塑料十大性能的測試手段

1、灰分測試

馬弗爐

灰分：在高溫灼燒時(shí)，聚合物發(fā)生一系列物理和化學(xué)變化，最后有機成分揮發(fā)逸散，而無(wú)機成分(主要是無(wú)機鹽和氧化物)則殘留下來(lái)，這些殘留物稱(chēng)為灰分。一般改性的產(chǎn)品里面，灰分就是硅石、碳酸鈣、滑石粉、玻纖、鈦白粉等一些無(wú)機礦物質(zhì)。

測試方法：煅燒法(燃燒有機物并在高溫下處理其殘余物直至恒重)，在馬弗爐里，600℃進(jìn)行10min燃燒，稱(chēng)量其殘留物。

灰分以質(zhì)量百分數表示：(M1-M0)×100/M

M表示式樣的重量，M1灰分和杯子的重量，M0杯子的重量

目的：測定塑料中無(wú)機物質(zhì)的含量，作為判斷材料真假的一個(gè)依據以及評判材料性能的一個(gè)依據，如：在加玻纖的塑料中，高了塑料材料剛性增加，耐熱性增加，但韌性降低，反之，韌性增加，剛性耐熱性下降。

2、水分測試

紅外水分測試儀

水分：指含在物體內部的水。

測試原理：主要分為：紅外線(xiàn)快速水分測定和鹵素快速水分測定

紅外線(xiàn)水分測試原理：紅外加熱法失重是利用紅外線(xiàn)加熱物體的熱效應和強穿透能力，被測物體的水分快速蒸發(fā)而失重，通過(guò)物體的初始質(zhì)量和物體蒸發(fā)水分后的質(zhì)量的數據，獲得被測物體在某一特定溫度下的含水量。

鹵素快速水分測定：

測試的計算公式：設G為樣品干燥前的重量，g為樣品干燥后的重量;L為樣品含水量，R為樣品干燥;LR為樣品回潮率‘OR為樣品濕重率，故

L=G-g/G (1)

R=g/G (2)

0R=(G-g)/G (3)

OR=G/g (4)

測試目的：水分含量是影響諸如聚酰胺(PA)和聚碳酸酯(PC)等樹(shù)脂的加工工藝、產(chǎn)品外觀(guān)和產(chǎn)品特性的一個(gè)重要因素。在注塑過(guò)程中，如果使用水分含量過(guò)多的塑料粒子進(jìn)行生產(chǎn)，則會(huì )產(chǎn)生一些加工問(wèn)題，并最終影響成品質(zhì)量，如：表面開(kāi)裂、反光，以及抗沖擊性能和拉伸強度等機械性能降低等。

3、熔融指數測試

融指儀

熔融指數：是一種表示塑膠材料加工時(shí)的流動(dòng)性的數值。

測試方法：先讓塑料粒在一定時(shí)間(10分鐘)內、一定溫度及壓力(各種材料標準不同)下，融化成塑料流體，然后通過(guò)一直徑圓管所流出的重量或體積。表示方法有MFI：流體質(zhì)量;MVR：流體體積。

意義：表示該塑膠材料的加工流動(dòng)性，其值越大，表明流動(dòng)性越好，反之，越差;在微觀(guān)上，融指越大表示體現粘度愈小及分子重量愈小，反之則代表該塑料粘度愈大及分子重量愈大。

4、拉伸/彎曲測試

彎曲/拉伸測試儀器

拉伸測試：測定高聚物材料的基本物性，對材料施加應力后，測出變形量，求出應力，應力應變曲線(xiàn)是最普通的方法。將樣條的兩端用器具固定好，施加軸方向的拉伸荷重，直到遭破壞時(shí)的應力與扭曲。

彈性模量：E=( F/S)/(dL/L)(材料在彈性變形階段，其應力和應變成正比例關(guān)系)彈性模量”是描述物質(zhì)彈性的一個(gè)物理量，是一個(gè)總稱(chēng)，包括“楊氏模量”、“剪切模量”、“體積模量”等。

彈性模量的意義：彈性模量是工程材料重要的性能參數，從宏觀(guān)角度來(lái)說(shuō)，彈性模量是衡量物體抵抗彈性變形能力大小的尺度，從微觀(guān)角度來(lái)說(shuō)，則是原子、離子或分子之間鍵合強度的反應。

不同塑料拉伸圖形變化

強度：材料在載荷作用下抵抗塑性變形或被破壞的最大能力。

屈服強度：材料發(fā)生明顯塑性變形的抗力。

拉伸強度：在拉伸試驗中，試樣直至斷裂為止所承受的最大拉伸應力。

拉伸應力：試樣在計量標距范圍內，單位初始橫截面上承受的拉伸負荷。

拉伸斷裂應力：σt-εt曲線(xiàn)上斷裂時(shí)的應力。

拉伸屈服應力：σt-εt曲線(xiàn)上屈服點(diǎn)處的應力。

斷裂伸長(cháng)率：試樣斷裂時(shí)，標線(xiàn)間距離的增加量與初始標距之比。

屈服點(diǎn)：σt-εt曲線(xiàn)上σt不隨εt增加的初始點(diǎn)。

注：

E越大，說(shuō)明材料越硬，相反則越軟;

σb或σy越大，說(shuō)材料越強，相反則越弱;

εb或S越大，說(shuō)明材料越韌，相反則越脆。

影響拉伸性能的因素

(1)成型條件：由試樣自身的微觀(guān)缺陷和微觀(guān)不同性引起;

(2) 溫度和濕度;

(3)拉伸速度：塑料屬于粘彈性材料，其應力松弛過(guò)程與變形速率緊密相關(guān)，需要一個(gè)時(shí)間過(guò)程;

(4)預處理：材料在加工過(guò)程中，由于加熱和冷卻的時(shí)間和速度不同，易產(chǎn)生局部應力集中，經(jīng)過(guò)在一定溫度下的熱處理或稱(chēng)退火處理，可以消除內應力，提高強度;

(5)材料性質(zhì)：結晶度、取向、分子量及其分布、交聯(lián)度;

( 6)老化：老化后強度明顯下降。

彎曲性能測試：將樣條放在一定長(cháng)度的兩個(gè)支點(diǎn)上，以一定的速度在中間部位施加荷重時(shí)變彎，直到引起折斷或達到一定彎曲量時(shí)的應力于扭曲的計算方法即為彎曲試驗。

彎曲強度(Flexural Strength)：以一定速度在樣條中心施加作用力，樣條破壞或達到5%變形量時(shí)的強度。彎曲強度是測定樣條發(fā)生彎曲產(chǎn)生變形時(shí)的抗衡性試驗。

彎曲模量(Flexural Modulus)：指從樣條中心的上部施加的作用力的大小與樣條所產(chǎn)生的形變之比。彎曲模量越大，剛性越強，彎曲模量越小，塑料越柔軟。

彎曲測試

樣條彎曲形變

5、沖擊測試

沖擊測試儀器

定義：擺錘打擊簡(jiǎn)支梁試樣的中部，使試樣受到?jīng)_擊而斷裂，試樣斷裂時(shí)單位面積或單位寬度所消耗的沖擊功即為沖擊強度。

意義：沖擊韌性是描述高分子材料在高速碰擊下所呈現的堅韌程度，或抗斷裂能力。一般來(lái)說(shuō)，沖擊韌性包括兩個(gè)方面：受沖擊后的變形能力以及扛斷裂能力，前者一般用斷裂伸長(cháng)率表示，而后者一般用沖擊強度來(lái)表示。

沖擊強度計算公式： E=A/bd

A：表示沖動(dòng)時(shí)所消耗的功 ;b/d分別表示受沖擊部位的寬和厚;E即為沖擊強度

沖斷試樣所消耗的功一般分為以下幾個(gè)方面：

a)使試樣產(chǎn)生破裂的裂紋

b)使其中某些裂紋發(fā)展貫穿整個(gè)試樣而斷開(kāi)

c)使裂紋附近的聚合物發(fā)生形變

d)使斷開(kāi)的試樣片段飛出去

e)少量的克服空氣阻力以及機械零件之間的摩擦力

注：一般來(lái)說(shuō)，在被破壞前所吸收的沖擊能越大，斷裂伸長(cháng)也越大，材料的沖擊韌性越好。

6、熱變形溫度測試

熱變形溫度(Heat deflection temperature)：對高分子材料或聚合物施加一定的負荷，以一定的速度升溫，當達到規定形變時(shí)所對應的溫度。

測試原理：塑料試樣放再跨距為100mm的支座上，將其放在一種合適的液體傳熱介質(zhì)中，并在兩支座的中點(diǎn)處，對其施加特定的靜彎曲負荷，在等速升溫的條件下，試樣彎曲變形達到規定值時(shí)。

測試目的：處于玻璃態(tài)或結晶態(tài)的高聚物，隨著(zhù)溫度的提高，原子和分子運動(dòng)能量提高，在外力作用下因其定向運動(dòng)而導致變形的能力增加，即材料抵抗外力的能力——模量隨溫度升高而下降，隨著(zhù)溫度的提高，固定負荷下塑料產(chǎn)生的變形增加。

影響因素：

1)測試儀器(讀數誤差 ，試樣放置位置)

2)試樣制備的方法以及尺寸

3)傳熱介質(zhì)

7、維卡軟化溫度測試

維卡測試儀

測試原理：將塑料樣條放于液體傳熱介質(zhì)中，在一定的負荷和一定的等速升溫條件下，試樣被1平方毫米的壓針頭壓入1mm時(shí)的溫度。

意義：維卡軟化溫度是評價(jià)材料耐熱性能，反映制品在受熱條件下物理力學(xué)性能的指標之一。材料的維卡軟化溫度雖不能直接用于評價(jià)材料的實(shí)際使用溫度，但可以用來(lái)指導材料的質(zhì)量控制。維卡軟化溫度越高，表明材料受熱時(shí)的尺寸穩定性越好，熱變形越小，即耐熱變形能力越好，剛性越大，模量越高。

8、熱老化測試

老化爐

測試原理：將塑料制樣至于給定條件(溫度、風(fēng)速、換氣率等)的熱老化試驗箱中，使其經(jīng)受熱和氧的加速老化作用。

目的：檢測暴露前后性能的變化，評定塑料耐熱老化性能。

9、粘度測試

粘度測試儀

塑料粘度：是指塑料熔融流動(dòng)時(shí)大分子之間相互摩擦系數的大小。它是塑料熔融流動(dòng)性高低的反映，即粘度越大，熔體粘性越強，流動(dòng)性越差，加工越困難，同時(shí)也是聚合物分子量大小的一個(gè)測評方法。塑料粘度的大小與塑料熔融指數大小成反比。塑料粘度隨塑料本身特性，外界溫度，壓力等條件變化而變化。

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燃燒測試

燃燒性能：是指材料燃燒遇火時(shí)所發(fā)生的一切物理和化學(xué)變化，這項性能有材料表面的著(zhù)火性和火焰傳播性、發(fā)熱、發(fā)煙、碳化、失重，以及毒性生成物的產(chǎn)生等來(lái)衡量。

測試方法：主要有氧指數燃燒性能測試、水平燃燒性能測試、垂直燃燒性能測試、灼熱絲可燃指數測試。材料的阻燃性能直接影響材料的使用。

測試原理：將長(cháng)方形條形樣條的一端固定在水平或垂直夾具上，其另一端暴露于規定的試驗火焰中，通過(guò)測量線(xiàn)性燃燒速率，評價(jià)試樣的水平燃燒行為;通過(guò)測量其余焰火和余焰時(shí)間，燃燒范圍以及顆粒低落的情況評價(jià)塑料的燃燒性能。

測試的意義：在規定的條件下，不同的材料燃燒性能，對材料使用范圍以及制造工藝以及燃燒的變化特性都具有重要意義。