热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定
维卡软化温度测定

实验项目名称:热塑性塑料维卡软化温度的测定
实验项目性质:普通实验
所属课程名称:高分子物理
实验计划学时:3学时
一、实验目的
1.了解热塑性塑料材料的维卡软化温度。
2.学习维卡软化温度测定仪的使用方法。
二、演示(参观)内容
演示(参观)RW--3型维卡软化温度测定仪测定某种热塑性塑料的维卡软化温度的过程。
维卡软化温度也是塑料耐热性的指标之一,材料达到维卡软化温度时,已经处于软化可塑状态,所以曾有人把维卡软化温度和热机械曲线上的玻璃化转变温度相联系,并在实测的基础上提出了一个经验公式,把维卡软化温度和玻璃化转变温度用一个简单的公式建立了换算关系。
维卡软化温度适用于控制材料质量和作为鉴定新品种塑料热性能的一个指标,但它代表材料的使用温度。
三、观察(考察)内容
(1)用于测试维卡软化温度的试样尺寸及外观要求;
(2)实验的温度条件;
(3)实验负荷的选择;
(4)试样的针入度;
(5)试样的安装要求;
(6)实验结果的处理。
四、试验报告要求
试验报告包括下列各项:
1) 实验日期
2) 实验名称与目的
3) 实验方法概述
4)实验结果与讨论
5)试验人员,试验日期
五、思考题
1、热塑性塑料试样的尺寸对维卡软化温度测试结果有何影响?
2、热塑性塑料试样的制备方法对维卡软化温度测试结果有何影响?。
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。
维卡检验标准

塑料维卡软化温度的测定(GB/T 8802-2001)塑料维卡软化温度的测定(GB/T 8802-2001)适用于当材料开始迅速软化时,能测定出温度的热塑性塑料材料,不适用于结晶或半结晶的聚合材料。
塑料维卡软化温度的测定(GB/T 8802-2001)适用于当材料开始迅速软化时,能测定出温度的热塑性塑料材料,不适用于结晶或半结晶的聚合材料。
1、基本原理把试样放在液体介质或加热箱中,在等速升温条件下测定标准压针在50±1N力的作用下,压入从管材或管件上切取的试样内1mm时的温度,该温度即为试样的维卡软化温度(VST)。
2、试验设备可采用液浴槽或烘箱加热装置,宜采用加热温度及压入深度可自动记录的设备。
选用合适的液体(液体石蜡、变压器油、甘油和硅油等),应保证在测试温度下是稳定的,并且在测试中对试样不产生影响,如软化、膨胀、破裂。
3、试验步骤管材试样应是从管材上沿轴向截下的弧形管段,长度约为50mm,宽度10mm~20mm;管件试样应是从管件的承口、插口或柱面上截下的弧形片断,对于直径小于或等于90mm的管件,试样长度和承口长度相等,直径大于90mm的管件,试样长度为50mm,试样的长度均为10mm~20mm,而且试样应从没有合模线或注射点的部位切取。
如果管材或管件壁厚大于6mm,则应采用合适的方法加工管材或管件外表面,使壁厚减至4mm,如果管件承口带有螺纹,则应车掉螺纹部分,使其表面光滑。
壁厚在2.4mm~6mm(包括6mm)范围内的试样,可直接截下测试。
如果管材或管件壁厚小于2.4mm,则可将两个弧形管段叠加在一起,使其总厚度不小于2.4mm,作为垫层的下层管段试样应首先压平,为此可将该试样加热到140℃并保持15min,再置于两块光滑平板之间压平,上层管段应保持其原样不变。
每次试验用两个试样,但在裁制试样时,应多提供几个试样,以备试验结果相差太大时作补充试验用。
将试样在低于预期维卡软化温度(VST)50℃的温度下预处理至少5min;对于ABS和ASA试样,应在烘箱中90±2℃的温度下干燥2h,取出后在23±2℃的温度和50±5%的相对湿度下,冷却15±1min,然后将试样在低于预期维卡软化温度50℃的温度下预处理至少5min。
塑料维卡软化温度的测定(精)

塑料维卡软化温度的测定(GB/T 8802-2001,GB1633-2000)塑料维卡软化温度的测定适用于当材料开始迅速软化时,能测定出温度的热塑性塑料材料,不适用于结晶或半结晶的聚合材料。
1、基本原理塑料维卡软化温度的测定把试样放在液体介质或加热箱中,在等速升温条件下测定标准压针在50±1N力的作用下,压入从管材或管件上切取的试样内1mm时的温度,该温度即为试样的维卡软化温度(VST)。
2、试验设备塑料维卡软化温度的测定可采用液浴槽或烘箱加热装置,宜采用加热温度及压入深度可自动记录的设备。
选用合适的液体(液体石蜡、变压器油、甘油和硅油等),应保证在测试温度下是稳定的,并且在测试中对试样不产生影响,如软化、膨胀、破裂。
3、试验步骤塑料维卡软化温度的测定管材试样应是从管材上沿轴向截下的弧形管段,长度约为50mm,宽度10mm~20mm;管件试样应是从管件的承口、插口或柱面上截下的弧形片断,对于直径小于或等于90mm的管件,试样长度和承口长度相等,直径大于90mm的管件,试样长度为50mm,试样的长度均为10mm~20mm,而且试样应从没有合模线或注射点的部位切取。
如果管材或管件壁厚大于6mm,塑料维卡软化温度的测定则应采用合适的方法加工管材或管件外表面,使壁厚减至4mm,如果管件承口带有螺纹,则应车掉螺纹部分,使其表面光滑。
壁厚在2.4mm~6mm(包括6mm)范围内的试样,可直接截下测试。
如果管材或管件壁厚小于2.4mm,则可将两个弧形管段叠加在一起,使其总厚度不小于2.4mm,作为垫层的下层管段试样应首先压平,为此可将该试样加热到140℃并保持15min,再置于两块光滑平板之间压平,上层管段应保持其原样不变。
每次试验用两个试样,但在裁制试样时,应多提供几个试样,以备试验结果相差太大时作补充试验用。
将试样在低于预期维卡软化温度(VST)50℃的温度下预处理至少5min;对于ABS和ASA 试样,应在烘箱中90±2℃的温度下干燥2h,取出后在23±2℃的温度和50±5%的相对湿度下,冷却15±1min,然后将试样在低于预期维卡软化温度50℃的温度下预处理至少5min。
PP维卡软化点的测试知识讲解

实验步骤
(1)按照“工控机”→ “电脑”→“主机”的开机顺 序打开设备的电源开关,搅拌同时开始,让系统启动 并预热10min。 (2)将试样放入支架上,其中心位置在压针头之下, 加工面应该紧贴支座底座,插入水银温度计。 (3) 将支架小心浸入油浴槽中,使试样位于液面35mm 以下。浴槽的起始温度应低于材料的维卡软化点50℃。 (4)按测试需要选择砝码,使试样承受负载1kg(10N) 或5kg(50N)。本实验选择50N砝码,小心将砝码凹槽向 上平放在托盘上.
(5)检查下仪器显示,打开加热开关。
(6)观察视频显示记录实验数据。
(7)当达到预设的变形量或温度,实验自动停止后,打 开冷却水源进行冷却。然后向上移动位移传感器托架, 将砝码移开,升起试样支架,将试样取出。
(8)实验完毕后,依次关闭主机、工控机、打印机、电 脑电源。
操作注意事项
设备使用前,必须检查设备接地良好 设备工作在高温状态,注意烫伤。
维卡软化点测定的实验原理
聚合物的耐热性能,通常是指它在温 度升高时保持其物理机械性质的能力。 聚合物材料的耐热温度是指在一定负荷 下,其到达某一规定形变值时的温度。 发生形变时的温度通常称为塑料的软化 点Ts 。
热塑性塑料维卡软化温度(VST)实验方法
依据现行的标准:GB/T1633-2000
PP维卡软化点的测试
PP的拉伸强度一般21-39兆帕;弯曲强度4256兆帕,压缩强度39-56兆帕,断裂伸长率200 %一400%,缺口冲击强度2.2-5kJ/m2,低 温缺口冲击强度1-2kJ/m2。洛氏硬度r 95一 105。
应用领域 用于制作注塑制品、薄膜、管材、 板材、纤维、涂料等。广泛用于家用电器、汽 本、化工、建筑、轻工等领域。
热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定

热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定(GB/T1633)1.试样准备*1试样要求厚度在3~6mm,长、宽(或直径)分别为10 mm以上;过厚的材料应单面加工成3~4 mm厚,安装时将加工面朝下;过薄的材料可用2~3块试样迭合进行试验;每组至少二个试样。
2.试验标准2.1升温速率选择:根据试验标准或规定选择:A 速度:5±0.5℃/6minB 速度:12±1.0℃/6min2.2静负荷的选择:施加的静负荷是砝码、负载杆(包括压头)和位移传感器的弹力的总和,根据试验要求,组成静负荷的质量分别为:1000 +039g (对应重力负荷 10N±0.2N);5000+0199g (对应重力负荷 50N±1N)。
2. 3维卡软化点温度记录的标准在指定速率的升温过程中,当负载杆下移(即针头针入试样体内)1mm时的温度,即确认为维卡软化点温度。
以同组二个试样的软化点温度的算术平均值表示试验结果,二个试验结果相差大于2℃时,应重做。
3.样品的放置3.1取出测试单元,搁置在浴槽面板上;3.2提起负载杆,把试样放在测试板中心位置(见图一),放下负载杆,压针头应位于试样中心;3.3将测试单元浸入浴槽,加上选定的砝码;3.4将温度传感器和水银温度计各顺斜孔插入(水银温度计仅供校对使用,可以不用);3.5调节位移传感器的上下位置,使传感器检测检测行程位于总行程的中间位置。
4.位移传感器的调整位移传感器的调整比较简单,一般,位移传感器选用的量程为3~5mm,只要调节位移传感器的上下位置,使行程大约处于量程的中间即可。
不过不要忘了,调整传感器前,最好要先将安置好试样的测试架放入面板上的长方孔内,浸入油中,并根据需要加上所需砝码稳妥就位。
5.参数设置从电脑界面的测试仪菜单选项中,点击参数设定,出现以下界面:参数设定 ×仪器设定单元1 单元2 单元3升温速率[摄氏度/小时]: 〇 50 〇120上限温度[摄氏度]: ×××.×参与算术平均值计算:□单元1 □单元2 □单元3确定取消选择测试单元。
维卡常见问题及问答

维卡软化温度测试常见问题解答1. 什么是维卡软化温度?它反映材料的什么性质?答:维卡软化温度是指,当匀速升温时,某一负荷条件下,横截面积为1 mm2的标准压针刺入热塑性塑料1mm深时的温度。
该温度反映了材料在升温装置中使用时期望的软化点,即材料在受热和受力的情况下的耐热性能。
2.维卡软化温度测试的原理与本质是什么?答:材料的软化实质上是玻璃化转变。
低于玻璃化转变点时材料为刚性状态,高于玻璃化转变点时,材料为软化状态,可由横截面积为1 mm2的标准压针刺入热塑性塑料1mm深来指定相同的软化程度,这样就方便不同的材料按照相同的测试条件进行比较。
3.哪些材料需要测试维卡软化温度?答:维卡软化温度适用于测试热塑性硬质或半硬质塑料,材料在使用过程中受力和受热的情况下需要测试维卡软化温度或者热变形温度。
受力面积小如针尖的测维卡软化温度,受力面积较大的测热变形温度。
4.哪些材料不适用于维卡软化温度测试?答:由于维卡软化温度测试仅适用于热塑性硬质或半硬质塑料,所以热固性的材料或者软质材料就不适用于此方法测试。
判断材料是否是软质可凭手感,或者直接将试样放在压针下并加载砝码,过段时间压针如果直接刺入样品内部则不适宜用此方法检测。
5.维卡软化温度测试常用的测试标准有哪些?答:ISO 306:2004热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定,GB/T 1633-2000 热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定,ASTM D1525-2009塑料维卡软化温度的标准测试方法。
6.ISO 306:2004、GB/T 1633-2000以及ASTM D1525-2009,这三个标准有何不同?答:ISO 306:2004与GB/T 1633-2000是一致的,但与ASTM D1525-2009有两点区别。
一是ASTM D1525增加了可用流体粉末等作为传热介质的规定;二是两者加载负载时间不同,ISO306:2004是先将样品放入介质,5分钟后加载砝码再将千分表清零,ASTM D1525-2009则是先将样品放入介质,然后加载砝码,再过5分钟后将千分表的读数清零。
维卡软化点测试

(5)检查下仪器显示,打开加热开关。 (6)观察视频显示记录实验数据。 (7)当达到预设的变形量或温度,实验自动停止后,打开
冷却水源进行冷却。然后向上移动位移传感器托架,将砝 码移开,升起试样支架,将试样取出。 (8)实验完毕后,依次关闭主机、工控机、打印机、电脑 电源。
7化点 英 文 名 称 :Vicat softening temperature(VST) 维卡软化温度:当匀速升温时,某一负荷条件下,截面1 m ㎡的标准压针刺入热塑性塑料1mm深时的温度。该温度反映 了当一种材料在升温装置中使用时期望的软化点。 测 试 标 准 :ASTM D1525, ISO 306, GB/T 1633 试 验 数 据 :维卡软化点试验测定了针头压入试样1mm时的 温度
3
实验仪器及试样
微机控制热变形维卡 软化点温度试验机
4
VST实验示意图
负载杆针头长3—5mm,横截面积为 (1.000+0.015)平方毫米,压针 头平端与负载杆成直角,不允许带 毛刺等缺陷。
加热浴槽选择对试样无影响的传热 介质,如硅油,变压器油、液体石 蜡等,室温粘度较低。
加热器等速升温速率为: (5±0.5)℃/6min 或(12±0.5)℃/6min。
1
维卡软化点测定的实验原理
聚合物的耐热性能,通常是指它在温度 升高时保持其物理机械性质的能力。聚合 物材料的耐热温度是指在一定负荷下,其 到达某一规定形变值时的温度。发生形变 时的温度通常称为塑料的软化点Ts 。
2
热塑性塑料维卡软化温度(VST)实验方法
依据现行的标准:GB/T1633-2000
试样承受的静负载G=W+R,其中 W—法码重量(克) R—压针及负 载杆的重量(克)
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热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定(GB/T1633)
1.试样准备*1
试样要求厚度在3~6mm,长、宽(或直径)分别为10 mm以上;
过厚的材料应单面加工成3~4 mm厚,安装时将加工面朝下;
过薄的材料可用2~3块试样迭合进行试验;
每组至少二个试样。
2.试验标准
2.1升温速率选择:
根据试验标准或规定选择:
A 速度:5±0.5℃/6min
B 速度:12±1.0℃/6min
2.2静负荷的选择:
施加的静负荷是砝码、负载杆(包括压头)和位移传感器的弹力的总和,根据试验要求,组成
静负荷的质量分别为:
1000 +039g (对应重力负荷 10N±0.2N);
5000+0199g (对应重力负荷 50N±1N)。
2. 3维卡软化点温度记录的标准
在指定速率的升温过程中,当负载杆下移(即针头针入试样体内)1mm时的温度,即确认为
维卡软化点温度。
以同组二个试样的软化点温度的算术平均值表示试验结果,二个试验结果相差大于2℃时,应重做。
3.样品的放置
3.1取出测试单元,搁置在浴槽面板上;
3.2提起负载杆,把试样放在测试板中心位置(见图一),放下负载杆,压针头应位于试样中心;3.3将测试单元浸入浴槽,加上选定的砝码;
3.4将温度传感器和水银温度计各顺斜孔插入(水银温度计仅供校对使用,可以不用);
3.5调节位移传感器的上下位置,使传感器检测检测行程位于总行程的中间位置。
4.位移传感器的调整
位移传感器的调整比较简单,一般,位移传感器选用的量程为3~5mm,只要调节位移传感
器的上下位置,使行程大约处于量程的中间即可。
不过不要忘了,调整传感器前,最好要先将安置好试样的测试架放入面板上的长方孔内,浸入油中,并根据需要加上所需砝码稳妥就位。
5.参数设置
从电脑界面的测试仪菜单选项中,点击参数设定,出现以下界面:
参数设定 ×
仪器设定单元1 单元2 单元3
升温速率[摄氏度/小时]: 〇 50 〇120
上限温度[摄氏度]: ×××.×
参与算术平均值计算:□单元1 □单元2 □单元3
确定取消
选择测试单元。
如选择测试单元1,点击在上界面仪器设定后面的单元1,在选中该单元进行测试
前的方框里打“√”,同时,出现“测试类型”菜单,点击维卡软化点,出现维卡软化点参
*1. 试样的制备对测试结果有一定影响,因此,试验者应对其有明确规定。
下同. 5
数设置菜单:
维卡软化点参数设置
样品编号××××
砝码质量[克] ××××
针入量 [毫米] 1.00
确定` 取消
样品编号根据操作者要求输入,但限于4个字符(数字或英文字母),砝码质量和针入量一般在标准值内挑选(1000g/5000g,1.00mm),也可根据科研的需要任意设置,但在“确定”时,将会弹出对话框要你确认,以免发生差错。
在测试仪菜单中点击参数设定,再选择升温速率,标准值为120℃/h或50℃/h。
根据样品的情况,估计一个上限温度,在“上限温度”栏内设置。
这纯粹是为了安全,与测试过程是没有关系的。
当温度上升至上限温度时,系统将停止加热。
注意:在温控器中,也有上限温度的设置,其上限温度应大于此参数设置的上限温度,以形成上限温度保护又不影响测试(见"•温度控制器的操作"一节)。
如果同时测试二个或三个相同的样品,测试条件是一致的,那未,只需在设置了一个单元的参数后,在参与算术平均值计算后面,点击需测试的单元,再点击确定即可。
测试结束,测试结果将对上述的测试值作平均值处理。
参数设置结束,点击确定。
如果位移传感器已调整好,测试架也已各就各位,那未,在参数设置完毕后,点击确定,在测试仪菜单下点击启动测试,在出现的“现在就开始进行测试确认吗?”的对话框中,点击确定,系统即进入测试阶段。
6.测试
测试架各就各位,传感器调整结束,参数设置完毕,就可以随时开始测试了。
点击测试仪菜单中启动测试,出现“现在进行测试确认吗?”,点击确定,系统进入测试程序。
搅拌器运转,5min后,位移传感器输出的位移量自动清零,屏幕上坐标更新,将此时的温度与位移作为新的坐标原点。
在预先设置并启动温控器的情况下,温度按预定的速率上升,位移量在经过一段相当的静止期后,开始发生变化。
当位移量达到预置的针入量时,该测试样品对应的坐标上的光点将醒目的显示出来,并且在光点一侧出现温度与位移的数值(即该点的坐标值)。
在测试过程中,系统将自动参照原空白试验数据,扣除测试架自身的变形影响。
当预设的待测单元的样品检测全部结束,在接口控制箱中,将有提示音告知操作者,同时,加热器停止工作。
7.结果处理
测试结束,系统将进行平均值计算及保存、打印工作。
7.1计算
系统对测试结果进行判断,如最大值与最小值之差≥2℃,则屏幕将弹出对话框:
测试结果,最大值与最小值之差≥2℃,是否认为有效,继续计算平均值?
有效 ` 无效
点击有效,系统进行平均值计算。
点击无效,系统再征求操作者的意见,是否需要保存及打印。
7.2保存
系统拥有庞大的数据库,可对测试过程及结果进行保存。
在缺省状态下,其保存文件名为:
6
××××××-×-[×] [×××] • SWB
8.3打印
曲线打印
将整个测试过程中的“温度─位移”曲线打印出来,供分析研究用。
9.油槽水冷、气冷或自然冷却。
热塑性塑料管材、管件维卡软化温度(VST)的测定(GB/T8802)(参阅标准)
1. 试样准备*1
1.1 取样
管材试样应是从管材上沿轴向裁下的弧形管段,尺寸为:长度约50mm,宽度10~20mm。
管件试样应是从管件的承口、插口或柱面上裁下的弧形片段,长度为:
管件直径≤90mm,试样长度和承口长度相等;
管件直径>90mm,试样长度为50mm。
宽度应从没有合模线或注射点的部位切取。
1.2 制备
管材或管件的壁厚=2.4mm~6mm,可直接进行试验;
管材或管件的>6mm,则采用适当的方法加工管材或管件的外表面,使壁厚减至4mm,如管件承口带有螺纹,则应车掉,使其表面光滑;
管材或管件的壁厚<2.4mm,则可将两个弧形管段迭加在一起,使其总厚度不小于2.4mm,作
为垫层的下层管段试样应首先压平,为此可将该试样加热到140℃并保持15min,再置于两块光滑平板间压平,上层弧段保持原样不变。
1.3 预处理
将试样在低于预期维卡软化温度(VST)50℃的温度下预处理至少5min;
对于丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(ABS)和丙烯睛-苯乙烯-丙烯酸(ASA)试样,应在烘箱中(90±2)℃下干燥2h,取出后在(23±2)℃的温度和(50±5)%的相对温度下,冷却(15±1)min,然后再按上述预处理。
2. 升温速率选择
根据标准,选择(5±0.5)℃/6min。
3. 静负荷的选择
施加的静负荷是砝码、负载杆(包括托盘、压针)、百(千)分表(或其它位移测量仪器)
的弹力的总和,应为(50±1)N,对应总静负荷质量为:(5099±102)g。
4. 操作
☉将浴槽温度调至约低于试样软化温度50℃,搅拌器运转并保持恒温。
☉将试样凹面向上,水平放置在未加砝码的负载杆的压针下,试样和仪器底座的接触面应是平的,对于二层迭加的试样,压针端部应置于未压平试样的凹面上,下面放置压平的试样。
压针端部距试样边缘不小于3mm。
☉将测试单元放入浴槽,插入温度传感器和温度计(校对用,可以不插入)。
☉5min后,再加上所要求质量的负荷,位移传感器调零。
☉等速升温。
*1. 试样的制备对测试结果有一定影响,因此,试验者应对其有明确规定。