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1、塑料性能测试技术塑料性能测试技术1第1页，共40页，编辑于2022年，星期五目录目录塑料性能测试的目的，特点和影响因素ISO标准方法介绍重点材料性能介绍 2第2页，共40页，编辑于2022年，星期五 塑料性能测试的目的塑料性能测试的目的 正确掌握材料的性能，了解使用范围 控制产品的质量 指导成型加工 研究材料结构和性能 3第3页，共40页，编辑于2022年，星期五 塑料性能测试的特点塑料性能测试的特点 温度效应明显 时间效应明显 形变速度影响明显 测定数据易显分散 1 测试应尽量接近生产和使用条件 2 正确理解和掌握性能而不曲解和误用4第4页，共40页，编辑于2022年，星期五塑料性能测试的主
2、要影响因素塑料性能测试的主要影响因素试样制备条件试样尺寸（标准试样）试样的状态测试环境温度和湿度标准试验方法5第5页，共40页，编辑于2022年，星期五试样制备试样制备制品上裁取样条（部位，机械加工）注塑样条（注塑温度，压力，冷却时间，样条内部缺陷）标准试样6第6页，共40页，编辑于2022年，星期五 标准测试样条标准测试样条7第7页，共40页，编辑于2022年，星期五加工条件对制品性能的影响加工条件对制品性能的影响8第8页，共40页，编辑于2022年，星期五加工条件对制品性能的影响加工条件对制品性能的影响9第9页，共40页，编辑于2022年，星期五试样尺寸的影响试样尺寸的影响标准试样，目的是
3、为了使不同材料的试验结果具有可比性，或使同一材料的测试结果不因尺寸不同而影响它的重复性，消除尺寸因素效应尺寸效应是由试样（1）自身的微观缺陷和（2）微观不同性引起的一般来说，（1）拉伸强度随厚度的增大而减小；（2）只有相同厚度的试样并在相同跨度上作冲击试验，结果才能比较10第10页，共40页，编辑于2022年，星期五试样状态的影响试样状态的影响环境温度的影响环境湿度的影响试验放置时间的影响 例如：（1）尼龙的冲击强度随吸水率的加大而增加；（2）PMMA随湿度的增加，拉伸强度减小11第11页，共40页，编辑于2022年，星期五热历史对冲击性能的影响热历史对冲击性能的影响12第12页，共40页，编
4、辑于2022年，星期五拉伸强度拉伸强度/断裂伸长率与测试温度关系断裂伸长率与测试温度关系13第13页，共40页，编辑于2022年，星期五材料：未增强尼龙ISO 527拉伸速度：50mm/min在不同测试温度下的拉伸行为曲线在不同测试温度下的拉伸行为曲线14第14页，共40页，编辑于2022年，星期五塑料的黄色指数与暴露日光时间关系塑料的黄色指数与暴露日光时间关系15第15页，共40页，编辑于2022年，星期五16第16页，共40页，编辑于2022年，星期五 17第17页，共40页，编辑于2022年，星期五GB211882规定的标准状态条件规定的标准状态条件温度：23 2 C 气压:86-106
5、KPa 相对湿度：50518第18页，共40页，编辑于2022年，星期五ISO10350和ASTM方法的比较要点：对于冲击强度、HDT和弯曲性能，ISO和ASTM差别较大，不能通过简单的单位换算来推测19第19页，共40页，编辑于2022年，星期五ISO 测试标准的优点测试标准的优点试验条件更统一,结果可比性更好规定科学合理,全世界范围内适用给使用者提供极大方便20第20页，共40页，编辑于2022年，星期五 ISO 测试标准的结果表示单位测试标准的结果表示单位熔体流动速率 MFR,MVR(200,5 Kg)g or ml/10 min拉伸强度(GPPS,5 mm/10 min;HIPS 50
6、 mm/min):Mpa断裂伸长率:%冲击强度(Charpy,Izod):KJ/m2Vicat 软化温度(A/50,B/50):热变形温度 HDT(1.8 MPa,0.45MPa):可燃性(94HB):38 mm/min(3.2 mm 试样)76 mm/min(1.6 mm 试样)21第21页，共40页，编辑于2022年，星期五 熔体流动速率（熔体流动速率（MI,MVR）标准试验条件随材料不同而有所变化测定MI,MVR时的剪切速率很低（1100/s，一般为150/s），与实际加工条件距离太远，有时不能正确反映加工性能（注射：100010000/s，挤出：1001000/s）。塑料的剪切变稀建议
7、在加工温度范围内测定粘度剪切速率关系曲线例子：尽管MI1.5，薄膜级LDPE随分子量分布变宽，加工性变好。因为非流动性较强，随剪切速率升高，粘度下降快而且易于平稳22第22页，共40页，编辑于2022年，星期五检验和试验设备检验和试验设备MVR23第23页，共40页，编辑于2022年，星期五 拉伸强度拉伸强度拉伸时形变，试验截面积缩小，应该以瞬时横截面积来计算，真应力大于拉伸强度了解拉伸曲线24第24页，共40页，编辑于2022年，星期五 拉拉 伸伸 曲曲 线线(a)(b)负荷-伸长曲线伸长负荷屈服点偏置屈服点25第25页，共40页，编辑于2022年，星期五 拉伸强度曲线拉伸强度曲线(HIPS
8、)26第26页，共40页，编辑于2022年，星期五检验和试验设备拉伸仪检验和试验设备拉伸仪27第27页，共40页，编辑于2022年，星期五 冲击强度冲击强度根据试验的受力状态可分为：弯曲冲击（简支梁和悬臂梁冲击），拉伸冲击，扭转冲击，剪切冲击拉伸冲击，扭转冲击，剪切冲击和落锤冲击缺口冲击强度在描述材料的缺口敏感性方面非常有用对冲击性能试验的影响因素很多，试验值只是该材料在试验方法规定条件下的冲击韧性不同的冲击试验结果不能比较28第28页，共40页，编辑于2022年，星期五 ComparisonISO179:1992ISO180:1992ASTMD256-92DIN53453-1975testm
9、ethodCharpyIzodIzodCharpytestspecimendimensions/mm380*10*463.3*12.7*3.2-12.750*6*4notchtypeanddimensions/mmU:unnotchedA:r=0.25,45 B:r=1.0,45 C:r=0.1,45 reversednotchA:r=0.25,45 unnotchedU-notchnotchradiusr=0.1remainingwith/mm810.162.7pendulumenergies/Jandimpactvelocities0.5/1/2/4at2.9m/s7.5/15/25.5a
10、t3.8m/s1/2.75/5.5/11/22at3.5m/s2.7-21.7at3.5m/s0.5/1/2/4at2.9m/s7.5/15at3.8m/senergyextraction10%-80%useheaviestpendulumpossible85%10%-80%pendulumdeceleration5%-55%61%5%-55%testspecimenpositionedgewiseedgewiseflatwise 冲击试验比较29第29页，共40页，编辑于2022年，星期五检验和试验设备铣缺口机检验和试验设备铣缺口机30第30页，共40页，编辑于2022年，星期五检验和试验设
11、备冲击强度测试仪检验和试验设备冲击强度测试仪31第31页，共40页，编辑于2022年，星期五 负荷下的热变形温度负荷下的热变形温度热变形温度是衡量塑料和硬质橡胶耐热性的主要指标之一热变形温度不同于塑料最高使用温度或连续使用温度最高使用温度应根据制品的受力情况及使用要求等因素来确定，建议从动态力学分析（DMA）测得的模量温度曲线来确定32第32页，共40页，编辑于2022年，星期五检验和试验设备检验和试验设备VST/HDT33第33页，共40页，编辑于2022年，星期五污物测定注塑法污物测定注塑法34第34页，共40页，编辑于2022年，星期五污物测定挤出法污物测定挤出法35第35页，共40页，
12、编辑于2022年，星期五耐环境应力开裂耐环境应力开裂定义：模拟化学环境，加速预应力或预应变塑料样条的开裂定义：模拟化学环境，加速预应力或预应变塑料样条的开裂 样条尺寸，状态和取向 温度 试验持续时间 试验环境参数：ISO4599:弯曲法弯曲法 单轴恒定应变 通过蠕变，应力松弛 确定指标性质（例如：断裂伸长率）相对寿命预测*Bosch-Steinle-试验试验ISO6252:恒定应力应变方法恒定应力应变方法 单轴恒定载荷，蠕变独立 在材料取向方向，施加载荷 确定开裂时间 使直接预测寿命成为可能36第36页，共40页，编辑于2022年，星期五弯曲形变测试方法弯曲形变测试方法ISO4599化学品蒸汽37第37页，共40页，编辑于2022年，星期五恒定应力应变试验恒定应力应变试验 ISO625238第38页，共40页，编辑于2022年，星期五 CAD和和CAE所需的性能数据所需的性能数据反映工作条件的各种温度和应变速率的等温应力应变曲线动态模量的温度依赖性数据室温和高温及若干个应力水平下的等时蠕变曲线室温和低于室温的冲击强度数据环境对塑料性能行为影响的数据各向异性对材料使用性能影响的数据熔体粘度和剪切速率关系的数据39第39页，共40页，编辑于2022年，星期五 鸣谢：施文潮（YBS）40第40页，共40页，编辑于2022年，星期五