塑料热性能测试
塑料材料性能及测试方法(培训教材)
contents
目录
• 塑料材料概述 • 塑料材料性能 • 塑料材料测试方法 • 塑料材料性能测试标准与规范 • 塑料材料性能测试案例分析
01
塑料材料概述
塑料的定义与分类
定义
塑料是一种高分子合成材料，以 单体为原料，通过聚合反应形成 。
分类
根据塑料的来源可分为天然塑料 和合成塑料；根据塑料的性质可 分为热塑性塑料和热固性塑料。
塑料抵抗化学物质侵蚀的能力，如酸、碱、 盐等。
抗氧化性
塑料在氧化过程中保持其性能稳定的能力。
耐候性
塑料在自然环境因素如阳光、湿度、温度等 作用下保持其性能稳定的能力。
粘附性
塑料与其它材料之间的粘附能力，如涂层、 粘合等。
03
塑料材料测试方法
力学性能测试
拉伸强度测试
通过拉伸试样，测量塑料在断裂前的最 大拉伸力，以评估其承受拉伸负荷的能
塑料在一定条件下能够承受的最高工作电压。
光学性能
01
透光性
塑料允许光线透过的能力，通常以 透光率表示。
色散
塑料对不同波长光线的折射率不同， 导致色散现象。
03
02
折射率
塑料对光线折射的能力，通常以折 射率表示。
抗紫外线性能
塑料抵抗紫外线照射的能力，通常 以抗紫外线性能等级表示。
04
化学性能
耐腐蚀性
维卡软化点温度测试
在一定负荷下，测量塑料试样在受热时开始变形的温度，以评估其耐热性。
熔点温度测试
通过热分析仪测量塑料的熔点温度，以评估其在高温下的稳定性。
导热系数测试
测量塑料材料的导热性能，以评估其在加热或冷却过程中的热量传递能力。
塑料高低温测试标准
塑料高低温测试标准
塑料高低温测试标准是用于评估塑料材料在高温和低温环境下的性能和稳定性的一套规范和方法。
以下是一些常见的塑料高低温测试标准：
1. 高温暴露测试：例如ASTM D648，该测试方法用于测量塑料材料的热变形温度，即材料在一定载荷下开始变形的温度。
2. 低温冲击测试：例如ISO 179，该测试方法用于评估塑料材料在低温下的抗冲击性能。
3. 高温老化测试：例如ASTM D573，该测试方法用于评估塑料材料在高温环境下的老化性能，包括质量损失、拉伸强度和断裂伸长率等指标。
4. 低温弯曲测试：例如ISO 178，该测试方法用于评估塑料材料在低温下的弯曲性能。
5. 高低温循环测试：例如ASTM D746，该测试方法用于评估塑料材料在高低温循环条件下的稳定性和耐久性。
这些测试标准可以帮助制造商和消费者了解塑料材料在不同温度条件下的性能，从而选择适合特定应用的合适材料。
塑料 熔融状态下热塑性塑料拉伸性能的测定-最新国标
塑料熔融状态下热塑性塑料拉伸性能的测定1 范围本文件规定了一种测定塑料熔融拉伸和断裂特性的方法。
本文件为在特定的挤出温度和拉伸条件下，测定熔体束变形时产生的张力。
本文件的数据在非等温和非均匀变形条件下得到，能有效的解释拉伸流动中聚合物的行为。
本文件适用于可使用毛细管挤出流变仪或配有毛细管口模的挤出机或其他挤出机挤出，具有足够的熔体强度的热塑性模塑和挤出的材料。
本文件适用于化学性质稳定的材料，可产生均匀的挤出物，不含异质、气泡、未融杂质等。
本文件可提供以下信息：所有挤出技术的加工性能；机械和热历史的影响；化学结构的影响，例如支化、缠结和分子质量。
该技术是用于测量材料拉伸流动特性的多种技术之一，该测量方法并不一定能再现热塑性塑料在加工过程中的拉伸条件。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 2918 塑料试样状态调节和试验的标准环境(GB/T 2918—2018,ISO 291:2008,MOD)GB/T 3682.1 塑料热塑性塑料熔体质量流动速率（MFR）和熔体体积流动速率（MVR）的测定第1部分:标准方法(GB/T 3682.1—2018,ISO 1133-1:2011,MOD)GB/T 3682.2 塑料热塑性塑料熔体质量流动速率（MFR）和熔体体积流动速率（MVR）的测定第2部分：对时间-温度历史和（或）湿度敏感的材料的试验方法温度控制(GB/T 3682.2—2018,ISO 1133-2:2011,MOD)GB/T 25278 塑料用毛细管和狭缝口模流变仪测定塑料的流动性(GB/T 25278—2010,ISO 11443:2005,MOD）3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1拉伸drawing毛细管流变仪、挤出机或其他挤出装置连续挤出时，聚合物熔体拉丝的过程。
ABS塑料的导热性与绝缘性能测试
ABS塑料的导热性与绝缘性能测试在工业和制造领域中，ABS塑料是一种常用的材料，具有良好的机械性能和韧性。
然而，对于一些特定的应用，如电子器件和电气设备中的绝缘材料，ABS塑料的导热性和绝缘性能就显得尤为关键。
为了确保ABS塑料材料的导热性和绝缘性能符合要求，需要进行相应的测试和评估。
本文将重点介绍ABS塑料的导热性和绝缘性能测试，以及常用的测试方法和设备。
一、导热性能测试导热性能是指材料传导热量的能力，也可以用来评估材料在热传导方面的性能。
对于ABS塑料来说，其导热性能对于一些需要散热的应用非常重要。
下面将介绍两种常用的导热性能测试方法。
1. 热传导系数测试热传导系数是表征材料导热性能的重要指标，可以通过热传导系数测试仪来测定。
该测试仪利用热板法或热管法原理，通过测量材料的温度差和传热功率，计算出材料的热传导系数。
2. 热阻测试热阻是指导热性能在具体应用中的表现，也是评价材料导热性能的指标之一。
常用的热阻测试方法是利用热像仪对材料进行红外热像检测，通过测量材料表面的温度分布情况，计算出材料的热阻。
通过以上两种测试方法，可以全面评估ABS塑料的导热性能是否满足要求，并为优化设计和材料选择提供依据。
二、绝缘性能测试绝缘性能是指材料在电场作用下阻止电流通过的能力，对于一些电子器件和电气设备来说，绝缘性能的测试至关重要。
下面将介绍两种常用的绝缘性能测试方法。
1. 介电强度测试介电强度是指材料在电场作用下发生击穿的最大电场强度。
通过介电强度测试仪可以进行介电强度测试，该测试仪利用高电压电源和测量仪器，将测试样品置于电场中，逐渐增加电压直到材料击穿为止，从而得到材料的介电强度。
2. 表面电阻测试表面电阻是指材料表面单位面积上的电阻值，也是评估材料绝缘性能的重要指标之一。
表面电阻测试可以通过四针电阻测试仪进行，该仪器利用四根电极在材料表面接触，并测量电阻值，从而得到材料的表面电阻。
通过以上两种测试方法，可以全面评估ABS塑料的绝缘性能是否符合要求，并为材料的选择和应用提供依据。
塑胶料测试方法
弯曲模量(Flexural Modulus)：指从样条中心的上部施加的作用力的大小与 样条所产生的形变之比。弯曲模量越大，刚性越强，弯曲模量越小，塑料越 柔软。
弯曲强度：Fs = (3Pmax t) / 2bh2 弯曲模量：Fm = (t3 m) / 2bh2 其中：b为样条宽度；t 为两支点间的 距离；m 为图表的初期倾斜度； 3Pmax为最大荷重（应力）。 测 试 标 准 ： 拉 伸 试 验 的 标 准 规 格 有 GB9341 、 ASTM D790 、 ISO178，其内容相似。
HDT测试装置示意
样条规格 最少有2个以上的样条，必要时使用3个以上
尺寸120mm15mm 10mm
样条成型后需放置40小时以上再进行试验
热变形样条尺寸
热塑性塑料材料的热变形温度（HDT）随成型条件不同而
产生差异，主要依赖于成型时材料的重要结构特征如：分子排 向、残留应力、晶体结构、结晶度、填充剂的取向、各向异性 等，其变化对样条的尺寸、收缩率、密度产生一定的影响，因 应力引起形态的细微结构变化，而导致物性的变化。
3、5V燃烧试验 （Bar条型燃烧试验、Plaque板型燃烧试验） 条型燃烧（Bar）试验 样条和存放条件：与HB试验相同 火焰要求：双重火苗（内焰高度3.81cm/外焰 高度12.7cm） 试验方法：将样条接触火苗5秒钟，然后熄灭 火焰5秒钟，测定燃烧时间；重复5次 板型燃烧（Plaque）试验 样条尺寸：15cm15cm 厚度（共3块） 试验方法：与条型燃烧相同 耐火 等级 5VA 燃烧有焰加 滴落物有无 试片中央 无焰时间 引燃脱脂棉 是否有烧穿 <60s 无 无
熔体流动速率（Melt Flow Index）
在规定的温度与荷重下，测定熔融状态下的塑料材料在10分钟内通过某规 定模孔的流量，是评价材料相对流动性的参数。熔流指数（MI）越大，材 料的流动性越好。 MI值越大流动性越好，所以可以成型精密部件，且可以缩短循环时间。按 产品的用途，可以选择与耐热性、冲击强度等不同的物性来互补MI值。 塑料具有随流动速度和粘度发生变化的特性，因此在高速加工条件下，有 可能出现流动性与流动特性不一致的情况，应留意。 试验要求：含有挥发性物 质及水分的塑料粒必须进 行预干燥，不然会引起重 熔流范围 (g/10min) 0.15~1.0 1.0~3.5 3.5~10 10~25 建议样品 用量(g) 2.5~3.0 3.0~5.0 5.0~8.0 4.0~8.0 时间间 隔(min) 6.0 3.0 1.0 0.5 实测MI (g/10min) 1.67 3.33 10.00 20.00
热变形温度测试标准
热变形温度测试标准热变形温度是塑料材料的一个重要指标，它是指在一定载荷下，塑料材料在一定温度下的变形性能。
热变形温度测试标准对于塑料材料的研发、生产和应用具有重要意义。
本文将对热变形温度测试标准进行详细介绍，希望能够为相关领域的研究人员和工程师提供参考。
一、测试原理。
热变形温度测试是通过在一定载荷下，将试样加热至一定温度，然后记录试样的变形情况来进行的。
在测试中，通常采用热变形温度试验机，通过加热炉和载荷装置对试样进行加热和加载，然后通过测量试样的变形情况来确定热变形温度。
二、测试方法。
1. 试样制备，根据不同的标准，制备符合要求的试样，通常为特定尺寸和形状的标准试样。
2. 加热载荷，将试样放置在热变形温度试验机中，施加特定的载荷，通常为一定比例的试样断裂强度。
3. 加热过程，通过加热炉对试样进行加热，加热速率通常为10°C/min。
4. 记录数据，在加热过程中，记录试样的变形情况，包括变形时间、温度和载荷等数据。
5. 分析结果，根据试验数据，确定试样的热变形温度，通常为试样开始出现0.01mm的变形时对应的温度。
三、测试标准。
目前国际上常用的热变形温度测试标准有ISO 75、ASTM D648、GB/T 1634等，它们对试样的制备、测试条件、数据记录和结果分析等方面都有详细的规定，用户在进行热变形温度测试时应严格按照相应的标准进行。
四、测试注意事项。
1. 试样制备，试样的制备应符合相应的标准规定，尺寸和形状应符合要求。
2. 加热载荷，载荷的选择应根据试样的断裂强度来确定，通常为试样的5%~10%。
3. 加热过程，加热速率应控制在10°C/min，过快或过慢都会对测试结果产生影响。
4. 数据记录，在测试过程中，应及时记录试样的变形情况，确保数据的准确性。
5. 结果分析，对测试结果应进行合理的分析，确定试样的热变形温度，并与标准要求进行比较。
五、测试设备。
热变形温度试验机是进行热变形温度测试的关键设备，用户在选择设备时应考虑设备的加热方式、载荷范围、控温精度等因素，确保设备符合测试要求。
塑料熔融指数测试标准
塑料熔融指数测试标准塑料熔融指数测试是一种常见的塑料材料流动性能测试方法，用于评估塑料材料在熔融状态下的流动性能。
这是关于塑料熔融指数测试标准的详细介绍。
1. ASTM D1238-13a 标准测试方法ASTM D1238-13a 是由美国材料和试验协会（ASTM International）制定的标准测试方法，用于测定塑料熔融指数（Melt Flow Rate，MFR）。
该测试方法适用于流动速率在0.10 g/10 min到200 g/10 min之间的熔融塑料。
测试过程中，使用一台熔体流动速率仪（Melt Flow Rate Tester）对塑料试样进行测试。
试样通过一个加热筒，在一定的温度和负荷下被挤压通过一个标准孔口。
通过测量试样在一定时间内通过的质量，计算出熔融指数。
2. ISO 1133 标准测试方法ISO 1133 是国际标准化组织（International Organization for Standardization）制定的标准测试方法，也用于测定塑料的熔融指数。
该方法与ASTM D1238-13a类似，适用于流动速率在0.1 g/10 min到50 g/10 min之间的塑料。
ISO 1133测试方法使用一台熔体流动速率仪进行测试。
试样通过加热筒在一定温度和负荷下挤出通过一个标准孔口。
通过测量试样在一定时间内通过的质量，计算出熔融指数。
3. GB/T 3682-2000 标准测试方法GB/T 3682-2000 是中国国家标准化管理委员会（Standardization Administration of China）制定的标准测试方法，用于测定塑料的熔融流动速率。
该方法适用于流动速率在0.1 g/10 min到1000 g/10 min 之间的塑料。
测试过程中，使用一台熔体流动速率仪对塑料试样进行测试。
试样在一定温度和负荷下通过一个标准孔口挤出，并测量试样在一定时间内通过的质量，计算出熔融流动速率。
塑料老化试验标准
塑料老化试验标准在现代工业生产和日常生活中，塑料制品被广泛应用，而塑料制品的品质和耐久性对于使用者来说显得尤为重要。
然而，随着时间的推移，塑料制品会经历老化现象，导致性能下降和使用寿命缩短。
为了更好地了解塑料产品在不同环境条件下的老化程度，制定塑料老化试验标准显得至关重要。
塑料老化试验的目的是评估塑料材料在长时间使用过程中所面临的各种外界因素对其性能的影响，从而为生产商和消费者提供参考依据。
基于不同塑料材料的特性和用途，制定了各种不同的老化试验标准。
以下是一些常见的塑料老化试验标准：1.热老化试验（Heat Aging Test）：通过将塑料样品放置在一定温度下，模拟实际使用中遇到的高温环境，观察塑料的物理性能和化学性能随时间的变化情况。
这种试验可以评估塑料在高温下的稳定性和耐热性能。
2.紫外老化试验（UV Aging Test）：将塑料样品暴露在紫外光线下，模拟日光照射的情况，考察塑料对紫外光的抵抗能力。
紫外老化试验主要用于评估塑料的抗光老化性能，以及颜色稳定性和表面质量的变化。
3.湿热老化试验（Humidity Aging Test）：将塑料样品置于高温高湿环境中，模拟潮湿气候对塑料材料性能的影响。
湿热老化试验旨在评估塑料的湿热稳定性和耐候性，特别适用于户外使用的塑料制品。
4.温湿循环老化试验（Thermal Cycling Aging Test）：在快速变化的温度和湿度条件下进行老化测试，模拟塑料制品在极端气候环境中的使用情况。
这种试验可以评估塑料的耐候性、热胀冷缩性能以及物理强度的变化。
在进行塑料老化试验时，需要严格按照相应的试验标准操作，包括样品的制备、试验条件的设定、老化时间的选择以及测试结果的记录和分析。
通过老化试验，可以及时发现塑料制品在使用过程中可能出现的问题，引导生产商改进生产工艺，提高塑料制品的质量和性能。
总的来说，塑料老化试验标准对于保障塑料制品的质量和使用寿命具有重要意义。
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❖ 3、5m in后，压针头处于静止位置，将足量砧码加到负荷板上，以 使加在试样上的总推力，对于A50和A120为10N 士0.2N，对于 B50和B120为5O N士1N。然后，记录千分表的读数(或其他测量 压痕仪器)或将仪器调零。
塑料热性能测试
目录
❖1.维卡软化温度测试 ❖2.测试耐寒性能 ❖3.负荷变形温度测试 ❖4.测试塑料的熔融温度及热焓❖ 1.概念概述 ❖ 2.测试原理 ❖ 3.测试标准 ❖ 4.测试设备 ❖ 5.试样要求 ❖ 6.测试条件 ❖ 7.试验步骤 ❖ 8.主要影响因素
概述
❖ 维卡软化温度（Vicat softening temperature)是 评价热塑性塑料高温变形趋势的一种方法，它是在选定的 均匀升温速率下和规定的负载下，使截面积为1mm2的 圆柱状平头针压入热塑性塑料1mm深度时的温度。
3、升温速度的影响：由不塑料的传热效果不好，升温过快，会 导致材料内部温度滞后。
4、尺寸的影响：试样的厚度过大，易造成温度滞后 ，过小，易把试样刺破。在横向尺寸方面，应保证压入点能 远离边缘2mm以上，这样不会发生开裂现象。
5、负荷的影响：负荷过大，易造成数据偏低。
2020/11/10
14
测试耐寒性能
低温伸长试验测定压延薄膜在低温下的伸长率． （HG 2-163-65）
低温对折试验
取长100±1毫米，宽10±0．5毫米，厚0．3—1． 0毫米的试片，在保温较好的容器内加入工业酒精 ，并加入干冰，使其温度降低到所需温度，试样用 试样夹夹好平放在酒精中，15分钟后用重锤缓慢将 试样对折180。，然后取出试样进行观察，如无破 裂则更换试样继续降温，反复试验直至试样出现破 裂纹为止。
耐寒性：是指高分子合成材料的耐低温性能，
即在低温下保持其使用性能的程度。一般以脆 化温度表示耐寒性能。当高分子合成材料所处 的周围环境，由高温逐渐向低温变化时，它的 变形能力逐渐消失，而变为脆性。
耐寒性试验常用的有低温对折试验和低温伸长试验。
低温对折试验测定软塑料低温对折耐寒温度； （HG2-161-65)
精和2体积水后，加入干冰使其温度达一5±0．5℃，将装 好的试样放进5分钟后，在砝码盘上加负荷，再过5分钟， 记下试验的伸长值。按下式计算低温伸长率：
测试标准
❖GB/T1633-2000
❖ 四种测试方法： ❖ 1.A50法：使用10N的力，加热速率为50℃/h ❖2.B50法: 使用50N的力，加热速率为50℃/h ❖ 3.A120法：使用10N的力，加热速率为120℃/h ❖ 4.B120法：使用50N的力，加热速率为120℃/h
测试设备
❖ 热变形维卡温度测试仪
测试条件
❖等速升温：A：50±5℃/h ，B：120±5 ℃/h均匀升温 A：5±0.5℃/6min；B：12±1.0℃/6min。
❖砝码大小：9.81N（1000gf）；49.05N（5000gf） ❖试验时的起始温度可取室温。 ❖以压针头刺入试样的量1mm为试验终点。
操作步骤
❖ 1、将试样水平放在未加负荷的压针头下。压针头离试样边缘不得少 于3 mm，与仪器底座接触的试样表面应平整。
❖ 维卡软化温度仅限于质量控制、开发和材料表征，不能作 为塑料的使用温度。
测试原理
❖ 维卡软化温度测试是通过针入深度试验测试来测定热塑性 软化点的方法。
❖ 随着温度升高，高分子材料内部的分子链或者基团热运动 加热，材料抵抗外力的能力下降，在恒定应力作用下压入 针头试样的深度因之逐步加深。但由于分子结构和聚集态 结构不同，材料抵抗外力的能力也不同，表示出在相同温 度和相同负荷时，压针针入材料而且各种塑料的针入量对 温度变化的敏感度也有差别。
❖ 4、以50 ℃ /h士5 ℃ /h或120 ℃ /h土10 ℃ /h的 速度匀速升高加热装置的温度;当使用加热浴时，试验过 程中要充分搅拌液体;对于仲裁试验应使用50 ℃ /h的升 温速率。对 某 些 材料，用较高升温速率(120 ℃ /h)9 寸，测得值可能高出维卡软化温度达功℃
❖ 5、当压针头刺人试样的深度超过第3规定的起始位置1 mm士0.01 mm时，记下传感器测得的油浴温度即为试 样的维卡软化温度。
低温对折试验是以摄氏零下的度数对折到试样即将 破裂而未破裂的温度为止。
低温伸长试验
这个试验是将试片(长度为120毫米，宽度10±0．2 毫米、厚度为薄膜原厚度)置于一5℃±0．5℃的冷 媒中保持5分钟，然后加以7．o兆帕的应力，观测 5分钟后试样的伸长率。温度、时间和应力可按产 品标准规定
试验装置如图13—15所示。将试验筒内装好1体积工业酒
❖ 维卡软化点试验装置与热变形温度测试的基本一 样。
❖ 由支架、保温浴槽、液体传热介质、砝码、测温 装置、变形测量装置和冷却装置等构成。
❖ 压针头平端与负载杆成直角，截面积为1mm2。
试样要求
❖试样厚度应在3～6mm范围，宽和长至少为 10×10mm，或直径为10mm的圆片。 ❖模塑试样厚度应在3～4mm范围。 ❖板材试样取原厚，超过6mm时，单面加工成3～ 4mm ❖不足3mm时，由2～3块迭合成厚度大于3mm使用 。 ❖试样的支撑面和受测面应平行，表面平整光滑，无气 泡，无锯切痕迹，凹痕或飞边等缺陷， ❖按产品标准规定进行预处理。 ❖每组试样为２个。
❖ 6、受试材料的维卡软化温度以试样维卡软化温度的算术 平均值来表示。如果单个试验结果差的范围超过2 ℃ ， 记下单个试验结果，并用另一组至少两个试样重复进行一 次
主要影响因素
1、试样的制备方法：一般注塑的试样测量结果偏低，这可能是 由于注塑试样的内应力较大的原因。
2、退火处理：经退火处理的试样其测量结果都偏高，这可能是 冻结的高分子链得到局部调节，内应力得到进一步消除的原因。