001g。如果样品厚度小于或等于1/16英寸，擦干后马上将其放在称量瓶中称重。7.2 2小时沉浸-对于吸水率相当高的材料的所有厚度的样品，以及2小时内吸水重量会明显增加的其他材料的薄样品，除了应将时间缩短为1204分钟外，其他操作应该按照7.1的描述进行。7.3 重复沉浸-样品浸入2小时后称量，精确到0.001g，然后再次浸入水中24小时后称量。7.4 长时间沉浸-为了测量充分饱和时的吸水量，除了在24小时后，将样品取出，用干布擦干水分后马上称量，精确到0.001g，然后重新浸入水中之外，其他操作都照7.1中的描述进行。样品要在一周后称量一次，以后每两个星期称量一次直到连续三次称量的增长量的平均值小于总增长量的1%或者5mg，那么认为样品已饱和。饱和重量和干燥重量间的差值是饱和后的吸水量。7.5 2小时沸水沉浸-调整处理过的样品应该放置在沸腾的蒸馏水容器中，边缘向下完全浸没。1204分钟后，取出样品，并放置在室温下的蒸馏水中冷却。151分钟后，同时取出样品，擦干后马上称量，精确到0.001g。如果样品厚度小于或等于1/16英寸，应该放置在称量瓶中称重。7.6 半小时沸水沉浸-对于吸水率相当高的材料的所有厚度的样品，以及半小时内重量可以明显增加的其他材料的薄样品，除了浸入时间缩短到301分钟之外，其他操作按照7.5的描述进行。7.7 50沉浸-除了浸入时间和浸入温度分别调整为481小时和501，同时省略掉浸水冷却操作之外，其他要操作按照7.5的描述进行。7.8 当需要与其他塑料的吸水率相比较时，采用7.1中描述的24小时沉浸工艺和7.4中测量的均衡值。8 再调整处理如果知道或怀疑材料中含有一定数量的可溶于水的成分，样品浸水后应该称量一次，然后将样品按照前面干燥的时间和温度重新处理。然后在干燥器中冷却后再次称量。如果重新处理过后的重量比处理前的重量低，两者间的差值为浸水试验中水溶性材料的损失量。对于这样的材料，其吸水率应该是浸水后增加重量与水溶性材料重量之和。9 计算和报告9.1 报告应该包含每一个样品的吸水率以及三个样品的平均吸水率，具体如下：9.1.1 样品在试验前的尺寸，按照5.6中的要求测量，精确到0.025mm。9.1.2 处理时间和温度。9.1.3 使用的沉浸工艺。9.1.4 浸入时间（仅限于长时间沉浸工艺）。9.1.5 沉浸时重量增加百分率，精确到0.01%，计算公式如下：增加百分率，%=1009.1.6 浸水时可溶性材料损失百分率，精确到0.01%，计算公式如下：可溶性材料损失率，%=1009.1.7 对于长时间沉浸工艺，做出增加的重量和每次浸入时间的平方根的函数的曲线图。曲线的起始斜率与塑料中水的扩散常数成比例。函数曲线上重量变化很小或无变化的平坦区作为塑料的饱和含水量。9.1.8 含水率是9.1.5和9.1.6数值之和。9.1.9 样品外观出现褶皱，裂缝或变化的观察值。10. 精确度和偏差10.1 精确度-按照7.1的工艺在一个实验室内进行的操作，以及三种材料在三个实验室内进行试验。分析这些数据得到下面的变化系数（三次重复的平均值