第二小组-塑料耐热耐寒性能

1、LOGO 塑料耐热性和耐寒性测试塑料耐热性和耐寒性测试 高分子高分子101第二小组第二小组 目录目录 u塑料的耐热性 马丁耐热温度马丁耐热温度 负荷下的热变形温度负荷下的热变形温度 维卡耐热温度维卡耐热温度 u塑料的耐寒性 低温脆化温度低温脆化温度 低温伸长保留率低温伸长保留率 低温刚性温度低温刚性温度 马丁耐热温度马丁耐热温度 u定义与原理 u 试样在一定弯曲力矩作用下，在一定等速升温环境中试样在一定弯曲力矩作用下，在一定等速升温环境中 发生弯曲变形。当达到规定变形量时的温度，称为马发生弯曲变形。当达到规定变形量时的温度，称为马 丁耐热温度。丁耐热温度。 u 测定马丁耐热温度时，施加到试样的

2、弯曲力矩大小测定马丁耐热温度时，施加到试样的弯曲力矩大小 是用移动重锤在横竿上的位置调节的。试样受此弯曲是用移动重锤在横竿上的位置调节的。试样受此弯曲 力矩后，会发生弯曲变形，使横杆倾斜、变形指示器力矩后，会发生弯曲变形，使横杆倾斜、变形指示器 的指针下降。随着温度升高，试样弯曲模量降低，弯的指针下降。随着温度升高，试样弯曲模量降低，弯 曲变形随之增加，变形指示器下降的读数增加。当该曲变形随之增加，变形指示器下降的读数增加。当该 读数达到规定值时的温度，即是马丁耐热温度值。读数达到规定值时的温度，即是马丁耐热温度值。 方法要点方法要点 u 弯曲应力的调节弯曲应力的调节(见图见图61) 2度。度

3、。 箱体应装有鼓风设备。等速升温装置的升温速率为102度 12min。 试样的尺寸为(1201)mm(1502)mm X(1002)mm的 长条。 操作步骤操作步骤 u 把试样仔细安装在上、下夹具内，拧好夹紧螺丝使试把试样仔细安装在上、下夹具内，拧好夹紧螺丝使试 样保持垂商样保持垂商(见图见图61)状态。安装正确的试样其中间状态。安装正确的试样其中间 弯曲变形部分的长度应为弯曲变形部分的长度应为561mm，用手轻轻敲动，用手轻轻敲动 横杆，变形指示器应活动自如，一分钟后调好零点。横杆，变形指示器应活动自如，一分钟后调好零点。 u u 把装有试样的支架推人加热箱预定位置，关好箱门把装有试样的支架

4、推人加热箱预定位置，关好箱门 。开动鼓风机并开始等速升温。当变形指示器指示下。开动鼓风机并开始等速升温。当变形指示器指示下 降了降了6mm时，立即记下该瞬时的温度，试验就结束了时，立即记下该瞬时的温度，试验就结束了 。关机，打开箱门，待冷却后再进。关机，打开箱门，待冷却后再进 u行下一组试验。行下一组试验。 影响因素影响因素 u1升温速度的影响升温速度的影响 u2弯曲应力的影响弯曲应力的影响 u3起始温度的影响起始温度的影响 u4变形零点的调整变形零点的调整 u5鼓风与不鼓风的影响鼓风与不鼓风的影响 负荷下的热变形温度负荷下的热变形温度 u实验原理及方法实验原理及方法 u各类塑料当各类塑料当温

5、度升高温度升高时，其在时，其在负荷作用负荷作用下的下的形变量形变量均会增均会增 加，但增加的幅度不尽相同。因此测出变形能力的大小对加，但增加的幅度不尽相同。因此测出变形能力的大小对 于确定材料的软化温度、使用范围、使用条件是非常重要于确定材料的软化温度、使用范围、使用条件是非常重要 的。的。 u软化温度 n定义：在某一指定试样大小、升温速度、施外力方式 等条件下，测定高聚物试样达到一定形变时的温度。 n软化温度的使用价值：产品质量控制、成型加工和应 用的参数之一。 n软化温度的表示方法：维卡耐热温度，热变形温度 马丁热稳定性马丁热稳定性 表示塑料耐热性的一种指标。 试验时，将试样置于规定的升温

6、环境和弯曲应力的作用下，测 定其达到一定弯曲变形的温度。马丁耐热度是表示塑料制品使 用时可能达到的最高温度，在该温度以下塑料的物理机械性质 不会发生任何实质上的变化，而不是该塑料的长期工作温度， 因长期工作温度要比马丁耐热度低。 维卡软化点维卡软化点 表示塑料耐热性的一种方法。 垂试验时，将圆形或方形塑料试片以50/小时的升温速率加 热。用截面积为1平方毫米的圆柱形针直压入试片，测定在1公 斤或5公斤的载荷下达到1毫米深度时的温度。常用于测试没有 明确熔点的聚氯乙烯、聚苯乙烯、有机玻璃、纤维素塑料等热 塑性塑料的耐热性。 标准标准ASTMGBASTM 试样尺寸试样尺寸mm120136.3512

7、0151010103 应力大小应力大小0.46MPa1.82MPa0.45MPa1.80MPa1kg5kg 应加砝码应加砝码*185g1187g550g2600g853g4853g 加荷方式加荷方式支点跨距为支点跨距为100mm中点加荷中点加荷截面积截面积1mm2圆形针圆形针加压加压 升温速率升温速率120 /h50 /h or 120 /h 温度确定温度确定形变达形变达0.25mm形变达形变达0.21mm针压入针压入1mm R bh m 4 .29 2 2 m 砝码质量,kg; 试样最大弯曲正应力, MPa; b 试样宽度, mm； h 试样厚度, mm；R 负载杆及压头质量, kg 维卡耐

8、热温度测定 RW)5000(1000或 本实验室所用负载杆及压头质量R=147g 控温范围：控温范围： 室温室温 -300 温度测量精度：温度测量精度：0.5 升温速率：升温速率： A速度速度 50.5 /6min B速度速度 121 / 6min 变形测量范围：变形测量范围：0-1 mm 最大加热功率：最大加热功率： 4500 W 跨距尺寸：跨距尺寸： 64 mm 、100 mm两种两种 加热介质加热介质: 甲基硅油或变压器油等甲基硅油或变压器油等 冷却方式冷却方式: 100以上自然冷以上自然冷 100以下为水冷以下为水冷 实验步骤实验步骤 u试样制备：选定标准，借助注塑机制样试样制备：选定

9、标准，借助注塑机制样 u负荷选择：选定标准，确定负荷负荷选择：选定标准，确定负荷 u安放试样安放试样：选定标准，（热变形温度：采用侧放式放：选定标准，（热变形温度：采用侧放式放 置，调好支点跨距）置，调好支点跨距） u升温：选定标准，确定升温速率，确定起始温度（注升温：选定标准，确定升温速率，确定起始温度（注 意：起始温度意：起始温度GB规定小于规定小于27 ；尽量与所测软化点尽量与所测软化点 温度相差大于温度相差大于50） u测定变形：操作设备测定变形：操作设备 热变形温度测定用压头热变形温度测定用压头维卡耐热温度测定用压针维卡耐热温度测定用压针 热变形温度测定用压头热变形温度测定用压头安装

10、维卡耐热温度压针安装维卡耐热温度压针 注：热变形温度测定和维卡耐热温度测定的步骤中，选定标准、安放注：热变形温度测定和维卡耐热温度测定的步骤中，选定标准、安放 压头，后面的操作步骤基本相同。压头，后面的操作步骤基本相同。 通电源，开机通电源，开机 启动搅拌器启动搅拌器 （1）开机准备： 了解热变形试验仪操了解热变形试验仪操 作面板的功能作面板的功能 （2）安放试样： 两个红三角之间的距离为 跨距，安放试样前先调好 100mm 该箭头所指位置上有刻度 ，根据上面的刻度确定 100mm 安放样条需注意：安放样条需注意： 1.采用如图示，侧放式的放置采用如图示，侧放式的放置 2.样条放置在两个支点上

11、，使得压头样条放置在两个支点上，使得压头 压在样条中间位置，并使得样条尽量压在样条中间位置，并使得样条尽量 平行于支架平行于支架 侧放式的平放式的 了解热变形试验仪了解热变形试验仪 操作面板的功能操作面板的功能 设定参数，先按设定参数，先按 复位复位 按按设定设定 300指加热介质指加热介质 的上限温度，的上限温度， 无需修改无需修改 按按设定设定 120指升温速率指升温速率 ，无需修改，无需修改 （3）参数设定： 按按设定设定 出现出现0.25，指形指形 变规定值，变规定值， 如果选如果选ASTM标标 准无需修改准无需修改 如果选如果选GB标准，标准， 改为改为0.21 修改步骤修改步骤：清

12、零，输0.21，再按回车 按按设定设定 出现出现H123，指样指样 品代码品代码 一般无需修改一般无需修改 若只需测一个样若只需测一个样 ，则修改：，则修改：清零 ，输1#，再按回 车，即可即可 （4）加荷、调零： 放置测试所需要的砝码， 用位移传感器固定 位移传感器 参数设置好后要参数设置好后要调零调零 按调零调零，出现如左图所示 ，警报灯亮 调节位移传感器位置在：调节位移传感器位置在： （00.5）之间值）之间值 警报灯亮灭，如左图 （5）启动测试： 调零，警报停止后，按启启 动动，控制面板画面如左图 此时注意注意：观察加热灯是 否亮 如果加热灯亮，正常工作 ，开始测试 如果不亮，异常，需

13、要从 设定开始重复上述步骤 一定时间后，变形量达到 0.21时，对应的温度就是 热变形温度，如图显示 三个试样的变形量都到0.21 后，对应的热变形温度都在 面板上显示 注：所得三个样条的热变形温度，相互之间温差注：所得三个样条的热变形温度，相互之间温差 不能超过不能超过2。否则所得最后的热变形温度不准。否则所得最后的热变形温度不准 。 记录三个值，算出其平均值， 即为该材料的热变形温度热变形温度 维卡耐热温度 塑料耐寒性塑料耐寒性 低温脆化温度试验低温脆化温度试验 u概念 u脆化温度：在规定试验条件下，试样破坏概率为脆化温度：在规定试验条件下，试样破坏概率为 50%时的温度，以时的温度，以T

14、b 表示。表示。 u塑料脆化温度的测定：就是塑料试样在规定的受力塑料脆化温度的测定：就是塑料试样在规定的受力 变形的条件下，测出其显示脆化破坏时的温度。变形的条件下，测出其显示脆化破坏时的温度。 u试验速度：试验机的冲锤与固定在夹具中试样之间的试验速度：试验机的冲锤与固定在夹具中试样之间的 相对速度。相对速度。 u软质塑料：拉伸弹性模量小于软质塑料：拉伸弹性模量小于 70106Pa 的塑料的塑料 u原理 u将一组试样以悬梁的形式固定在仪器的夹具上，并置于精将一组试样以悬梁的形式固定在仪器的夹具上，并置于精 确控制温度的低温介质中恒温，当达到某一预定的温度后确控制温度的低温介质中恒温，当达到某一

15、预定的温度后 ，用规定的试验速度冲击试样，使试样沿规定半径的夹具，用规定的试验速度冲击试样，使试样沿规定半径的夹具 下钳口圆弧弯曲成下钳口圆弧弯曲成90，而后观察记录整组的试样破坏，而后观察记录整组的试样破坏 的百分数。通常把试样破坏概率为的百分数。通常把试样破坏概率为50%时的温度定义为时的温度定义为 脆化温度，用脆化温度，用t50表示表示 u仪器设备仪器设备 u 试样夹具、冲锤、恒温容器及一套能保证冲锤以恒定速度打击试样的试样夹具、冲锤、恒温容器及一套能保证冲锤以恒定速度打击试样的 机械装置组成。机械装置组成。 u 试验机：试验机： 主要由低温浴、搅拌器、试样架装置、试样夹具和冲锤主要由低

16、温浴、搅拌器、试样架装置、试样夹具和冲锤 构成，冲锤与试样和夹具之间的关系应符合以下规定。构成，冲锤与试样和夹具之间的关系应符合以下规定。 u 冲锤：由马达、电磁离合器或其他适宜形式的装置驱动。冲锤：由马达、电磁离合器或其他适宜形式的装置驱动。 u 冲击刀刃与试样夹具之间的尺寸关系和试样夹具部件冲击刀刃与试样夹具之间的尺寸关系和试样夹具部件 u 冲锤刀刃半径为冲锤刀刃半径为 1.6mm0.1mm。 u 夹具下钳口圆弧半径为夹具下钳口圆弧半径为 4.0mm0.1mm。 u 冲锤刀刃的外侧与夹具之间的间隙为冲锤刀刃的外侧与夹具之间的间隙为 2.0mm0.1mm。 u 锤刀刃冲击点与夹具之间相距为锤

17、刀刃冲击点与夹具之间相距为 3.6mm0.1mm。 u 冲击时和冲击后冲击时和冲击后 5mm 范围内试验速度为范围内试验速度为200cm/s20cm/s u 试样制备 u 脆化温度受试片的模塑方法和条件、试样制备方法的影响。试片的模 塑方法和条件应在 u 产品方法中规定。试样制备采用试样切割机。试片应模塑成厚度为 1.6mm0.1mm 的片材。 u 试样表面应平坦、光滑，无气泡、裂纹和其他明显的肉眼可见缺陷 。 u 先从厚度为 1.60.1mm 的试片上冲切成宽200.25mm 的长条 样品，然后在试样切割机上切成长20mm0.25mm，宽 2.5mm0.1mm，厚1.6mm0.1mm 的试样

18、。 u 若用切口试样，将宽20mm0.25mm 的长条样品放在切割机上， 使作切口夹具的刀片正 u 对着长条样品的20mm1.6mm 端面的正中，切一深度为 0.4mm0.02mm 的切口并退出刀片， u 然后再切成长20mm0.25mm，宽2.5mm0.1mm，厚 1.6mm0.1mm 的试样。 u测试要点测试要点 u 开动试验机的搅拌器，在低温浴内加入适量制冷剂和液体传热介质，开动试验机的搅拌器，在低温浴内加入适量制冷剂和液体传热介质， 使浴温达到所需试使浴温达到所需试 u 验温度的验温度的0.5K 范围内（浴内液面距离顶部约范围内（浴内液面距离顶部约30mm）。）。 u 将试样固定在夹具中，然后置于试验机的试样的试样架上固定。将试样固定在夹具中，然后置于试验机的试样的试样架上固定。 u 注：切口试样，使试样侧面正中的切口位于与夹具下钳口圆弧相切的注：切口试样，使试样侧面正中的切口位于与夹具下钳口圆弧相