热塑性塑料性能测试方法演示

1、拉伸应力：拉伸应力： = F/A伸长率：伸长率： = L/L 100%塑料材料的拉伸应力应变曲线塑料材料的拉伸应力应变曲线拉伸应力应变的计算拉伸应力应变的计算为了测定高聚物材料的基本物性，对材料施加应力后，测出变为了测定高聚物材料的基本物性，对材料施加应力后，测出变形量，求出应力，应力应变曲线是最普通的方法。将样条的两端用形量，求出应力，应力应变曲线是最普通的方法。将样条的两端用器具固定好，施加轴方向的拉伸荷重，直到遭破坏时的应力与扭曲器具固定好，施加轴方向的拉伸荷重，直到遭破坏时的应力与扭曲的计算方法即为拉伸试验。的计算方法即为拉伸试验。q拉伸应力拉伸应力(Tensile Stress)：试

2、片变形前，施加于单位面积上的拉伸力的大小。：试片变形前，施加于单位面积上的拉伸力的大小。q伸长率伸长率(Tensile Strain)：试片原本标线间的长度因拉伸力的作用产生的变化。：试片原本标线间的长度因拉伸力的作用产生的变化。q屈服点屈服点(Yield Point)：应力应变曲线中，即使荷重不增加，伸长率也开始上升：应力应变曲线中，即使荷重不增加，伸长率也开始上升的时刻称为屈服点。此时的应力为屈服强度的时刻称为屈服点。此时的应力为屈服强度(Yield Strength)，此时的变形率为，此时的变形率为屈服伸长率屈服伸长率(Elongation at Yield)。q拉伸模量拉伸模量(Ten

3、sile Modulus)：在变形率较低的区间，应力与应变通常呈直线变：在变形率较低的区间，应力与应变通常呈直线变化的关系，此区间的应力与应变的比值（拉伸应力化的关系，此区间的应力与应变的比值（拉伸应力/伸长率）被称为拉伸模伸长率）被称为拉伸模量。量。q断裂强度断裂强度(Breaking Strength)：指断裂点：指断裂点(Break Point)上对应的拉伸力。上对应的拉伸力。q断裂伸长率断裂伸长率(Elongation at Break)：指断裂点：指断裂点(Break Point)上对应的伸长率。上对应的伸长率。q拉伸强度拉伸强度(Tensile Strength)：有屈服点的材料，

4、拉伸强度是指屈服强度；不产：有屈服点的材料，拉伸强度是指屈服强度；不产生屈服现象的材料，破坏强度即为其拉伸强度。生屈服现象的材料，破坏强度即为其拉伸强度。q 测试标准：拉伸试验的标准规格有测试标准：拉伸试验的标准规格有GB1040、ASTM D638、ISO527，其内容相似。，其内容相似。q 测试设备：电子万能试验机，装有能以一定速度移动的夹具。此测试设备：电子万能试验机，装有能以一定速度移动的夹具。此器材还适用于压缩、弯曲、剪断等测试。器材还适用于压缩、弯曲、剪断等测试。q 测试速度：因为拉伸速度对材料的拉伸性能测试影响很大，所以测试速度：因为拉伸速度对材料的拉伸性能测试影响很大，所以必须

5、依据不同材料、不同样条尺寸采取适宜的拉伸速度。必须依据不同材料、不同样条尺寸采取适宜的拉伸速度。GB1040标准的拉伸样条及相关尺寸标准的拉伸样条及相关尺寸将样条放在一定长度的两个支点上，以一定的速度在中间部位施加将样条放在一定长度的两个支点上，以一定的速度在中间部位施加荷重时变弯，直到引起折断或达到一定弯曲量时的应力于扭曲的计算荷重时变弯，直到引起折断或达到一定弯曲量时的应力于扭曲的计算方法即为弯曲试验。方法即为弯曲试验。q 弯曲强度弯曲强度(Flexural Strength)：以一定速度在样条中心施加作用力，样条破：以一定速度在样条中心施加作用力，样条破坏或达到坏或达到5%变形量时的强度

6、。弯曲强度是测定样条发生弯曲产生变形时的变形量时的强度。弯曲强度是测定样条发生弯曲产生变形时的抗衡性试验。抗衡性试验。q 弯曲模量弯曲模量(Flexural Modulus)：指从样条中心的上部施加的作用力的大小与：指从样条中心的上部施加的作用力的大小与样条所产生的形变之比。弯曲模量越大，刚性越强，弯曲模量越小，塑料越样条所产生的形变之比。弯曲模量越大，刚性越强，弯曲模量越小，塑料越柔软。柔软。q 测试标准：拉伸试验的标准规格有测试标准：拉伸试验的标准规格有GB9341、ASTM D790、ISO178，其内容相似。，其内容相似。q 测试设备：电子万能试验机。此器材还适用于压缩、拉伸、剪断测试

7、设备：电子万能试验机。此器材还适用于压缩、拉伸、剪断等测试。等测试。q 加压速度：加压速度：加压速度随样条的种类（下图的加压速度随样条的种类（下图的H&L）及轴的间隔）及轴的间隔（L）而不同，请参考下表。）而不同，请参考下表。弯曲强度：弯曲强度：Fs = (3Pmax t) / 2bh2弯曲模量：弯曲模量：Fm = (t3 m) / 2bh2其中：其中：b为样条宽度；为样条宽度；t 为两支点间的为两支点间的距离；距离；m 为图表的初期倾斜度；为图表的初期倾斜度；3Pmax为最大荷重（应力）。为最大荷重（应力）。Izod冲击试验仪冲击试验仪Charpy冲击试验仪冲击试验仪Izod冲击试验和冲击试

8、验和Charpy冲击冲击试验均属摆锤测定法，不同试验均属摆锤测定法，不同的是的是Izod冲击试验是将样条冲击试验是将样条的一端垂直夹住，而的一端垂直夹住，而Charpy冲击试验是将样条两端水平冲击试验是将样条两端水平夹住，但基本原理二者相夹住，但基本原理二者相同。同。高分子材料在一般情况下，遇到冲击较易发生破裂。即同样大小的作高分子材料在一般情况下，遇到冲击较易发生破裂。即同样大小的作用力，当缓慢地作用在高分子样条上时，不会产生破裂，但当突然快用力，当缓慢地作用在高分子样条上时，不会产生破裂，但当突然快速作用时，样条就会破裂。速作用时，样条就会破裂。冲击强度表现为样条或制件承受冲击的程度，通常

9、泛指样条在产生破冲击强度表现为样条或制件承受冲击的程度，通常泛指样条在产生破裂前所吸收的能量。冲击强度随样条形态、试验方法及试验条件表现裂前所吸收的能量。冲击强度随样条形态、试验方法及试验条件表现出不同的价值，因此不能归为材料的基本性质。出不同的价值，因此不能归为材料的基本性质。样条的准备样条的准备Izod冲击样条冲击样条Charpy冲击样条冲击样条样条的尺寸样条的尺寸塑料因其加工容易和价格较低，在许多方面代替金属材料的使塑料因其加工容易和价格较低，在许多方面代替金属材料的使用，且具有阻燃性及耐热性等几种特性，但比起金属来，性质较为用，且具有阻燃性及耐热性等几种特性，但比起金属来，性质较为脆弱

10、，有可能成为引发火灾的原因，因此为了防范于未然，许多国脆弱，有可能成为引发火灾的原因，因此为了防范于未然，许多国家正在制造各种规格的耐火产品，以此来试验塑料的耐火能力。家正在制造各种规格的耐火产品，以此来试验塑料的耐火能力。有关耐火的规格有关耐火的规格q UL94：美国：美国UL(Underwriters Laboratory)关于塑料的燃烧性的规关于塑料的燃烧性的规格，耐火度：格，耐火度：5VA5VBV-0V-1V-2HB。q IEC707：国际电气技术委员会的耐火安全规格。：国际电气技术委员会的耐火安全规格。q CSA22.2项目的项目的No.0.6(Test AJ)：应用于加拿大电气、电

11、子产品：应用于加拿大电气、电子产品的树脂耐火规格。最近与的树脂耐火规格。最近与UL达成协议，认证达成协议，认证UL试验数据，新设试验数据，新设UL的的5V试验方法，经试验方法，经UL试验后，只需提供试验报告与用于试验后，只需提供试验报告与用于ID试试验的样品，无需试验即可注册，验的样品，无需试验即可注册，UL也可以发行在加拿大销售的树也可以发行在加拿大销售的树脂类的试验及证书脂类的试验及证书(Certification)。1、水平燃烧试验（、水平燃烧试验（HB Test: Horizontal Burning Test）q 用途：适用于耐火较低的材料的试验，测定燃烧速度用途：适用于耐火较低的材

12、料的试验，测定燃烧速度q 样条：样条：12.7cm 1.27cm厚度（厚度（5个样条）个样条）q 样条存放条件：样条存放条件：23 C，湿度，湿度50%，48小时以上小时以上q 火焰要求：甲烷气体，火焰要求：甲烷气体，2.54cm蓝色火苗，燃烧器倾角为蓝色火苗，燃烧器倾角为45 耐火等级耐火等级厚度厚度3.2mm厚度厚度3.2mmHB 燃烧速度燃烧速度3.81cm/分钟分钟燃烧速度燃烧速度7.62cm/分钟分钟2、垂直试验（、垂直试验（Vertical Test）q 用途：适用于耐火材料的试用途：适用于耐火材料的试验，测定燃烧时间验，测定燃烧时间q 试验方法：将样条接触火苗试验方法：将样条接触

13、火苗10秒钟后移开样条，测定燃秒钟后移开样条，测定燃烧时间；重复第二次（对烧时间；重复第二次（对5个样条都实施）个样条都实施）q 样条和存放条件：与样条和存放条件：与HB试试验相同验相同q 火焰要求：甲烷气体，蓝色火焰要求：甲烷气体，蓝色单一火苗，高度单一火苗，高度2cm耐火耐火等级等级两次燃烧两次燃烧有焰时间有焰时间第二次燃烧第二次燃烧有焰加无焰时间有焰加无焰时间5个样条两次个样条两次有焰燃烧总时间有焰燃烧总时间滴落物有无滴落物有无引燃脱脂棉引燃脱脂棉V-010s30s50s无无V-130s60s250s无无V-230s60s250s有有3、5V燃烧试验燃烧试验（Bar条型燃烧试验、条型燃烧

14、试验、Plaque板型燃烧试验）板型燃烧试验）q 条型燃烧（条型燃烧（Bar）试验）试验v 样条和存放条件：与样条和存放条件：与HB试验相同试验相同v 火焰要求：双重火苗（内焰高度火焰要求：双重火苗（内焰高度3.81cm/外焰外焰高度高度12.7cm）v 试验方法：将样条接触火苗试验方法：将样条接触火苗5秒钟，然后熄灭秒钟，然后熄灭火焰火焰5秒钟，测定燃烧时间；重复秒钟，测定燃烧时间；重复5次次q 板型燃烧（板型燃烧（Plaque）试验）试验v 样条尺寸：样条尺寸：15cm 15cm 厚度（共厚度（共3块）块）v 试验方法：与条型燃烧相同试验方法：与条型燃烧相同耐火耐火等级等级燃烧有焰加燃烧有

15、焰加无焰时间无焰时间滴落物有无滴落物有无引燃脱脂棉引燃脱脂棉试片中央试片中央是否有烧穿是否有烧穿5VA60s无无无无5VB300C、一年更、一年更换一次）换一次）样条规格样条规格q 最少有最少有2个以上的样条，必要时使用个以上的样条，必要时使用3个以上个以上q 尺寸尺寸120mm 15mm 10mmq 样条成型后需放置样条成型后需放置40小时以上再进行试验小时以上再进行试验热塑性塑料材料的热变形温度（热塑性塑料材料的热变形温度（HDT）随成型条件不同而）随成型条件不同而产生差异，主要依赖于成型时材料的重要结构特征如：分子排产生差异，主要依赖于成型时材料的重要结构特征如：分子排向、残留应力、晶体

16、结构、结晶度、填充剂的取向、各向异性向、残留应力、晶体结构、结晶度、填充剂的取向、各向异性等，其变化对样条的尺寸、收缩率、密度产生一定的影响，因等，其变化对样条的尺寸、收缩率、密度产生一定的影响，因应力引起形态的细微结构变化，而导致物性的变化。应力引起形态的细微结构变化，而导致物性的变化。热变形样条尺寸热变形样条尺寸q 在规定的温度与荷重下，测定熔融状态下的塑料材料在在规定的温度与荷重下，测定熔融状态下的塑料材料在10分钟内通过某规分钟内通过某规定模孔的流量，是评价材料相对流动性的参数。熔流指数（定模孔的流量，是评价材料相对流动性的参数。熔流指数（MI）越大，材）越大，材料的流动性越好。料的流

17、动性越好。q MI值越大流动性越好，所以可以成型精密部件，且可以缩短循环时间。按值越大流动性越好，所以可以成型精密部件，且可以缩短循环时间。按产品的用途，可以选择与耐热性、冲击强度等不同的物性来互补产品的用途，可以选择与耐热性、冲击强度等不同的物性来互补MI值。值。q 塑料具有随流动速度和粘度发生变化的特性，因此在高速加工条件下，有塑料具有随流动速度和粘度发生变化的特性，因此在高速加工条件下，有可能出现流动性与流动特性不一致的情况，应留意。可能出现流动性与流动特性不一致的情况，应留意。试验要求：含有挥发性物试验要求：含有挥发性物质及水分的塑料粒必须进质及水分的塑料粒必须进行预干燥，不然会引起重

18、行预干燥，不然会引起重复性差和材料的降解。复性差和材料的降解。熔流范围熔流范围(g/10min)建议样品建议样品用量用量(g)时间间时间间隔隔(min)实测实测MI(g/10min)0.151.02.53.06.01.671.03.53.05.03.03.333.5105.08.01.010.0010254.08.00.520.0025504.08.00.540.00应用于电气领域的塑料通常均需要具有绝缘性，要求材料有优秀的电性能。应用于电气领域的塑料通常均需要具有绝缘性，要求材料有优秀的电性能。绝缘破坏电压高，绝缘电阻大的材料能防止因暴露在外的电流引起电介质的绝缘破坏电压高，绝缘电阻大的材料

19、能防止因暴露在外的电流引起电介质的加热现象。塑料如果吸收了水分，会使电性能降低，因此绝缘材料的耐湿性加热现象。塑料如果吸收了水分，会使电性能降低，因此绝缘材料的耐湿性也很重要。也很重要。q 热丝着火热丝着火 Hot Wire Ignition（HWI）q 高电流电弧着火高电流电弧着火 High Current Arc Ignition（HAI）q 耐电弧耐电弧 Arc Resistanceq 比较追踪系数比较追踪系数 Comparative TrackingIndex（CTI）q 高电压电弧追踪速率高电压电弧追踪速率 High Voltage Arc Tracking Rate（HVTR）：塑

20、料材）：塑料材料表面流经高电压、高电流时，不形成导电路的承受能力，测定高电压料表面流经高电压、高电流时，不形成导电路的承受能力，测定高电压（5200V）下形成导电路的速度（单位时间内形成的导电路的长度）下形成导电路的速度（单位时间内形成的导电路的长度）q 介电强度介电强度 Dielectric Strength：材料对高电压的承受能力，为电性的最大强：材料对高电压的承受能力，为电性的最大强度，测定材料产生破损时的电压度，测定材料产生破损时的电压q 体积电阻率体积电阻率 Volume Resistivity：材料内部的阻力程度。在材料的反面施加：材料内部的阻力程度。在材料的反面施加电压，测定试片

21、的阻力。阻力数值越大，导电性越差，绝缘性越好电压，测定试片的阻力。阻力数值越大，导电性越差，绝缘性越好q 表面电阻率表面电阻率 Surface Resistivity：材料表面的抗衡程度。在试片表面两个位：材料表面的抗衡程度。在试片表面两个位置之间施加电极，测定试片表面的电阻特性置之间施加电极，测定试片表面的电阻特性1、热丝着火、热丝着火 （HWI）:电器产品过电器产品过热时，测定可以承受的性能，表热时，测定可以承受的性能，表示的是通过电热线达到燃点时所示的是通过电热线达到燃点时所需要的时间。需要的时间。HWI（秒）（秒）PLC等级等级 120060120130602153037154 120

22、0601201306021530301543、耐电弧、耐电弧 Arc Resistance：显示为塑料在：显示为塑料在高电压电弧下的承受能力，测定形成导高电压电弧下的承受能力，测定形成导电路（电路（Conducting Path）且电弧消失时）且电弧消失时所需时间。耐电弧性是未经污染的干燥所需时间。耐电弧性是未经污染的干燥状态下的特性，状态下的特性，CTI是因电解质而受到是因电解质而受到污染的环境下的特性。污染的环境下的特性。平均时间（秒）平均时间（秒）PLC等级等级 420036042013003602240300318024041201805601206 60004006001250400

23、2175250310017546mm；宽度；宽度13mm。 q 2、施加预备荷重，表盘刻度设在、施加预备荷重，表盘刻度设在0点上。点上。q 3、施加、施加15秒钟的主荷重后，撤去主荷重，预备荷重保持。秒钟的主荷重后，撤去主荷重，预备荷重保持。q 4、15秒钟后，记录表盘刻度。秒钟后，记录表盘刻度。-RB（R和和B之间的距离）。之间的距离）。q 5、计算洛氏硬度的大小、计算洛氏硬度的大小=150-RB。洛氏硬度洛氏硬度（红色表盘数据）（红色表盘数据）预备荷重预备荷重（ kg）主荷重主荷重（ kg）钢球压头直径钢球压头直径（mm）R106012.700 0.0025L10606.350 0.002

24、5M101006.350 0.0025E101003.175 0.0025K101503.175 0.0025洛氏硬度测量和表示洛氏硬度测量和表示对于一般的塑料树脂来说，由于硬度一般不会很大，均用对于一般的塑料树脂来说，由于硬度一般不会很大，均用R标尺来表示。对于特殊塑料树脂，如玻璃纤维增强标尺来表示。对于特殊塑料树脂，如玻璃纤维增强PC，由于，由于R标尺很难正确表达其硬度，一般采用标尺很难正确表达其硬度，一般采用M标尺来表示。标尺来表示。q 比重是指材料的质量与同体积的水在比重是指材料的质量与同体积的水在4 C时的质量相比所得的比值。时的质量相比所得的比值。q 密度是指在一定温度（对于塑料一

25、般指密度是指在一定温度（对于塑料一般指23 C ）下，材料单位体积所含的）下，材料单位体积所含的质量，用质量，用g/cm3表示。表示。q 比重和密度不论在意义上还是在数值上都存在一定的差异。比重是材料的比重和密度不论在意义上还是在数值上都存在一定的差异。比重是材料的成本方面的重要因素，在材料的生产过程和成型过程中用于调节生产。成本方面的重要因素，在材料的生产过程和成型过程中用于调节生产。q 经常混合使用，经常混合使用，23 C时水的密度略小于时水的密度略小于1，因此两个数值产生略微差异，因此两个数值产生略微差异，可以用下面公式相互换算：可以用下面公式相互换算： 密度密度=比重比重 0.99756。实验方法：实验方法：q 比重可以使用已经成型品进行实验，也可以用粉末和颗粒等成型比重可以使用已经成型品进行实验，也可以用粉末和颗粒等成型原料进行测定。和可能产生气泡等空洞的成型原料比较，成型品原料进行测定。和可能产生气泡等空洞的成型原料比较，成型品更适合于进行测试。使用成型品进行测试时，要等到成型完全收更适合于进行测试。使用成型品进行测试时，要等到成型完全收缩以后再进行。缩以后再进