塑料性能质量检测及测试仪器

国家汽车零部件产品质量监督检验中心（长春）NationalCenterofQualitySupervisionandInspectionOfAutomobileSpareParts(Changchun)塑料测试李尚禹国家汽车零部件产品质量监督检验中心（长春）NationalCenterofQualitySupervisionandInspectionOfAutomobileSpareParts(Changchun)塑料测试一、塑料产品性能概述二、塑料测试项目概述三、塑料测试相关标准四、塑料测试项目解析国家汽车零部件产品质量监督检验中心（长春）NationalCenterofQualitySupervisionandInspectionOfAutomobileSpareParts(Changchun)一、塑料性能概述塑料的特点：ΐ质轻---与传统的金属、玻璃、陶瓷等材料相比它的突出特点是质轻，同时它还是是热、电的不良导体。ΐ强度---刚度虽低于金属，但比强度、比刚度却接近或超过金属。ΐ韧性---韧性明显优于玻璃和陶瓷、部分塑料的韧性可接近或高于金属。ΐ粘弹---对外加载荷的响应，金属、玻璃、陶瓷都是弹性（线性）的，塑料却是粘弹性（非线性）的。国家汽车零部件产品质量监督检验中心（长春）NationalCenterofQualitySupervisionandInspectionOfAutomobileSpareParts(Changchun)ΐ温度---金属、玻璃、陶瓷的力学性能在较大范围内受温度影响较小，塑料对温度却很敏感。ΐ湿度---湿度对金属、玻璃、陶瓷的力学性能基本无影响，对塑料的影响却很明显。ΐ加载速率---加载速率对金属等的力学性能有影响，对塑料力学性能影响则更大。ΐ腐蚀---金属大都存在锈蚀问题，许多塑料却是优异的防腐耐蚀材料。ΐ老化---金属、玻璃、陶瓷皆无老化问题，塑料在大气环境中却存在老化问题。国家汽车零部件产品质量监督检验中心（长春）NationalCenterofQualitySupervisionandInspectionOfAutomobileSpareParts(Changchun)不同材料为什么会有性能差别？ΐ塑料与金属等材料性能上的不同，源于它们化学组成及结构的不同。ΐ由于塑料在分子结构上与其他材料不同，所以使其具有特殊的性能和不可代替的应用领域。ΐ由于它们结构的特殊之处，所以其表征（结构）和测试（性能）也有许多特点。国家汽车零部件产品质量监督检验中心（长春）NationalCenterofQualitySupervisionandInspectionOfAutomobileSpareParts(Changchun)表征和测试的概念ΐ“表征”常用于评价塑料的分子结构特性。表征手段如：GPC、X光衍射、NMR、MS、UV、IR、DSC、TGA等。ΐ“测试”则用于塑料对外加负荷、环境等作用所引起的响应行为的评价。“测试”并非仅限于塑料树脂性能的测试。除了测试树脂之外，还常常测试树脂制成品塑料制件的性能，以保证合适的最终产品使用性能的要求（检测）。国家汽车零部件产品质量监督检验中心（长春）NationalCenterofQualitySupervisionandInspectionOfAutomobileSpareParts(Changchun)表征与测试作用ΐ表征对材料结构的确定和性能预测非常重要：分子量、分子量分布、立构规整度、支化或化学不均匀性、形态特性（如结晶度）。表征数据的分析主要是为了建立结构与性能之间的关系，这对于材料性能预测及产品设计来说是非常重要的。ΐ测试对于材料的性能了解及产品设计非常重要：产品技术数据表中的数据一般只是单点数据，这对于材料的初步筛选与比较己是足够了，然而，这些数据对于设计和工程分析，从理论上则是不够的，因为这数据与产品最终使用性能的关系不大，而且极难从中看出在实际应用中如何用好这种材料。国家汽车零部件产品质量监督检验中心（长春）NationalCenterofQualitySupervisionandInspectionOfAutomobileSpareParts(Changchun)塑料表征和测试的必要性：ΐ评价材料的性能，以确定其对所需应用的适用性；ΐ评价材料是否满足有关安全规定等要求；ΐ评估各批产品之间质量及其一致性；ΐ满足用户对材料的专门评价。国家汽车零部件产品质量监督检验中心（长春）NationalCenterofQualitySupervisionandInspectionOfAutomobileSpareParts(Changchun)材料的结构、性能、应用：ΐ材料性能评价包括结构－性能之间的关系以及比较一种产品与另一种产品的使用特性。ΐ对于新产品的开发了解结构与性能之间的关系可深入探求其使用性能，以便决定是否进一步投入、开发。ΐ了解材料结构与性能的关系对于材料（产品）设计是很重要的。而材料（产品）之间的性能比较对于寻找适合的材料是必要的。国家汽车零部件产品质量监督检验中心（长春）NationalCenterofQualitySupervisionandInspectionOfAutomobileSpareParts(Changchun)举例：零配件装配设计与材料性能及应关注的测试项目•搭扣配合：拉伸模量正割模量蠕变模量剪切模量泊松比拉伸屈服应力摩擦系数•螺栓连接：压缩强度拉伸蠕变破裂应力拉伸蠕变应变应力松弛国家汽车零部件产品质量监督检验中心（长春）NationalCenterofQualitySupervisionandInspectionOfAutomobileSpareParts(Changchun)•螺纹连接：剪切强度摩擦系数拉伸屈服应力•压配合：拉伸模量压缩模量蠕变模量泊松比压缩强度拉伸屈服应力拉伸蠕变破裂应力应力松弛•可焊接性：剪切强度密度摩擦系数导热率比热结晶熔融温度国家汽车零部件产品质量监督检验中心（长春）NationalCenterofQualitySupervisionandInspectionOfAutomobileSpareParts(Changchun)玻璃化转变温度（无定形材料）熔融温度（半结晶材料）熔融热焓（半结晶材料）磨擦系数导热率比热熔体粘度单轴拉伸粘度结晶温度（半结晶材料）结晶热焓（半结晶材料）结晶动力学（半结晶材料）举例：材料挤出成型中应关注的测试项目国家汽车零部件产品质量监督检验中心（长春）NationalCenterofQualitySupervisionandInspectionOfAutomobileSpareParts(Changchun)二、塑料测试项目概述1，塑料性能分类2、塑料测试项目国家汽车零部件产品质量监督检验中心（长春）NationalCenterofQualitySupervisionandInspectionOfAutomobileSpareParts(Changchun)物理、化学性质；3.力学性能；4.热性能；5.电性能；6.老化性能；7.流变性能;8.透过性能；9.光学性能；10.磁学性能;11.生物学性能;12.元素分析。国家汽车零部件产品质量监督检验中心（长春）NationalCenterofQualitySupervisionandInspectionOfAutomobileSpareParts(Changchun)、结构表征测试项目近程结构测试（化学法、裂解色谱法、红外光谱法、X射线衍射法、核磁共振法、质谱法）晶体参数测定（X射线衍射法）结晶度测试（红外光谱法、密度法、X射线衍射法）取向度测定（热导法、广角X射线衍射法、声速各向异性法、光学双折射发、红外二向色性）国家汽车零部件产品质量监督检验中心（长春）NationalCenterofQualitySupervisionandInspectionOfAutomobileSpareParts(Changchun)、结构表征测试项目分子运动测定（膨胀计法、差示扫描量热法、力学松弛法、介电松弛法、核磁共振法）相对分子量和相对分子量分布测定（膜渗透压法、光散射法、黏度法、质谱法。沉淀分级、溶解分级、梯度淋洗分级、超速离心沉降速度法、体积排阻色谱法（SEC）、电子显微镜法）交联度测定（溶胀法）国家汽车零部件产品质量监督检验中心（长春）NationalCenterofQualitySupervisionandInspectionOfAutomobileSpareParts(Changchun)密度和相对密度测定：浸渍法、比重瓶法、浮沉法、密度梯度法。吸水性及水含量：试样在经过下燥后，在规定的试样尺寸、规定的温度、规定的浸水时间下的吸水量。耐化学药品性：塑料耐酸、耐碱、耐溶剂和其他化学品的能力。溶解性和黏度：溶解法、毛细管法、落球法。透气性和透湿性：压差法、杯试法、2、物理、化学测试项目国家汽车零部件产品质量监督检验中心（长春）NationalCenterofQualitySupervisionandInspectionOfAutomobileSpareParts(Changchun)、力学性能测试项目①拉伸性能测定；应变、应力、拉伸强度、断裂伸长率、弹性模量、屈服点。②弯曲性能测定；挠度、弯曲应力、弯曲强度、弯矩、弯曲弹性模量。③压缩性能；压缩应力、压缩应变、压缩形变、压缩强度、压缩模量、细长比。④剪切性能；按受力形式：单面拉伸剪切、单面压缩剪切、双面压缩剪切、纯剪切。剪切应力、剪切强度、层间剪切强度、缎纹剪切强度、屈服剪切强度、剪切弹性模量。国家汽车零部件产品质量监督检验中心（长春）NationalCenterofQualitySupervisionandInspectionOfAutomobileSpareParts(Changchun)、力学性能测试项目⑤冲击性能；一般：摆锤冲击、落球冲击、高速拉伸冲击。按温度：常温冲击、低温冲击、高温冲击。按受力状态：弯曲冲击、拉伸冲击、扭转冲击、剪切冲击。按能量和冲击次数：大能量一次冲击、小能量的多次冲击。摆锤冲击（简支梁冲击、悬臂梁冲击）无缺口冲击强度、有缺口冲击强度、相对冲击强度。落锤冲击；（梯度法）落锤冲击强度。高速拉伸冲击；速度大于500mm/min仪器化冲击；冲击全过程力、时间、形变、能量关系。跌落冲击；直接测试方法，分水平坠落和角坠落。国家汽车零部件产品质量监督检验中心（长春）NationalCenterofQualitySupervisionandInspectionOfAutomobileSpareParts(Changchun)、力学性能测试项目⑥蠕变及应力松弛性能；拉伸蠕变、压缩蠕变、弯曲蠕变、剪切蠕变。蠕变应力、蠕变应变、蠕变模量、蠕变极限强度。应力松弛性能；杠杆法⑦硬度试验；是弹性、塑性、韧性综合，分三类:A、耐球形顶针压入：布氏、维氏、努普、巴科尔、邵氏、球压痕硬度。B、对尖头的抗划痕性：比尔鲍姆、莫斯硬度C、回弹性：邵氏、洛氏硬度国家汽车零部件产品质量监督检验中心（长春）NationalCenterofQualitySupervisionandInspectionOfAutomobileSpareParts(Changchun)