塑料通用材料基础知识培训

塑料基础知识培训——字母代号一、常用塑料的字母代号PP----------聚丙稀PET--------聚对苯二甲酸乙二酯PTFE------聚四氟乙烯PPO--------聚苯醚（PPE）PE----------聚乙烯LDPE-------低密度聚乙烯PS---------聚苯乙烯AS----------丙稀腈-苯乙烯PPS--------聚苯硫醚EVA--------乙烯-醋酸乙烯酯共聚物POM--------聚甲醛ABS------丙稀腈-丁二稀-苯乙烯PA6--------聚酰氨（尼龙6）TPU---------聚氨酯HDPE-------高密度聚乙烯PA66-------聚酰氨（尼龙66）PBT--------聚对苯二甲酸丁二酯PVC-------聚氯乙烯PC----------聚碳酸酯塑料基础知识培训——材料性能二、塑料的性能1.密度定义：塑料在规定温度下，单位体积物质的质量，温度t℃时的密度用ρt表示，单位用kg/m3、g/cm3或g/ml表示。一般是测定23℃，25℃或20℃。一般采用浸渍法测定密度：试样在规定温度的浸液中，所受浮力的大小，根据牛顿定律，等于试样排开浸渍液的体积与浸渍液密度的乘积。而浮力的大小可以通过测量试样的质量与试样在浸渍液中的表观质量求得.塑料基础知识培训——材料性能用数学式表示：m1-m2=V1ρ0即：V1=（m1-m2）/ρ0式中V1------试样的体积，cm3；m1------试样的质量，g；m2------试样在浸渍液中的表观质量，g；ρ0------浸渍液的密度，g/cm3。试样的体积和质量均可以测得，可以求得试样密度ρ，用数学式表示：ρ=m1/V1=m1ρ0/（m1-m2）塑料基础知识培训——材料性能2.拉伸性能①拉伸强度定义：在拉伸试验中，试样直到断裂为止，所承受的最大拉伸应力，单位为Mpa。其中在屈服点出的应力值为屈服强度，单位为Mpa。试样采用GB中规定的Ⅰ型即双铲形，图形如下：试验速度为50mm/min，拉伸强度按下式计算：δt=P/bd式中δt-------拉伸强度，Mpa；P--------最大负荷，N；b--------试样的宽度，mm；d--------试样的厚度，mm。塑料基础知识培训——材料性能②断裂伸长率定义：在拉力作用下，试样断裂时，标线间距离的增加量与初始标距之比，以%表示。试样同上，断裂伸长率按下式计算：εt=（L-L0）/L0×100式中εt-------断裂伸长率，%；L0------试样原始标距，mm；L-------试样断裂时标线间的距离，mm。塑料基础知识培训——材料性能3.弯曲性能①弯曲强度定义：在达到规定挠度值时或之前，负荷达到最大值的弯曲应力，单位为Mpa。试验装置按下图进行：弯曲强度按下式计算：②弯曲模量弯曲模量按下式计算：塑料基础知识培训——材料性能4.冲击强度冲击性能试验是在冲击负荷作用下测定材料的冲击强度。冲击强度用于评价材料抵抗冲击的能力或判断材料的脆性或韧性程度，因此冲击强度也称为冲击韧性。冲击试验的方法很多，例如依据试验温度可分为常温冲击、低温冲击和高温冲击三种；依据试样的受力状态，可分为弯曲冲击（包括简支梁冲击和悬臂梁冲击）等等。塑料基础知识培训——材料性能1）简支梁冲击简支梁式摆锤冲击弯曲试验方法规定用简支梁冲击试验机，对硬质塑料试样施加一次冲击弯曲负荷使之破坏，并用试样破坏时单位面积所吸收的能量表征该材料的冲击韧性。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试样破坏时吸收的冲击能量与试样原始横截面积之比，并以KJ/m2表示。缺口试样简支梁冲击强度--------缺口试样在冲击负荷作用下试样破坏时吸收的冲击能量与试样缺口处原始横截面积之比，并以KJ/m2表示。冲击刀刃应对准缺口背面的中心位置。也有标准采用试样在冲击负荷作用下试样破坏时吸收的冲击能量与试样原始横截面厚度之比，并以J/m表示。塑料基础知识培训——材料性能完全破坏------指经过一次冲击使试样分成两段或几段。部分破坏------指一种不完全性破坏，即无缺口试样或缺口试样的横断面至少断开90%的破坏。无破坏-----指一种不完全性破坏，即无缺口试样或缺口试样的横断面断开部分小于90%的破坏。方法原理如下图所示：简支梁冲击强度结果表示：塑料基础知识培训——材料性能缺口试样简支梁冲击强度--------缺口试样在冲击负荷作用下试样破坏时吸收的冲击能量与试样缺口处原始横截面积之比，并以KJ/m2表示。冲击刀刃应对准缺口背面的中心位置。也有标准采用试样在冲击负荷作用下试样破坏时吸收的冲击能量与试样原始横截面厚度之比，并以J/m表示。完全破坏------指经过一次冲击使试样分成两段或几段。部分破坏------指一种不完全性破坏，即无缺口试样或缺口试样的横断面至少断开90%的破坏。无破坏-----指一种不完全性破坏，即无缺口试样或缺口试样的横断面断开部分小于90%的破坏。塑料基础知识培训——材料性能2）悬臂梁冲击悬臂梁冲击试验是对材料的脆性（或韧性）进行测量的另一种试验方法，对使用简支梁冲击试验中冲不断的材料，使用悬臂梁冲击试验就显得特别重要。无缺口试样简支梁冲击强度--------无缺口试样在悬臂梁冲击破坏过程中吸收的能量与试样原始横截面积之比，并以KJ/m2表示。缺口试样简支梁冲击强度--------缺口试样在悬臂梁冲击破坏过程中吸收的能量与试样缺口处原始横截面积之比，并以KJ/m2表示。试验时摆锤的冲击方向为试样有缺口的一面。也有标准采用试样在冲击负荷作用下试样破坏时吸收的冲击能量与试样原始横截面厚度之比，并以J/m表示。塑料基础知识培训——材料性能完全破坏------指经过一次冲击使试样分成两段或几段。铰链破坏------指断裂的试样由没有刚性的很薄表皮连在一起的不完全破坏。部分破坏------指除铰链破坏以外的不完全破坏。无破坏-----指试样未被破坏，只是产生弯曲变形并有应力发白现象。方法原理如下图所示：悬臂梁冲击强度结果表示：塑料基础知识培训——材料性能5.硬度硬度是指材料抵抗其他较硬物体压入其表面的能力。硬度值的大小是表示材料软硬程度的有条件性的定量反映，它本身不是一个单纯的确定的物理量，而是由材料的弹性、塑性、韧性等一系列力学性能组成的综合性指标。硬度值的大小不仅取决于该材料的本身，也取决于测量条件和测量方法。硬度试验的主要目的是测量该材料的适用性，并通过对硬度的测量间接了解该材料的其他力学性能，例如磨耗性能、拉伸性能、固化程度等。③洛氏硬度是指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h（即h3-h1）经计算得出的值表示。如下原理图：塑料基础知识培训——材料性能测定硬度的方法很多，常见的有以下几种：①邵氏硬度又称为肖氏硬度，是表示塑料和橡胶材料硬度等级的一种方法。邵氏硬度计可分为A型、C型和D型三种，其硬度读数分别用HA、HC和HD表示。②球压痕硬度以规定直径的钢球在试验负荷作用下垂直压入试样表面，经过规定时间后，以单位压痕面积所承受的压力表示该试样的硬度，用N/mm2表示。塑料基础知识培训——材料性能③洛氏硬度是指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h（即h3-h1）经计算得出的值表示。如下原理图：塑料基础知识培训——材料性能6.熔点常用的方法有偏光显微镜法、热分析法等。①偏光显微镜法：在高聚物中，如PA、PE、PP、POM等材料，是部分结晶聚合物，没有一个明显的熔点，而是一个熔融范围，利用偏光显微镜法测其熔点比较合适和准确。方法原理：当光射入晶体物质时，由于晶体对光的各向异性作用而出现双折射现象，当物质熔化，晶体消失时，双折射现象也随之消失。基于这种原理，把试样放在偏光显微镜的起偏镜和检偏镜之间进行恒速加热升温，则从目镜中观察到试样熔化晶体消失时而发生的双折射消失的现象。把试样双折射消失时的温度就定义为该试样的熔点。塑料基础知识培训——材料性能②热分析法：方法原理：用热分析法测量熔点，有差热分析法（DTA）及示差扫描量热法（DSC）两种方法。其原理是在一台适用的DTA或DSC仪器上，以规定的升温速率对试样及一个对应的参照材料同时进行加热，由于试样的熔化过程是一种吸热现象，而参照材料是选用在样品的熔化温度范围内对热不敏感的物质，因此在样品熔化时，试样的温度低于参照材料的温度（DTA法）或输入到试样的能量大于输入到参照材料的能量（DSC法），其温度的差值（DTA）或能量的差值（DSC）被仪器在加热过程中连续记录的曲线反映出来，在曲线上出现了明显的峰（典型的DTA或DSC曲线如下图所示）。从被仪器记录下来的曲线中即可得到试样开始熔融的温度T0及熔融峰的温度Tp。T0及Tp这两个温度值就表示为试样开始熔融的温度及最终的熔融温度。塑料基础知识培训——材料性能7、模塑收缩率定义：也称模塑料线性收缩率(MS)，是指模塑试样与模具型腔所测得的两者尺寸的变化率，以%表示。MS=(L0-L1)/L0×100式中：MS----------模塑料线性收缩率，%；L0------------模具型腔尺寸，mm；L1------------试样实际尺寸，mm。塑料基础知识培训——材料性能8.热变形温度负荷热变形温度是衡量塑料耐热性的主要指标之一，但它不是最高使用温度。方法原理：把一个具有一定尺寸要求的矩形试样，放在跨距为100mm的支座上，并在两支座的中点处，施加规定的负荷，形成三点式简支梁式静弯曲，负荷力的大小，必须使试样形成1.81N/mm2或0.45N/mm2的表面弯曲应力，把受荷后的试样浸在导热的液体介质（如硅油等）中，以120℃/h的升温速率升温，当试样中点的变形量达到与试样高度相对应的规定值时，读取其温度，这就是负荷热变形温度。塑料基础知识培训——材料性能9.维卡软化点维卡软化点也是塑料耐热性指标之一。定义：在规定条件下刺入试样1mm时的温度，℃。测试仪器和热变形温度测定仪共用设备，把试样放在试样架上，把压头小心压好，把支架浸入浴槽，使试样位于液面35mm以下，加上已选的砝码。开动搅拌器，5分钟后调节变形测量装置的零点，然后按选定的等速升温档开始升温，直到变形测量装置指示压针压入量达到1mm时，快速记下当时的温度，该温度即为所测的维卡软化温度值。塑料基础知识培训——材料性能10.熔融指数（MI）又称熔体流动速率（MFR）或熔体流动指数（MFI）。它表征热塑性聚合物熔体流动的性能。是指热塑性塑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。各种塑料的试验条件根据标准规定执行，如PP料，GB和ISO标准均采用230℃，2.16kg力的砝码，而DIN标准一般采用230℃，5kg力的砝码，测试温度不同材料也不一样。一般地：PP是230℃，PE、POM是190℃，可参照相应标准的规定执行。塑料基础知识培训——材料性能11.阻燃性高聚物的燃烧是可燃剂与氧化剂之间的一种快速氧化反应，是一个复杂的物理化学过程，且伴随放热及发光等特征，并生成气态和凝聚态产物。现在已有许多技术可赋予高分子材料以租燃性，它包括接枝和交联改性技术、抑制降解及氧化技术、催化阻燃技术、气相阻燃技术等等，目前在工业上普遍采用的是在被阻燃材料混配时加入添加型阻燃剂或在合成高聚物时加入反应型阻燃剂。阻燃性能可分级，如美国UL-94标准规定的等级V-0，V-1，V-2等，DIN标准规定了汽车内饰材料的燃烧速度为小于100mm/min。塑料基础知识培训——材料性能12.电性能①体积电阻率定义：