塑料耐热性能测定
塑料软化点(维卡)的测定
1．试样与预处理 （1）试样厚度为6mm，宽和长各为20mm。 （2）试样的支撑面和侧面应平行，表面平整光滑、
无气泡、无锯齿痕迹、凹痕或飞边等缺陷。 （3）每组试样为2个。 （4）试样的预处理可按产品标准规定进行，产品
标准若无规定时，可直接进行测定。
2．实验设备
本实验采用RHV－300微机控制式热变形维卡软化 点温度测定仪来测量塑料软化点温度。此试验仪 由机械部分和电气部分组成：机械部分主要完成 承载液压油，装夹试样，对试样施加固定载荷以 及对液压油的搅拌等。电气部分完成对液压油的 加热和控温，试验数据的采集和对整个试验过程 的控制。
塑料软化点（维卡）的测定
一、实验目的 测定热塑性材料的软化点（维卡）的温度，并掌握
其试验方法。
二、实验简述（实验原理）
本实验是在特定的液体传热介质中、一定的升温 速度下，施加特定的负载后，横截面积为1mm2 的平头针刺入塑料试样中1mm时的温度。
各种塑料的高温作用下，所发生的作用是不同的， 温度对塑料的各方面的性质影响较大，为了测定 塑料温度随温度上升而发生变形来确定塑料使用 的范围，规定了许多的测试方法，最常用的是 “马丁耐热试验方法”、“维卡软化点测试方 法”。这些方法测试的温度，仅仅是在该方法规 定的载荷大小、施力方式、升温速度下到达规定 的变形量时的温度，而不是这种材料的使用温度 上限。
四、实验过程
（1）将被测试样放在支架上，其中心位置应在顶针 头下面，载荷杆与试样垂直，经机械加工的试样， 加工面应紧贴支架底座。
（2）将装好试样的支架小心浸入浴槽内，试样位于 液面35mm以下，起始温度应至少低于该材料软 化点（维卡）50℃。
（3）试样装好后，加上负载，打开搅拌器搅拌 5min后调节变形测量装置，使之为零。
聚苯乙烯塑料件在38℃~零下40℃温度形变曲线
聚苯乙烯塑料，又称为PS塑料，是一种常见的工程塑料，因其具有优异的绝缘性能、高耐热性和刚性而被广泛应用于电子、汽车、建筑和家居等领域。
然而，随着气候变化和不同地域的气温差异，对聚苯乙烯塑料的耐高温和耐低温性能提出了更高的要求。
本研究旨在通过实验测定聚苯乙烯塑料件在38℃~零下40℃温度范围内的形变曲线，以评估其在特殊温度环境下的性能表现，为相关工程和设计提供参考依据。
一、实验方法1. 准备试样选取具有代表性的聚苯乙烯塑料材料，根据国际标准规范切割成符合要求的试样。
2. 温度控制利用恒温箱和冷冻箱分别控制38℃和零下40℃的温度，保持恒温状态。
3. 实验装置使用精密测温仪监测试样表面温度，同时设置位移传感器和力传感器，以获取形变和应力数据。
4. 实验过程将试样放置在恒温箱或冷冻箱内，分别暴露在38℃和零下40℃温度环境中，同时记录试样发生的形变和应力变化。
5. 实验数据处理通过数据采集系统对实验中获得的形变、应力和温度数据进行处理和分析，得到聚苯乙烯塑料在不同温度下的形变曲线。
二、实验结果经过实验测定和数据处理，得出了聚苯乙烯塑料在38℃~零下40℃温度范围内的形变曲线。
在38℃下，聚苯乙烯塑料呈现出较小的形变，但随着温度的下降，其形变逐渐增加。
当温度降至零下40℃时，聚苯乙烯塑料的形变急剧增加，甚至出现断裂现象。
三、实验分析1. 温度对聚苯乙烯塑料的影响实验结果表明，聚苯乙烯塑料的形变受温度影响显著。
随着温度的升高，分子运动加剧，聚合物链易发生扭曲和伸展，导致塑料材料的形变增加；而在低温环境下，分子活动受到限制，塑料材料的刚度增加，形变减小。
这一结果进一步验证了聚苯乙烯塑料在特殊温度条件下的性能表现。
2. 工程应用建议基于实验结果，建议在工程设计中考虑到聚苯乙烯塑料在高温和低温环境下的形变特性。
在高温环境下，应采用增加材料厚度、改进结构设计等方式来提高材料的稳定性；而在低温环境下，可通过添加增韧剂或采用特殊的成型工艺来改善材料的抗冲击性能。
pa66检测标准
pa66检测标准PA66检测标准是指对聚酰胺66（Polyamide 66，简称PA66）进行检测时所采用的标准和方法。
PA66是一种常见的高性能工程塑料，具有优良的耐热性、耐候性和机械性能，广泛应用于汽车、电子电器、纺织、电力等领域。
为了确保PA66产品的质量和安全性，进行相关的检测是必要的。
下面是一些常见的PA66检测标准的相关参考内容：1. 物理性能测试标准：- GB/T 1040-2006《塑料拉伸性能试验方法》：包括拉伸强度、断裂伸长率、弯曲模量等。
- ISO 178：《塑料断裂扫描电镜显微镜检验判断抗冲击性联合加载的判定》：用于评估PA66的抗冲击性能。
- GB/T 9341-2008《玻璃纤维增强塑料组成材料性能的测定》：用于进行PA66玻璃纤维增强复合材料的力学性能测试。
2. 热性能测试标准：- GB/T 1633-2000《塑料电气绝缘材料燃烧性能通用试验方法》：用于评估PA66的燃烧性能，以确定其在火灾中的安全性。
- GB/T 25052-2010《高性能工程塑料水分测定》：用于测定PA66中的水分含量，以评估其对热性能的影响。
- GB/T 13531-2005《塑料玻璃转移温度的测定》：用于测定PA66的玻璃转移温度，以评估其耐热性能。
3. 化学性能测试标准：- GB/T 8806-2008《塑料挥发性及可溶性物浸出的确定》：用于测定PA66中挥发性有机物和可溶性物的含量，以评估其化学稳定性。
- GB/T 2951.3-2008《绝缘和护套材料灭弧性聚苯基酯、聚酰胺和聚酰胺-聚酰胺共聚物》：用于评估PA66在高温下的耐化学品性能。
- GB/T 9342-2008《树脂基复合材料基体树脂的分析试验方法》：用于检测PA66复合材料中树脂的含量和组分。
4. 环境性能测试标准：- GB/T 2423.17-2008《电工电子产品湿热试验试验Ka：热（H）》：用于评估PA66材料在高湿高温环境下的稳定性和耐久性。
塑料阻燃性能测试
1.UL94测试方法这个实验测定用于制造设备和器具的塑料的可燃性。
它常被用于检测对于可燃性有特殊要求的产品，其结果会作为最基本的指示。
这个重要特性的评估用在以下用途，但并不仅仅局限于这些用途，包括易点燃性、燃烧速度、火焰传播、燃料的贡献、燃烧强度以及燃烧产物等。
UL-94测试方法（按照美国国家所制定的UL-94方法）被广泛应用于相关的可燃性测定以及评价用在电力和电子设备的塑料的滴出物。
图1:对于V0,V1,V2级别的UL94燃烧性测试图2:对于HB级别的水平燃烧测试图3:对于5VA,5VB级别的垂直燃烧测试下表列出了每个级别所需要的条件。
如果一个材料不能按照下表所描述的任一级别的标准执行，那它属于无类别的。
表1:UL94标准摘要2.氧指数（LOI）测试极限氧指数测试方法广泛用于聚合物材料相对可燃性的测试当中。
图1:ISO4589-2LOI测试方法极限氧指数法是在规定的实验条件下（图III-4）测量维持样品燃烧所需要的最低氧浓度的一种方法，燃烧的实验环境气体为氮气/氧气混合物，测试样品垂直放置（顶端接触点火器）。
因为空气中氧气的体积浓度为21％，所以如果LOI值高于21％（体积比）说明材料具有阻燃性能。
LOI 值越大，说明材料的阻燃性能越好。
3.灼热丝测试热塑性塑料的燃烧行为不仅仅是一种材料的特性，它还依赖于材料的形状和壁厚。
组件在非正常的条件下或者过载的条件下，它的温度会升高，然后在附近区域被点燃。
灼热丝测试模仿了这种由热或点燃所产生的作用（例如过载电阻器的生热），来评价火灾的危害。
灼热丝测试的温度为550,650,750850or960°C，具体的温度由相关规范来决定：•如果满足了下列条件之一就认为材料样品能够经受灼热丝测试：材料无火焰和材料无火星。
•样品的火焰或者火星在移开灼热丝30秒后熄灭，而且铺在下面的棉花或者纸张没有被点燃或者烧焦。
图1:灼热丝测试方法4.成束电线上的垂直火焰蔓延性能测定欧洲的IEC60332-3草案在一个有很好通风条件用垂直的缆盘/杆里模拟了一个燃烧开始的过程。
塑料耐热性能的测定
2．测定聚甲基丙烯酸甲酯的维卡耐热温度和热变形温度。
二、实验原理
各类塑料，即使是一些性能优良的工程塑料，当温度升高时，其在负荷作用下的形变
量均会增加，但增加的幅度不尽相同。测出变形能力的大小对于确定材料的使用范围、使
用条件是非常重要的。由于塑料的变形与温度及受力状态有关，故每种实验方法都明确规
定了受力状态。马丁耐热实验，维卡耐热试验及热变形温度试验具体条件如下：
1mm处，将温度计插在样品架的斜孔中，使温度计水银球接近但不接触样品。将样品架小
心地放入油浴中。
4．升温：打开仪器总电源，开搅拌器电源，搅拌3分钟，观测百分表是否偏离1mm处，
如偏离则重新调至1mm处，将温度设定盘上的指针拨至200℃，升温速度旋到120℃/小时，
按下升温启动按钮，油浴即按120℃/小时的速度升温。
实验名称
马丁耐热试验
维卡耐热试验
热变形温度试验
所用设备
马丁耐热试验箱
热变形试验仪
热变形试验仪
加荷方式及应 悬梁式弯曲力矩，弯曲应 截面积 1mm2 圆形针 支点跨距为 10 mm,
力大小
力 50kg/cm2
加压,压力 1kg 或 5kg 中点加荷，弯曲应力
形变起止点 试样尺寸 长×宽×高
横杆顶端指示器下降 圆针压入试样 1mm
热变形试验机一台，游标卡尺一把，秒表一块。热变形试验仪原理如图1所示。该仪器
在油浴中加入与塑料不产生反应的硅油，浴内还加有加热器、搅拌器及通冷却水的蛇行管，
此管是为了快速冷却油浴，以便进行下一次试验而设置的。样品架有三个作用，一是支持
样品，二是施加载荷，三是测量形变即砝码下降的距离。
四、实验步骤
图 1 热变形试验仪示意图
塑料材料的耐候性能测定方法
塑料材料的耐候性能测定方法塑料材料的耐候性能是指该材料在暴露于自然环境中，如阳光、高温、低温、湿度和氧化等因素的影响下，能够保持其物理和化学性能的能力。
耐候性能是衡量塑料材料质量和可靠性的重要指标之一，因此准确测定塑料材料的耐候性能能够为材料的设计和应用提供科学依据。
为了测定塑料材料的耐候性能，需根据具体材料的特性和要求采用不同的测试方法。
下面将介绍几种常用的塑料材料耐候性能测定方法。
一、光老化试验法光老化试验是评价塑料材料耐光性能的重要手段之一。
该试验模拟了自然环境下的紫外光辐射和氧化等因素，通过长时间暴露塑料样品于光源下，观察其物理和化学性能的变化，来评估耐候性能。
常用的光老化试验仪器有紫外辐射试验箱和氙灯老化试验箱等。
二、热老化试验法热老化试验是评价塑料材料耐热性能的重要手段之一。
通过将塑料样品置于高温环境下进行长时间暴露，观察其物理和化学性能的变化，来评估耐候性能。
常用的热老化试验仪器有热风循环干燥箱和恒温恒湿试验箱等。
三、低温老化试验法低温老化试验是评价塑料材料耐寒性能的重要手段之一。
通过将塑料样品置于低温环境下进行长时间暴露，观察其物理和化学性能的变化，来评估耐候性能。
常用的低温老化试验仪器有低温试验箱和低温冲击装置等。
四、湿热老化试验法湿热老化试验是评价塑料材料耐潮湿性能的重要手段之一。
通过将塑料样品置于高温高湿环境中进行长时间暴露，观察其物理和化学性能的变化，来评估耐候性能。
常用的湿热老化试验仪器有恒湿恒温试验箱和盐雾试验箱等。
除了上述常规的耐候性能测试方法外，还有一些其他特殊的测试方法，例如电炭化试验、耐氧指数测试等，用于评价塑料材料在特殊环境下的耐候性能。
总之，塑料材料的耐候性能测定方法是多种多样的，需要根据具体材料的特性和要求进行选择。
通过科学准确地测定塑料材料的耐候性能，能够为材料的设计、选择和应用提供重要参考，从而保证塑料制品在长期使用中能够保持其性能稳定和寿命延长。
塑料制品的耐热特性与高温应用
材料选择：选 择耐高温、高 强度的塑料材
料
结构优化：优 化塑料制品的 结构设计，提 高其耐热性和
稳定性
工艺改进：改 进生产工艺， 提高塑料制品 的耐热性和使
用寿命
复合材料：采 用复合材料， 提高塑料制品 的耐热性和强
度
新材料：开发耐高温、高强度、轻量化的塑料材料
新技术：采用先进的加工工艺，提高塑料制品的耐热性能
应用领域：拓展高温塑料制品在航空航天、汽车、电子等领域的应用 环保要求：关注高温塑料制品的环境友好性，采用可降解、可回收的材料和 技术
市场需求：随着科技的发展，高温 塑料制品在航空航天、汽车、电子 等领域的应用越来越广泛，市场需 求不断增长。
环保要求：随着环保意识的提高， 高温塑料制品需要满足更多的环保 要求，如可降解、可回收等。
材料选择：选择耐高温、耐腐蚀、高强 度的塑料材料
结构设计：优化产品设计，减少应力集 中，提高抗高温性能
制造工艺：采用先进的制造工艺，如注 塑、挤出、模压等，提高产品质量和性 能
热处理：对塑料制品进行热处理，提高 其耐高温性能和稳定性
测试与验证：对塑料制品进行高温测试 和验证，确保其性能和可靠性
维护与保养：制定合理的维护和保养方 案，延长塑料制品的使用寿命和高温性 能
解温度测定仪等
测试条件：温度、加载速 度、环境湿度等
评估标准：根据测试结果， 评估塑料制品的耐热性能， 确定其适用范围和高温应
用领域。
汽车行业：用于 制造汽车零部件， 如发动机罩、进 气管等
电子行业：用于 制造电子设备外 壳，如手机壳、 电脑外壳等
建筑行业：用于 制造建筑材料， 如管道、门窗等
航空航天行业： 用于制造航空航 天器零部件，如 卫星天线、火箭 发动机等
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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——使用8.0MPa弯曲应力的C法。
热变形温度实验，维卡耐热实验具体条件：
实验名称
标准 试样尺寸 mm 应力大小 应加砝码* 加荷方式 升温速率 温度确定
热变形温度实验
ASTM Байду номын сангаас20×13×6.35 GB 120×15×10
维卡耐热实验
ASTM 10×10×3 1kg 853g 5kg 4853g
维卡耐热温度测定用压针
热变形温度测定用压头
安装维卡耐热温度压针
注：热变形温度测定和维卡耐热温度测定的步骤中，选定标准、安放 压头，后面的操作步骤基本相同。
热变形温度测定的操作步骤：
（1）开机准备：
通电源，开机
启动搅拌器
了解热变形试验仪操 作面板的功能
（2）安放试样：
两个红三角之间的距离为 跨距，安放试样前先调好 100mm
实验步骤
试样制备：选定标准，借助注塑机制样 负荷选择：选定标准，确定负荷 安放试样：选定标准，（热变形温度：采用侧
放式放置，调好支点跨距）
升温：选定标准，确定升温速率，确定起 始温度（注意：起始温度GB规定小于27 ℃；尽
量与所测软化点温度相差大于50℃）
测定变形：操作设备
热变形温度测定用压头
热变形试验仪的技术参数：
控温范围： 室温—300 ℃ 温度测量精度：±0.5 ℃ 升温速率： A速度 5±0.5 ℃/6min B速度 12±1 ℃/ 6min 变形测量范围：0-1 mm 最大加热功率： ≤4500 W 跨距尺寸： 64 mm 、100 mm两种 加热介质: 甲基硅油或变压器油等 冷却方式: 100℃以上自然冷 100℃以下为水冷
根据GB/T 1634-2004 、 ASTM1525 标准 要求,可对塑料、尼龙、橡胶等高分子材料 进行热变形温度和维卡软化点的测试。 一般来说，标准规定了使用不同恒定弯曲 应力值测定塑料、硬橡胶、长纤维增强复 合材料等的负荷变形温度方法：
——使用1.80MPa弯曲应力的A法； ——使用0.45MPa弯曲应力的B法；
实验原理及方法
各类塑料当温度升高时，其在负荷作用下的形变 量均会增加，但增加的幅度不尽相同。因此测出 变形能力的大小对于确定材料的软化温度、使用 范围、使用条件是非常重要的。 软化温度
定义：在某一指定试样大小、升温速度、施外力方式
等条件下，测定高聚物试样达到一定形变时的温度。 软化温度的使用价值：产品质量控制、成型加工和应 用的参数之一。 软化温度的表示方法：维卡耐热温度，热变形温度
参考书
周维祥主编，《塑料测试技术》，化学工 业出版社 何曼君主编， 《高分子物理》修订版，复 旦大学出版
该箭头所指位置上有刻度， 根据上面的刻度确定 100mm
安放样条需注意： 1.采用如图示，侧放式放置 2.样条放置在两个支点上，使得压头 压在样条中间位置，并使得样条尽量 平行于支架 侧放式的 平放式的
（3）参数设定：
了解热变形试验仪 操作面板的功能 设定参数，先按 复位 按设定
300指加热介质 的上限温度， 无需修改
一定时间后，变形量达到 0.21时，对应的温度就是 热变形温度，如图显示
三个试样的变形量都到0.21 后，对应的热变形温度都在 面板上显示
记录三个值，算出其平均值， 即为该材料的热变形温度
注：所得三个样条的热变形温度，相互之间温差 不能超过2℃。否则所得最后的热变形温度不准。
思考题及参考资料
1.为什么本实验室所采用的样条测试 放置时要侧放？ 2.提高升温速率对测定温度有何影响？
按设定
120指升温速率， 无需修改
按设定
出现0.25，指形 变规定值， 如果选ASTM标 准无需修改 如果选GB标准， 改为0.21 修改步骤：清零，输0.21，再按回车
按设定
出现H123，指样 品代码 一般无需修改 若只需测一个样， 则修改：清零， 输1#，再按回车， 即可
（4）加荷、调零：
位移传感器
放置测试所需要的砝码， 用位移传感器固定
参数设置好后要调零 按调零，出现如左图所示， 警报灯亮
调节位移传感器位置在： （0~0.5）之间值 警报灯亮灭，如左图
（5）启动测试：
调零，警报停止后，按启 动，控制面板画面如左图 此时注意：观察加热灯是 否亮
如果加热灯亮，正常工作， 开始测试 如果不亮，异常，需要从 设定开始重复上述步骤
高分子物理实验
塑料耐热性能的测定
内容提要
实验目的 实验原理及方法 实验步骤 设备操作 思考题 参考资料
实验目的
了解耐热性主要衡量塑料的最高使用温度， 通称为软化点，它们具有实用性。
一般非晶聚合物，软化点接近于Tg 晶态聚合物结晶度足够大时，接近于Tm
掌握维卡耐热温度，热变形温度的测定方 法及操作 测定聚甲基丙烯酸甲酯的维卡耐热温度和 热变形温度。
0.46MPa 1.82MPa 0.45MPa 1.80MPa 185g 1187g 550g 2600g
支点跨距为100mm中点加荷 120 ℃/h 形变达0.25mm 形变达0.21mm
截面积1mm2圆形针加压 50 ℃/h or 120 ℃/h 针压入1mm
应加砝码*：
热变形温度测定
2sbh2 T m R 29.4 9.8
m —砝码质量,kg; s—试样最大弯曲正应力, MPa; b —试样宽度, mm； h —试样厚度, mm；R —负载杆及压头质量, kg; 加力，N。 T―变形测量装置附
维卡耐热温度测定
W 1000 (或5000 )R
*本实验室所用负载杆及压头质量R=147g