塑料性能測試手段
塑料性能測試手段有哪些?很多人不清楚塑料性能測試手段有哪些,購買測試儀器的時候不知道應(yīng)該選擇哪一款儀器,今天就為大家詳細(xì)介紹下塑料性能測試手段,希望大家找到符合自己的需求測試方法。
一、熔融指數(shù)
融指儀
熔融指數(shù):是一種表示塑膠材料加工時的流動性的數(shù)值。
測試方法:先讓塑料粒在一定時間(10分鐘)內(nèi)、一定溫度及壓力(各種材料標(biāo)準(zhǔn)不同)下,融化成塑料流體,然后通過一直徑圓管所流出的重量或體積。表示方法有MFI:流體質(zhì)量;MVR:流體體積。
意義:表示該塑膠材料的加工流動性,其值越大,表明流動性越好,反之,越差;在微觀上,融指越大表示體現(xiàn)粘度愈小及分子重量愈小,反之則代表該塑料粘度愈大及分子重量愈大。
二、燃燒測試
燃燒性能:是指材料燃燒遇火時所發(fā)生的一切物理和化學(xué)變化,這項(xiàng)性能有材料表面的著火性和火焰?zhèn)鞑バ?、發(fā)熱、發(fā)煙、碳化、失重,以及毒性生成物的產(chǎn)生等來衡量。
測試方法:主要有氧指數(shù)燃燒性能測試、水平燃燒性能測試、垂直燃燒性能測試、灼熱絲可燃指數(shù)測試。材料的阻燃性能直接影響材料的使用。
測試原理:將長方形條形樣條的一端固定在水平或垂直夾具上,其另一端暴露于規(guī)定的試驗(yàn)火焰中,通過測量線性燃燒速率,評價(jià)試樣的水平燃燒行為;通過測量其余焰火和余焰時間,燃燒范圍以及顆粒低落的情況評價(jià)塑料的燃燒性能。
三、沖擊測試
沖擊測試儀器
定義:擺錘打擊簡支梁試樣的中部,使試樣受到?jīng)_擊而斷裂,試樣斷裂時單位面積或單位寬度所消耗的沖擊功即為沖擊強(qiáng)度。
意義:沖擊韌性是描述高分子材料在高速碰擊下所呈現(xiàn)的堅(jiān)韌程度,或抗斷裂能力。一般來說,沖擊韌性包括兩個方面:受沖擊后的變形能力以及扛斷裂能力,前者一般用斷裂伸長率表示,而后者一般用沖擊強(qiáng)度來表示。
沖擊強(qiáng)度計(jì)算公式: E=A/bd
A:表示沖動時所消耗的功 ;b/d分別表示受沖擊部位的寬和厚;E即為沖擊強(qiáng)度
沖斷試樣所消耗的功一般分為以下幾個方面:
a)使試樣產(chǎn)生破裂的裂紋
b)使其中某些裂紋發(fā)展貫穿整個試樣而斷開
c)使裂紋附近的聚合物發(fā)生形變
d)使斷開的試樣片段飛出去
e)少量的克服空氣阻力以及機(jī)械零件之間的摩擦力
注:一般來說,在被破壞前所吸收的沖擊能越大,斷裂伸長也越大,材料的沖擊韌性越好?;貜?fù)“測試”與“塑料”,可以查詢更多的信息
四、熱變形溫度
熱變形溫度(Heat deflection temperature):對高分子材料或聚合物施加一定的負(fù)荷,以一定的速度升溫,當(dāng)達(dá)到規(guī)定形變時所對應(yīng)的溫度。
測試原理:塑料試樣放再跨距為100mm的支座上,將其放在一種合適的液體傳熱介質(zhì)中,并在兩支座的中點(diǎn)處,對其施加特定的靜彎曲負(fù)荷,在等速升溫的條件下,試樣彎曲變形達(dá)到規(guī)定值時。
測試目的:處于玻璃態(tài)或結(jié)晶態(tài)的高聚物,隨著溫度的提高,原子和分子運(yùn)動能量提高,在外力作用下因其定向運(yùn)動而導(dǎo)致變形的能力增加,即材料抵抗外力的能力——模量隨溫度升高而下降,隨著溫度的提高,固定負(fù)荷下塑料產(chǎn)生的變形增加。
影響因素:
1)測試儀器(讀數(shù)誤差 ,試樣放置位置)
2)試樣制備的方法以及尺寸
3)傳熱介質(zhì)
七、維卡軟化溫度
測試原理:將塑料樣條放于液體傳熱介質(zhì)中,在一定的負(fù)荷和一定的等速升溫條件下,試樣被1平方毫米的壓針頭壓入1mm時的溫度。
維卡測試儀
意義:維卡軟化溫度是評價(jià)材料耐熱性能,反映制品在受熱條件下物理力學(xué)性能的指標(biāo)之一。材料的維卡軟化溫度雖不能直接用于評價(jià)材料的實(shí)際使用溫度,但可以用來指導(dǎo)材料的質(zhì)量控制。維卡軟化溫度越高,表明材料受熱時的尺寸穩(wěn)定性越好,熱變形越小,即耐熱變形能力越好,剛性越大,模量越高。
五、熱老化測試
測試原理:將塑料制樣至于給定條件(溫度、風(fēng)速、換氣率等)的熱老化試驗(yàn)箱中,使其經(jīng)受熱和氧的加速老化作用
老化爐
目的:檢測暴露前后性能的變化,評定塑料耐熱老化性能。
六、粘度測試
粘度測試儀
塑料粘度:是指塑料熔融流動時大分子之間相互摩擦系數(shù)的大小。它是塑料熔融流動性高低的反映,即粘度越大,熔體粘性越強(qiáng),流動性越差,加工越困難,同時也是聚合物分子量大小的一個測評方法。塑料粘度的大小與塑料熔融指數(shù)大小成反比。塑料粘度隨塑料本身特性,外界溫度,壓力等條件變化而變化。
七、拉伸/彎曲測試
彎曲/拉伸測試儀器
拉伸測試:測定高聚物材料的基本物性,對材料施加應(yīng)力后,測出變形量,求出應(yīng)力,應(yīng)力應(yīng)變曲線是最普通的方法。將樣條的兩端用器具固定好,施加軸方向的拉伸荷重,直到遭破壞時的應(yīng)力與扭曲。
彈性模量:E=( F/S)/(dL/L)(材料在彈性變形階段,其應(yīng)力和應(yīng)變成正比例關(guān)系)彈性模量”是描述物質(zhì)彈性的一個物理量,是一個總稱,包括“楊氏模量”、“剪切模量”、“體積模量”等。
彈性模量的意義:彈性模量是工程材料重要的性能參數(shù),從宏觀角度來說,彈性模量是衡量物體抵抗彈性變形能力大小的尺度,從微觀角度來說,則是原子、離子或分子之間鍵合強(qiáng)度的反應(yīng)。
不同塑料拉伸圖形變化
強(qiáng)度:材料在載荷作用下抵抗塑性變形或被破壞的能力。
屈服強(qiáng)度:材料發(fā)生明顯塑性變形的抗力
拉伸強(qiáng)度:在拉伸試驗(yàn)中,試樣直至斷裂為止所承受的拉伸應(yīng)力。
拉伸應(yīng)力:試樣在計(jì)量標(biāo)距范圍內(nèi),單位初始橫截面上承受的拉伸負(fù)荷。
拉伸斷裂應(yīng)力:σt-εt曲線上斷裂時的應(yīng)力。
拉伸屈服應(yīng)力:σt-εt曲線上屈服點(diǎn)處的應(yīng)力。
斷裂伸長率:試樣斷裂時,標(biāo)線間距離的增加量與初始標(biāo)距之比。
屈服點(diǎn):σt-εt曲線上σt不隨εt增加的初始點(diǎn)。
應(yīng)力—應(yīng)變過程
注:
E越大,說明材料越硬,相反則越軟;
σb或σy越大,說材料越強(qiáng),相反則越弱;
εb或S越大,說明材料越韌,相反則越脆。
影響拉伸性能的因素
(1)成型條件:由試樣自身的微觀缺陷和微觀不同性引起
(2) 溫度和濕度:
(3)拉伸速度:塑料屬于粘彈性材料,其應(yīng)力松弛過程與變形速率緊密相關(guān),需要一個時間過程
(4)預(yù)處理:材料在加工過程中,由于加熱和冷卻的時間和速度不同,易產(chǎn)生局部應(yīng)力集中,經(jīng)過在一定溫度下的熱處理或稱退火處理,可以消除內(nèi)應(yīng)力,提高強(qiáng)度
(5)材料性質(zhì):結(jié)晶度、取向、分子量及其分布、交聯(lián)度
( 6)老化:老化后強(qiáng)度明顯下降
彎曲性能測試:將樣條放在一定長度的兩個支點(diǎn)上,以一定的速度在中間部位施加荷重時變彎,直到引起折斷或達(dá)到一定彎曲量時的應(yīng)力于扭曲的計(jì)算方法即為彎曲試驗(yàn).
彎曲強(qiáng)度(Flexural Strength):以一定速度在樣條中心施加作用力,樣條破壞或達(dá)到5%變形量時的強(qiáng)度。彎曲強(qiáng)度是測定樣條發(fā)生彎曲產(chǎn)生變形時的抗衡性試驗(yàn)
彎曲模量(Flexural Modulus):指從樣條中心的上部施加的作用力的大小與樣條所產(chǎn)生的形變之比。彎曲模量越大,剛性越強(qiáng),彎曲模量越小,塑料越柔軟。
彎曲測試
樣條彎曲形變