塑料热性能测试

测试塑料的负荷变形温度塑料负荷变形温度是指塑料试样浸在一种等速升温的液体传热介质中，在简支梁式的静弯曲负载作用下，试样弯曲变形达到规定值的温度。一、测试原理处于玻璃态或结晶状态的高聚物，随着温度的提高，原子和分子运动能量提高，在外力作用下因其定向运动而导致形变的能力增加，也即材料抵抗外力的能力—模量随温度升高而下降。负荷变形温度是将标准试样以平放或侧立方式承受三点弯曲恒定负荷，使其产生规定的弯曲应力，然后再匀速升温条件下，测量达到与规定的弯曲应变增量相对应的标准挠度时的温度。二、测试设备负荷热变形温度测定仪由试样支架、负荷压头、砝码、中点形变测定仪、温度计及能恒速升温的加热浴箱组成。保温浴槽内盛有对试样无影响的液体传热介质，如硅油、变压器油、液体石蜡或乙二醇等，浴槽并设有搅拌器。支架用于放置试样，两个支座中心间的距离为100mm。三、试样模塑试样：L=120mm，h=15mm，b=10mm。板材试样：L=120mm，h=15mm，b=3～13mm（取板厚）特殊情况下，可取L=120mm，h=9.8～15mm，b=3～13mm。但中点弯曲变形量必须取规定的值。当板材的厚度大于13mm，则在其一面机械加工至符合要求的厚度。当采用压塑的方法制备试样时，模塑压力方向应垂直于试样高的这一侧面。模塑条件对测定结果有较大影响，因此模塑条件应按有关材料标准的要求或有关方面确定。四、测试步骤（1）将符合要求的试样按规定进行状态调节；（2）测量试样宽度b和厚度h，精确到0.1mm；（3）检查试样支座间跨度，并按试验需要调节到适当值，精确到0.5mm；（4）计算砝码质量，使试样承载后最大弯曲正应力为1.8N/mm2或0.45N/mm2；（5）确定加热装置的起始温度。每次试验开始时，加热（6）装置的温度应低于27℃。（7）将试样对称地放在试样支座上，高度为15mm的一面垂直放置，插入温度计，温度计水银球在试样两支座的中点附近，与试样相距在3mm以内，不要触及试样。（8）把装好试样的支架小心放入保温浴槽内，试样应位于液面35mm以下，加上砝码，开动搅拌器，5min后调节变形测量装置，使之为零。（9）按升温按钮加热升温。当试样中点弯曲变形量达到规定值（0.21）mm时，迅速记录此时温度。此温度为试样在相应最大弯曲正应力条件下的热变形温度。五、结果表示结果以样条的初始挠度增加量达到标准挠度时的温度为其负荷变形温度。材料的热变形温度值以同组试样的算术平均值表示。如果各向异塑料的单个实验结果相差2℃以上，或部分结晶材料的单个结果相差5℃以上，则应重新进行试验。六、影响因素与讨论试验机的影响试样支架及负载杆的热膨胀导致读数误差。支座间距、负载杆上的压头与试样位置导致试样最大变形量变化，从而导致较大的系统误差。试样的制备方法及尺寸的影响传热介质的影响试验条件的影响塑料导热性差，介质与试样形成热平衡需要较长时间在升温过程中，试样本身与介质总是存在一定温差，而且这种温差将随介质升温速率的增加而增加。升温速率增加，试验结果偏高，反之，则偏低。试样放置方式的影响。维卡软化温度试验维卡软化点是在一定升温条件下，以截面积为1mm2的压针头在规定负荷下刺入塑料试样1mm深时的温度。一、试验原理随着温度的提高，材料抵抗外力的能力下降，在恒定外力作用下压针头刺入试样的深度因之逐步加深。当规定针入量为一定值(1mm)时，各种热塑性塑料达到该针入量时的温度就称为软化点温度。塑料维卡软化温度实验按GB/T1633-2000标准进行，该标准规定了四种试验方法：A50法——使用10N的力，加热速率50℃/h；B50法——使用50N的力，加热速率50℃/h；A120法——使用10N的力，加热速率120/h；B120法——使用51N的力，加热速率120℃/h。二、测试仪器维卡软化点试验装置与热变形温度测试的基本一样。由支架、保温浴槽、液体传热介质、砝码、测温装置、变形测量装置和冷却装置等构成。压针头平端与负载杆成直角，截面积为1mm2。试验条件：（1）等速升温：A：5±0.5℃/6min；B：12±1.0℃/6min。（2）砝码大小：9.81N（1000gf）；49.05N（5000gf）（3）试验时的起始温度可取室温。（4）以压针头刺入试样的量1mm为试验终点。三、试样要求试样厚度应在3～6mm范围，宽和长至少为10×10mm，或直径大于10mm的圆片。模塑试样厚度应在3～4mm范围。板材试样取原厚，超过6mm时，单面加工成3～4mm。不足3mm时，由2～3块迭合成厚度大于3mm使用。试样的支撑面和受测面应平行，表面平整光滑，无气泡，无锯切痕迹，凹痕或飞边等缺陷。按产品标准规定进行预处理。每组试样为２个。四、操作步骤准备工作（1）向油箱内注入硅油，使油面与油箱上平面距离保持在50~60毫米左右，试样浸入油面的深度至少为35毫米。（2）关闭冷却水进水口，打开排水口，使排水口敞开。（3）打开电源，预热机器10分钟。（4）开机顺序：工控机—电脑—试验主机。（5）检查试验主机上的“升”、“降”、“停”各按钮是否灵敏可靠，搅拌是否运行。维卡试验操作打开电脑桌面上的“PowerTest-W”试验软件。点击“试验”按钮，选择试验方案名“维卡”，并设置相关的试验参数值，然后按“确定”。轻按试验主机“开机”按钮，试验机通电。按“升”按钮，升起试验架。选择压针式压头，将其正确安装在无负载作用的负载杆底端。将试样水平放置在未加负荷的压针下，压针压在试样中心；提起砝码托盘把手，使压针压住试样。轻按主机“降”按钮，试样及试样架装置进入油箱中。5分钟后，向载荷盘上加试验所要求质量的砝码。将小磁粒放在砝码凹槽上正中位置。调节位移传感器的夹具，使传感器竖直压在砝码磁粒上，传感器的显示值在（3~4）mm间。按位移传感器上的“O”键，各路通道变形值读数为“0”。点击“运行”按钮，试验进行。试验结束，点击软件的“停止”按钮。拧松位移传感器的把手，移开传感器，拿离砝码。按主机“升”按钮，用钳子拿掉试样。点击“数据处理”下拉菜单，查看试验数据结果。打印试验报告。五、结果表示受测材料的维卡温度以试样维卡软化温度的算术平均值来表示。如果单个试验结果差的范围超过2℃，记下单个试验结果，并用另一组至少两个试样重复进行一次实验。定义：塑料试样在规定的受力变形条件下，测出其显示脆化破坏时的温度。一、测试原理一组试样在实验机夹具上夹好，置于低温中恒温，以规定的冲头，规定的速度冲击试样，使其沿夹具的下钳口圆弧弯曲90°，观察试样破坏的比例。把一组试样的50%被破坏时的温度即为脆化温度。塑料脆化温度测定二、仪器设备恒温容器、夹具、冲锤、机械装置（保证冲锤按规定速度200mm/S冲击试样）三、试样大量，最少100个在不同温度点上测试，进行统计分析，找出t50四、测试与结果表示选取合适的温度点，4个温度之间梯度要使试样的破坏率覆盖在10-90%间。每个温度测至少25个试样，记录温度及破坏率。图解法表示结果：绘制温度—破坏率图，从中找出50%破坏率对应的温度---脆化温度。五、脆化温度测试的影响因素试样尺寸：较厚试样，测得脆化温度偏高制备：模塑条件；冷却、退火处理等影响极大。试样表面不光滑、划痕都影响测试结果。冲击速度冲击速度越高，测得的脆化温度越高。低温易使冲头转轴冻卡住，使冲击速度降低，测得的脆化温度会偏低。差示扫描量热法测定塑料的熔融温度定义：在程序控制温度下，测量输给物质与参比物的功率差与温度的一种技术。分类：根据所用测量方法的不同1.功率补偿型DSC2.热流型DSC测试的标准：《GB/T19466.3-2004》测试原理：在程序温度控制下测定输入到试样和标准样的热流速率（热功率）差对温度和时间关系。通常每次测量记录一条以温度或时间为X轴，热流速率差或热功率差为Y轴的曲线。DSC仪器：试样的准备：仪器的准备：安装样品：测试步骤：结果计算：DSC曲线示意图