工程塑料改性基础知识和塑料测试方法介绍

工程塑料改性基础知识和塑料测试方法介绍一、塑料的分类和应用实例二、塑料改性知识介绍三、塑料性能测试方法以及测试设备介绍目录一、塑料的分类和应用实例塑料的主要分类及用途热塑性塑料热塑性弹性体热固性塑料工程塑料通用塑料通用工程塑料特种工程塑料不可逆化学变化，耐热高部分代替橡胶，加工方便100°C150°C应用实例1——通用塑料通用塑料力学性能和耐热性能较低，一般不能作为结构材料，但大面积使用。通用工程塑料耐热在100°C以下。主要用于农用薄膜、塑料容器、管道、灯罩…..保鲜盒，PP保鲜膜，PE仪表外壳，PS管道，PVC有机玻璃，PMMA玩具，ABS电动工具，PA手机外壳，PC工业制件，PPO节能灯外壳，PBT应用实例2——通用工程塑料工程塑料和通用塑料相比，强度与耐热性优异，可作为工业用结构材料并应用于具有功能作用结构。通用工程塑料耐热在100~150°C左右，主要用于汽车，电子电器等领域。断路器外壳，PA应用实例3——特种工程塑料特种工程塑料耐热在150℃以上。主要用于高科技领域，军事，宇航，航空等工业。轴承，PEEK阀座，PTFE印刷电路板部件，PI工业制件，PEI工业制件，LCP应用实例4——热固性塑料接线箱，不饱和聚酯UP热固性塑料第一次加热时可软化，加热到一定温度后固化变硬，且不可逆。常用于隔热、耐磨、绝缘、耐高压等恶劣环境中。小家电外壳，酚醛树脂托盘，密胺冷却化学变化不可逆过程电工面板，脲醛树脂应用实例5——热塑性弹性体订书机手柄，软质TPV热塑性弹性体部分产品可代替橡胶，应用在汽车内饰件，汽车引擎密封盖，保护靴软管，日常消费品厨具，电线电缆等领域。和橡胶相比，其加工型更好，且可回收。电线，TPE-UAirbagcover，TPE-E厨具把手，TPV汽车内饰件，TPE-U电线护套，TPE-A二、塑料改性知识介绍多样，易加工，易得到，质量轻----日常生活中得到大量应用染色性----构成五彩缤纷的世界耐化学性好，电性能好图：基本聚合物能满足多种需要餐具容器计算机外壳电子元器件聚苯乙烯聚丙烯聚碳酸酯PBT、PA优点比如耐候性差会带来以下不良影响：色变表面裂纹光泽度损失拉伸强度损失伸长性能损失冲击强度降低缺点塑料公司生产商注塑成型厂石化公司原油原料改性厂商合金——流动性、耐化学性等增韧——抗冲击性矿物填充——尺寸稳定性、刚性、耐热性玻纤增强——尺寸稳定性、刚性、耐热性阻燃——阻燃性抗静电——抗静电性导电——导电性耐候——耐老化性性能改进功能改进聚合物改性概述添加剂ABC技术性能改进：ABC技术基本聚合物改性聚合物ALLOY合金BLEND共混COMPOSITE复合A：合金抗冲击性聚碳酸酯PC抗化学腐蚀性聚对苯二甲酸丁二醇酯PBTPC/PBT合金降低强度降低刚性降低耐热性抗冲改性剂增加冲击强度提高延伸率抗冲击性指塑料在断裂之前吸收冲击能量的能力。B：共混/增韧抗冲改性剂会带来某些性能的降低。主要有这些抗冲改性剂……抗冲改性剂通常是一些玻璃化转变温度低于室温的弹性体。橡胶三元乙丙胶，EPR，NBR，天然橡胶，SBS丙烯酸酯橡胶聚烯烃弹性体乙烯－丁烯共聚物，乙烯－辛烯共聚物其它聚氨酯，离聚物增强材料提高刚性提高强度尺寸稳定性降低延伸率可能造成翘曲C：复合/增强注意，增强会带来某些性能的改变。填料：滑石粉，碳酸钙，云母，硅灰石，玻璃微珠蒙脱土，高岭土，硫酸钡玻璃纤维碳纤维晶须矿物纤维纤维：常用的增强材料有这些……增强材料通常是一些无机矿物组成。我想同时提高刚性和韧性？提高冲击性能是以降低刚性为代价的，反之亦然!功能改进：添加剂我使用的材料容易燃烧，怎么办？我的制品在户外使用时变黄了，怎么办？我的产品表面容易积尘，怎么办？我的产品表面容易划伤，怎么办？在材料中添加：阻燃剂光稳定剂抗静电剂耐刮擦剂“保持”性能类耐热老化性：抗氧剂，金属螯合剂耐光老化性：光吸收剂，光稳定剂其它稳定性：抗水解剂，酸吸收剂“加工”改善类润滑剂加工助剂增塑剂开口剂交联剂脱模剂相容剂抗冲改性剂“效能”扩展类阻燃剂抗静电剂成核剂抗菌剂发泡剂消雾剂降解剂着色剂扩链剂成本可加工性使用环境法规认证使用条件透明度、耐刮擦性、电性能、可喷涂性使用环境热、湿度，压力、载荷、光照、氧，辐射，接触介质成本原料价格，加工费用，废品率，使用寿命，后加工费用，可加工性加工方法，加工窗口，废品率，精度，形状法规认证阻燃性、食品级、毒性使用条件产品三、塑料性能测试方法以及测试设备介绍工程塑料的性能力学性能强度（拉伸强度、弯曲强度等）刚性（弯曲模量等）韧性（冲击强度等）硬度（洛氏、邵氏、铅笔等）耐温性高温（熔点、热变形、维卡等）低温（低温冲击，脆化温度等）耐候性热氧老化、光老化等功能性阻燃性、绝缘性、电磁屏蔽等加工性能熔融指数、粘度、收缩率等主要标准体系•ASTM（美国材料与实验协会标准）•ISO（国际标准化组织标准）•GB（中国国家标准）说明：根据目前的标准发展，GB、DIN（德国标准）、JIS（日本标准）等标准，很多都等效采用了ISO的对应标准。主要性能测试•熔融指数•拉伸强度及断裂伸长率•弯曲强度及弯曲模量•简支梁/悬臂梁冲击强度•热变形温度/维卡软化温度•收缩率•阻燃性熔融指数可直接评价表征材料的流动性能。MFR是指重量,使用广泛;MVR是指体积,多在线使用。MFR值＝MVR值*熔体密度。注意：熔融指数的比较一定在同温同压下进行，否则无可比性。熔融指数GB/T3682，ISO1133，ASTMD1238→指热塑性塑料在一定温度和负荷下，熔体每10min通过标准模口的重量或体积。英文简称:MI&MFR&MVR熔融指数测试用料：颗粒状，可直接测试。对于吸水性强的材料，测试前需要烘干处理。常用的一些测试条件：PE190℃2.16kgPP230℃2.16kgABS220℃10kg200℃5kgPC300℃1.20kgPA275℃0.325kg单位：根据定义，可得g/10min。熔融指数试验设备：万能试验机或拉力试验机。强度单位为MPa，伸长率单位为%。样条有效尺寸的差别：GB/T1040：50（标距）*10（宽）*4（厚）；ISO527：50*10*4，但圆角半径较小；ASTMD638：50*13*3.2；老DIN：20*4*2。拉伸实验GB/T1040/ISO527/ASTMD638→材料抗拉伸应变的能力。通用的塑料测试样条为哑铃形样条。拉伸强度及断裂伸长率试验设备：万能试验机等。弯曲强度和弯曲模量的单位均为MPa。通常说的弯曲指的是三点弯曲。还有一种为四点弯曲，用的较少。样条尺寸的差别：GB/T9341：80*10*4，与ISO178完全相同；ASTMD790：127*12.7*3.2，老DIN：50*6*4。弯曲实验GB/T9341/ISO178/ASTMD790→材料抗弯曲应变的能力。通用的测试样条为长方形样条。弯曲强度及弯曲模量不同尺寸和不同缺口形状的试样测试结果不可比较。常用单位为kgf/m2、kJ/m2、J/m等。分类：按冲击方式分：简支梁冲击和悬臂梁冲击。按有无缺口分：无缺口冲击强度和缺口冲击强度。简支&悬臂梁冲击实验GB/T1043/1843，ISO179/180，ASTMD6110/256→指对试样施加一次冲击弯曲负荷，使试样破坏，并用试样破坏时单位面积/厚度所吸收的能量衡量材料冲击韧性的方法。冲击强度不同条件的测试结果不可比。只是评价材料耐热的相对指标，与材料的使用温度有区别。两种指标的异同：相同：同样的测试设备；相异：试样的不同、试样支架的不同、负荷的不同等。HDT&VicatGB/T1633/1634，ISO306/75，ASTMD1525/648→指塑料试样浸在等速升温的合适液体传热介质中，在一定的静负载作用下，试样变形达到定值的温度。热变形温度及维卡软化温度测试条件：热变形温度及维卡软化温度样条放置方式施加负荷升温速度试验终止条件热变形温度侧放0.45MPa120℃/h0.25~0.40mm平放1.80MPa维卡软化温度平放10N50℃/h1mm50N120℃/h备注：上述条件可随意组合选用，不受表格的限制。GB/T15585：圆片（d102*3.2）和长条（127*12.7*3.2）；GB/T17037.4和ISO194-4相同，方片（60*60*2或1）；ASTMD955包含上述所有类型样条；还有客户自定的尺寸。样条的形状和尺寸不同，测试结果不可比。关键影响因素：样条注塑工艺：温度、保压时间等；样条形状、尺寸和尺寸的测量等。收缩率GB/T17037.4（作废的GB/T15585)，ISO294-4，ASTMD955→指热塑性塑料注塑成标准样条，在一定的存放时间后，样条尺寸比模芯本身尺寸缩小的百分比。收缩率阻燃性GB/T2408/UL94/GB8410/TL1010/FMZSS302→燃烧级别/燃烧速度•水平燃烧级别：样条水平放置进行燃烧，计算燃烧速度,进行判断。•垂直燃烧级别：样条垂直放置进行燃烧，根据燃烧时间和现象，判断级别V-0,V-1,V-2。•燃烧速度：汽车内饰件对燃烧的一种强制要求。是一种水平燃烧，只是要求的燃烧样条比较大，355*100，厚度尽可能与最终样件一致。不同厚度的测试样条，燃烧结果不可直接比较。同种样品，1.6mm样条通过了V-0，3.2mm样条肯定可以通过V-0。其他→密度/CTI/灼热丝/各种组合测试密度：我们采用的排液法。测试介质的选择，密度要与测试样品的密度有一定量的差别。同种产品的样块和粒料会有差别。CTI：将规定浓度的特定实验溶液，滴于已施加电压的两特制铂电极之间的固体绝缘材料表面,以电极间是否形成电痕来评价该固体绝缘材料在电场和污染介质联合作用下的电痕化的耐受能力。•灼热丝：利用标准规定的无火焰起燃源的模拟技术，将规定材质形状和尺寸的电热丝，用~150A大电流加热至550-960℃实验温度1min后，以1N规定压力垂直灼烫试品30S后，视试品及铺垫层是否引燃及其持燃时间来评定电工电子成品内部的着火危险性。由于条件的限制，我们不可能购置齐全各种测试设备，就需要大家动脑动手利用现有的设备创造条件，完成性能的评估。如将恒温恒湿箱和烘箱等结合起来，可以做制件的高低温测试。测试设备ARES流变仪—美国TA公司ARES是控制应变流变仪,可以独立控制振动频率、样品应变、应变速率和温度,可以测量试样的静态剪切粘度、法向力、剪切模量、复合粘度、储能模量和损耗模量、阻尼；控制应变流变仪采用一个驱动器对试样进行变形应变，然后以一个独立的传感器测量产生的应力,此系统能精确的提供广阔的频率范围,并同时达到比应力流变仪更小的动态应变。除此之外，我司还配备专业的CAE工程师和专门的Moldflow分析软件，为客户提供选材验证的分析和支持。客户选材的系统解决方案供应商谢谢