塑料材料测试方法培训

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100℃—150℃)，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。PAPCPOMPPO+PSPBTPET聚甲基戊烯（TPX）通用工程塑料聚砜（PSF）聚醚砜（PESF）聚苯硫醚（PPS）聚酰亚胺（PI）聚醚醚酮（PEEK）特种工程塑料工程塑料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/T1033ISO1183DIN53479ASTMD792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：2.095±0.005mm/1.180±0.010mm•熔体流动速率的测试方法：GB/T3682ISO1133DIN53735ASTMD1238试验装置：试验条件对应表物料名称GB试验条件℃*kgISO试验条件℃*kgASTM试验条件℃*kgPS200*5.00200*5.00200*5.00/230*1.20230*3.80/190*5.00ABS220*10.00220*10.00200*5.00/230*3.80PC/ABS///PC300*1.20300*1.20300*1.20PP230*2.16230*2.16/230*5.00230*2.16PE（POE）190*2.16190*0325190*21.6190*5.00190*2.16190*0325190*21.6190*5.00125*0.325/125*2.16190*0.325/190*2.16190*21.60/190*10.00310*12.50PA6/5.00275*0.325235*1.00235*2.16235*5.00PA6+GF/5.00PA66/5.00PA66+GF/2.16PMMA/230*3.8/POM190*2.16190*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/T9345ISO3451DINEN60ASTMD2584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/T3398ISO2039-1DIN53456•试样厚度必须大于4mm•试样尺寸：如Φ50*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/T9342ISO2039-2ASTMD785•试验装置:洛氏硬度标尺初试验力/N主试验力/N压头直径/mmM989806.35L985886.35R9858812.7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20~90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/T2411ISO868DIN53505邵A邵D邵A邵D邵A邵D负载1kg5kg1kg5kg12.5N50N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•10N2.5N37.5N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/m2GB/T1043Charpy冲击试验•GB/T1043无缺口试样•缺口类型（A、B、C）ISO179-1冲击试验•ISO179-1无缺口试样•缺口类型：ISO179-1冲击试验•标准中经常会出现ISO179-1/1eA试样类型冲击方向缺口类型•冲击方向：edgewise/flatwiseDIN53453冲击试验•DIN53453无缺口标准试样1Standardbar——120*15*10mm2Smallstandardbar——50*6*4mm•DIN53453缺口准试样1Standardbarwithnotch——120*15*（10*2/3）mm2Smallstandardbarwithnotch——50*6*（4*2/3）mm悬臂梁(IZOD)冲击•悬臂梁冲击GB/T1843悬臂梁冲击试验•标准中经常出现GB1843/1AR试样类型缺口类型冲击方向•试样类型：无缺口——缺口1、80*10*4mm——80*8*4mm2、63.5*12.7*12.7mm——63.5*10.16*12.7mm3、63.5*12.7*6.4mm——63.5*10.16*6.4mm4、63.5*12.7*3.2mm——63.5*10.16*3.2mm•缺口类型：A/B——与简支梁缺口A/B型相同ISO180悬臂梁冲击试验•标准中经常出现ISO180/U缺口类型•缺口类型：U——无缺口A——同GBB——同GB•标准试样：无缺口——缺口80*10*4mm——80*8*4mm•单位：kJ/m2ASTMD256悬臂梁冲击•标准试样：无缺口——缺口63.5*12.7*3.2mm——63.5*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/T1040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/T1040标准试样ISO527-2标准试样•ISO527-2:Testconditionsformouldingandextrusionplastics•材料标准中经常会出现：ISO527-2/1A/50试样类型拉伸速率，mm/minISO527-2标准试样•1A/1B型试样ISO527-2标准试样•1BA/1BB型试样ISO527-2标准试样•5A/5B型试样DIN53455/53504标准试样•DIN标准中经常会出现DIN53455-3-5标准编号拉伸速率，mm/min试样类型•DIN标准试样：75*4*2mm与ISO527-2中的5A型试样一样•DIN已经改版为DINENISO*ASTMD638标准试样•ASTMD638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*mmGB试样类型ISO试样类型DIN试样类型ASTM试样类型170*10*4I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0.5~5min试验时间内断裂的最低速度。序号试验速率11mm/min22mm/min35mm/min410mm/min520mm/min650mm/min7100mm/min8200mm/min9500mm/min弯曲性能的测定•日常弯曲试验为三点式加载法GB/T9341及ISO178弯曲试验•标准试样:(80±2)*(10.0±0.2)*(4.0±0.2)mm•跨距：Lv=（16±1）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=20±1。试样厚度hmm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1h≤325.015.03h≤510.015.05h≤1015.015.010h≤2020.030.020h≤3535.050.035h≤5050.080.0含有粗粒填料的材料,其最小宽度应在20~50之间GB/T9341及ISO178弯曲试验•试验速率：厚度在1mm至3.5mm之间的试样，用最低速率。Sr——应变速率，1%/minL——跨距，mmh——试样厚度，mm序号速率,mm/min112235410520650710082009500hLSVr62DIN53452弯曲试验•DIN53452标准试样：(80±5.0)*(10±0.6)*(4±0.2)mm•跨距：Lv=（16±1）h•从样件上切取样条：a、l/h=20，为避免很厚或层压材料试样产生层间滑移断裂，跨距Lv/h可以18，长度l=1.25Lv，可硬化的模塑材料可以采用Lv/h=10，(120*15*10mm)；b、试样厚度hmm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1h≤325.015.03h≤510.015.05h≤1015.015.010h≤2020.030.020h≤3535.050.035h≤5050.080.0含有粗粒填料的材料,其最小宽度应在20~50之间ASTMD790弯曲试验•ASTMD790标准试样：127mm*12.7mm*3.2mm•跨距：Lv=（16±1）h•从样件上切取试样：1、样件厚度＞3.2mm时，试样的宽度≤Lv/4；2、1.6mm＜样件厚度≤3.2mm时，试样的宽度=12.7mm；试样的长度只要使试样放在跨距支座上，两边各超过10%即可，但不能＜6.4mm；3、样件厚度＜1.6mm，试样的宽度=12.7mm，长度=50.8mm，跨距选25.4mm。热变形温度的测定•方法原理：把一定尺寸的试样放在规定跨距的支座上，在两支座中点处施加规定的负荷，形成三点式简支梁静弯曲，负荷力大小必须使试样形成指定大小的表面弯曲应力；将受荷的试样放入