高分子材料实验室检测技术简介
高分子材料分析检测技术分析
高分子材料分析检测技术分析摘要：化学分析检测技术近年来发展迅速，在许多行业的应用也在不断深入。
高分子材料出现后，分析检测技术开始应用于高分子材料的分析检测。
本文以高分子材料为基础，对其分析检测方法进行了探讨，希望能给相关人员带来一些有启发性的参考。
关键词：高分子材料；分析检测；应用引言所谓高分子材料就是以高分子化合物为聚集体，加上其他添加剂制成的材料。
高分子材料不同于天然材料和合成材料。
天然高分子材料广泛存在于动植物中，如纤维、树脂、橡胶、动物胶等。
合成高分子材料主要是塑料、合成橡胶和合成纤维，也涉及到其他一些类型的材料。
高分子材料在我们的日常生活中得到了广泛的应用，高分子材料的分析测试也越来越多。
因此，有必要进行一些探讨，明确高分子材料分析检测的具体工艺环节和方法。
1高分子材料分析流程1.1集合收集是高分子材料分析和测试过程的第一步。
为了更好地检测和分析高分子材料，所采集的高分子材料样品应具有代表性和规范性。
目前高分子材料的测试一般采用定量分析的方法，因此在取样时可以选择少量的原材料进行材料分析，通常选择以克为单位的样品材料[2]。
在检测过程中，为了保证取样的科学性，一方面要注意高分子材料分析部分与整体的关系，两者必须保持同一性，另一方面要注意多组高分子材料取样方法，通过多组比较减少样品差异，尽量消除取样环节造成的误差。
采集完成后，样品的高分子材料也应妥善保存，以备后续研究。
1.2准备制备是聚合物材料取样完成后的过程。
有必要根据不同样品的特点准备好试验样品，并做出科学的判断。
采样后获得的高分子材料样品分布不均匀，许多高分子材料样品不仅数量多，而且尺寸和分布也不均匀。
在这种情况下，需要通过制备工艺对不同尺寸、不均匀的样品进行破碎筛选，然后将破碎筛选得到的高分子材料进行混合收缩，等待预处理[3]。
1.3预处理预处理是高分子材料制备后的一道工序，在很多情况下与制备过程同时进行。
高分子材料样品初步破碎、筛选、混合后，检验人员需要根据高分子材料的特性对其进行预处理。
高分子材料性能测试实验报告
高分子材料性能测试实验报告一、实验目的本实验旨在对常见的高分子材料进行性能测试，以深入了解其物理、化学和机械性能，为材料的选择和应用提供科学依据。
二、实验材料与设备1、实验材料聚乙烯（PE）聚丙烯（PP）聚苯乙烯（PS）聚氯乙烯（PVC）2、实验设备电子万能试验机热重分析仪（TGA）差示扫描量热仪（DSC）硬度计冲击试验机三、实验原理1、拉伸性能测试高分子材料在受到拉伸力作用时，会发生形变。
通过测量材料在拉伸过程中的应力应变曲线，可以得到材料的拉伸强度、断裂伸长率等性能指标。
2、热性能测试TGA 用于测量材料在加热过程中的质量损失，从而分析材料的热稳定性和组成成分。
DSC 则可以测量材料在加热或冷却过程中的热量变化，用于研究材料的相变温度、玻璃化转变温度等。
3、硬度测试硬度是衡量材料抵抗局部变形的能力。
硬度计通过压入材料表面一定深度，测量所施加的力来确定材料的硬度值。
4、冲击性能测试冲击试验机通过施加冲击载荷，测量材料在冲击作用下的吸收能量，评估材料的抗冲击性能。
四、实验步骤1、拉伸性能测试将高分子材料制成标准哑铃状试样。
安装试样到电子万能试验机上，设置拉伸速度和测试温度。
启动试验机，记录应力应变曲线。
2、热性能测试称取一定量的高分子材料样品，放入 TGA 和 DSC 仪器的样品盘中。
设置升温程序和气氛条件，进行测试。
3、硬度测试将试样平稳放置在硬度计工作台上。
选择合适的压头和试验力，进行硬度测量。
4、冲击性能测试制备标准冲击试样。
将试样安装在冲击试验机上，进行冲击试验。
五、实验结果与分析1、拉伸性能聚乙烯（PE）：拉伸强度较低，断裂伸长率较高，表现出较好的柔韧性。
聚丙烯（PP）：拉伸强度较高，断裂伸长率适中，具有一定的刚性和韧性。
聚苯乙烯（PS）：拉伸强度较高，但断裂伸长率较低，脆性较大。
聚氯乙烯（PVC）：拉伸强度和断裂伸长率因配方不同而有所差异。
2、热性能TGA 结果显示，不同高分子材料的热分解温度和分解过程有所不同。
高分子材料分析检测技术分析
高分子材料分析检测技术分析摘要：高分子材料在我国的工业生产中应用非常广泛，其在工业生产中的应用，对我国的工业生产起到了重要的促进作用。
目前，我国工业发展的速度较快，对高分子材料的需求量也在不断增加。
在高分子材料生产与使用中，经常会出现一些质量问题，比如高分子材料的不耐高温、易老化等，这些质量问题都会影响到产品的使用性能。
因此，加强对高分子材料分析检测技术的研究，有利于促进我国工业生产水平的提高。
关键词：高分子材料、分析、检测引言：随着社会的发展和科学技术的进步，人类对高分子材料的研究越来越深入，在不断地对高分子材料进行改进与完善，使得其性能更加优异。
目前，我国对高分子材料的研究与应用主要集中在以下几个方面：高分子材料在生物医学领域中的应用、在电子工业中的应用、在航空航天领域中的应用。
随着我国工业发展速度的不断加快，对高分子材料的需求量也在不断增加。
因此，我们要加强对高分子材料分析检测技术的研究与开发，为我国工业发展提供更多优质、环保、可靠、节能的高分子材料。
一、高分子化学材料检测现状分析近年来，我国的经济水平得到了很大的提升，人们的生活质量也得到了很大程度的改善。
在日常生活中，常见的高分子材料主要有塑料、合成纤维和合成树脂。
在日常生活中，塑料材料是比较常见的，比如塑料制品、塑料家具、塑料餐具等，这些都是非常常见的高分子材料应用。
在生活中，合成纤维主要应用于纺织工业和服装行业，比如人造纤维和合成纤维等；合成树脂主要应用于汽车、航空航天以及国防等领域。
在生产过程中，我们经常使用的聚丙烯和聚酯树脂主要应用于建材行业和化学工业领域。
此外，还有一些高分子材料用于化工、制药、纺织等领域。
在使用中，我们应该注意高分子材料的质量问题，比如由于高分子材料的不耐高温性能，在使用中容易出现老化现象；在生产过程中，如果温度过高或者是过低，都会对高分子材料的性能造成影响。
因此，我们应该加强对高分子材料分析检测技术的研究，通过科学分析与检测技术，提高高分子材料的质量水平。
高分子材料分析与测试
高分子材料分析与测试引言高分子材料是一类重要的工程材料，在各个领域有着广泛的应用。
为了确保高分子材料的质量和性能，对其进行准确的分析与测试是至关重要的。
本文将介绍高分子材料分析与测试的基本原理、常用方法和技术，并对其在实际应用中的重要性进行讨论。
1. 高分子材料的特性分析高分子材料具有许多特殊的性质，如高分子链结构、长链分子的柔性和高分子材料的热性能等。
为了准确分析和测试高分子材料的特性，我们需要运用一些常用的分析方法。
下面介绍几种常用的高分子材料特性分析方法：•红外光谱分析：红外光谱是一种常见的高分子材料分析方法，通过对材料吸收、发射或散射红外辐射进行分析，可以确定材料的化学成分和结构。
•热分析：热分析是一种通过加热样品并监测其温度和质量变化来分析材料热性能的方法。
常见的热分析方法包括热重分析（TGA）和差热分析（DSC）等。
•X射线衍射（XRD）：XRD是一种通过测量材料对入射X射线的衍射情况来分析其晶体结构的方法。
通过XRD可以确定高分子材料的结晶性质和晶格参数。
•核磁共振（NMR）：核磁共振是一种通过测量材料中核自旋的共振现象来分析材料结构和化学环境的方法。
在高分子材料分析中，NMR可以提供关于材料分子结构、分子量和链结构等信息。
2. 高分子材料的力学性能测试高分子材料的力学性能是评价其质量和使用性能的关键指标之一。
为了准确测试高分子材料的力学性能，常用的测试方法包括：•拉伸测试：拉伸测试是一种通过施加拉伸力来测量材料在拉伸过程中的力学性能的方法。
通过拉伸测试可以确定高分子材料的强度、延展性和弹性模量等指标。
•弯曲测试：弯曲测试是一种通过施加弯曲力来测量材料在弯曲过程中的力学性能的方法。
通过弯曲测试可以确定高分子材料的弯曲强度和弯曲模量等参数。
•硬度测试：硬度测试是一种通过在材料表面施加静态或动态载荷来测量材料硬度的方法。
常用的高分子材料硬度测试方法包括巴氏硬度和洛氏硬度等。
•冲击测试：冲击测试是一种通过施加冲击载荷来测量材料抗冲击性能的方法。
高分子材料分析与检测技术：显色和分离提纯试验
显色试验方法
在试管中裂解0.5g试样（必要的话，先用丙酮萃取）， 将裂解气通入1.5mL的反应试剂中 冷却后，观察在反应试剂中的裂解产物的颜色。
➢ 氯磺化聚乙烯的裂解产物会浮在液面上 ➢ 丁基橡胶的裂解产物则悬浮在液体中 ➢ 其它橡胶的裂解产物或溶解或沉在底部
进一步将裂解产物用5mL甲醇稀释，并煮沸3min，观察 颜色
表5.单烯类高聚物与一氯醋酸和二氯醋酸的显色反应
高聚物材料 聚录乙烯 氯化聚氯乙烯 聚醋酸乙烯 聚氯代醋酸乙烯
一氯醋酸 蓝色 无色
红色至紫色 蓝色至紫色
二氯醋酸 红色至紫色
无色 蓝色至紫色 蓝色至紫色
(五)铬变酸显色实验
实验步骤 • 取少量试样放入试管中，加入2mL浓硫 酸及少量铬变酸，在60～70℃下加热1 0min，静置1h后观察颜色，出现深紫 色表明有甲醛。 • 同时做一空白试验对比。
• (一)Liebermann Storch-Morawski显色试验 • 方法步骤
–取几毫克试样于试管中，令其溶于2mL热乙酐中 ，待冷却后加3滴质量百分比为50％的硫酸，立 即观察颜色变化。放置10 min同时用水浴加热 至约100℃(比沸点略低)后，再次观察记录颜色 变化。
▲Liebermann Storch-Morawski显色试验试剂的温度 和浓度必须稳定，否则同一聚合物会出现不同的颜色。
第二部分在冷溶液中加入2滴同样的氢氧化钠 的甲醇溶液，分别记录立即观察和5min后观察到 的颜色变化。
表4.用沸腾的吡啶处理含氯高聚物的显色反应
(四)一氯和二氯醋酸显色试验
• 取几毫克粉碎了的试样于试管中，加入约5mL二 氯醋酸或熔化了的一氯醋酸，加热至沸腾约1～2 min。观察颜色变化。
• 若煮沸2min后仍不显色，则为否定的负结果。
高分子材料实验室老化试验技术详解
高分子材料实验室老化试验技术详解【摘要】本文围绕实验室老化试验技术，详细介绍了老化试验的原理，各种常用光源的光谱能量分布及各自的优缺点，包括荧光紫外灯、碳弧灯、氙弧灯、金属卤素灯等。
介绍了常见的光老化试验箱以及各种光源常用的测试标准，并对光源的选择、滤镜的选择以及样品的外观评价等试验技术进行了详细介绍。
【关键词】光老化试验；荧光紫外灯；碳弧灯；氙弧灯；金属卤素灯；测试标准塑料、涂料、纺织品、皮革等高分子材料在使用过程中经常出现粉化、变色、起泡、龟裂、脱落等劣化现象，严重影响产品的机械、表观等方面的性能，因此需要了解高分子材料的光老化机理并寻找合适的人工加速光老化试验方法来客观地模拟自然使用条件，为材料的研发及应用提供快速的检测与评价方面的依据。
目前常用的人工加速老化试验方法主要有荧光紫外灯老化、碳弧灯老化、氙灯老化、金属卤素灯老化等试验方法，下面详细介绍一下这几种不同的老化测试方法。
1.荧光紫外老化试验紫外光老化试验箱采用荧光紫外灯为光源，通过模拟自然阳光中的紫外辐射和冷凝，对材料进行加速耐候性试验，以获得材料耐候性的结果。
荧光紫外试验可模拟紫外、雨淋、高温、高湿、凝露、黑暗等自然环境条件，通过将这些条件重现并循环开展老化试验。
目前常用的紫外线光源分为长波紫外线光源（UV A 灯）以及短波紫外线光源（UVB灯）两种类别，共包括四种光源，其光谱能量分布见图1[1]。
1.1 长波紫外线光源长波紫外线灯对于比较不同类型聚合物的耐紫外线性能尤为有用。
因为UV A灯的光谱不包含295nm以下的紫外线，跟户外阳光的波长截止点相同，通常不像短波紫外线破坏材料那样快，但它们比较接近真实的户外老化。
目前常用的光源包括：（1）UV A-340光源，在295nm～365nm的紫外波段最接近于太阳光的光谱，它的辐射峰值是在340nm，是目前最接近于户外阳光的紫外光源；（2）UV A-351光源，模拟日光被窗户玻璃过滤后的紫外线部分，它适用于户内环境应用。
高分子材料耐候老化检测技术
63±3℃ -
24±2.5℃ 63±3℃
63±3℃
63±3℃
使用范围
常用模拟户外 户外纺织品 户外涂层
户外涂层 户外涂层 户内材料
49
碳弧灯老化
ASTM G153非金属材料封闭式碳弧灯曝露试验操作
循环 1
曝露循环条件 102m in光 照 18m in光 照 ＋ 喷 淋
2 100%光照
310
330
350
370
390
Wavelength (nm)
35
Fluorescent 荧光紫外
UVB-313光管广泛使用在 汽车耐候漆的实物室筛选 UVA-340光管广泛使用在 模拟户外自然老化 UVA-351光管普遍使用于 模拟透过窗玻璃太阳光的 老化 独立控制各种老化因素： 辐照度、黑板温度、冷凝 喷淋
配备有日光过滤器的Q-SUN光谱和太阳光谱之间的比较
42
配备有玻璃窗过滤器的Q-SUN光谱和透过玻璃窗的太阳 光谱之间的比较
43
配备有Q/B扩展紫外线过滤器的Q-SUN光谱和太阳光谱之间 的比较
44
Irradiance (W/m2/nm) 辐照度
CIRA/SL过滤的氙弧光与日光
日光 涂层红外吸收/ 碱石灰玻璃滤光后氙弧光
30± 5%RH 30± 5%RH
黑板温度 63± 2.5℃
63± 3℃
63± 3℃ -
63± 2.5℃ -
24± 2.5℃ 63± 2.5℃
6 3± 2.5 ℃
83± 3℃ 63± 2.5℃
-
适用范围 常用模拟户外
户内纺织品 户内纺织品
户外涂层
户外涂层
户外涂层 户内材料 户内材料
高分子材料测试技术(阻燃,老化,力学,光学,
52
酸性盐雾试验AASS
ASTM G85-02e1 Annex A1，DIN 50021-1988， ISO 9227-1990，GB/T 10125-1997
试验条件： 1、试验溶液：5% NaCl 2、溶液PH值：3.1~3.3，用醋酸调PH 3、喷雾量：1~2ml/(80cm2.h) 4、雾化室温度：35±1℃ 5、连续喷雾
Irradiance (W /m^2*nm)
2.0
Enclosed Carbon Arc
1.5
1.0
0.5
0.0 270
320
370
420
470
520
570
620
670
720
770
Wavelength (nm)
41
Fluorescent 荧光紫外
荧光灯光源: – UVB-313 – UVA-340 – UVA-351
Wavelength (nm) 波长(纳米)
VIS 55.4%
波长越短, 所含能量就越高，越有可能破坏分子的化学键.
35
常见聚合物的最大活化波长（nm)
36
热 (温度)
n 影响化学及光化学反应速度 n 影响各种添加剂的扩散速度 n 膨胀/收缩加速裂纹和开裂的形成
37
水（湿度）
物理作用 n 水合/脱水过程 n 冲刷/侵蚀 n 热冲击 化学作用
日光 涂层红外吸收/ 碱石灰玻璃滤光后氙弧光
Irradiance (W/m2/nm) 辐照度
Wavelength [nm] 波长[纳米]
46
老化检测标准-汽车材料氙弧灯老化
47
实验室人工老化实例
实验条件：0.68W/m2@340nm, 120h
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高分子材料实验室检测技术 简介2
Michael .Ervine
2006-11-27
比亚迪股份公司第三事业部检测中心
内容大纲
(一)材料实验室功能简介 (二)如何判断物性表及评估材料 (三)工程塑料物理性质介绍
基本性质检测 机械性质检测 热学性质检测 UL规范简介 (四)结语
比亚迪股份公司第三事业部检测中心
(一) 高分子材料实验室功能简 介
比亚迪股份公司第三事业部检测中心
(1)材料检验分析 (2)材料及应用研究 (3)成形品问题解决与技术服务 (4)各部门的互动关系
数据库建立
(%)
相
对 结
110
晶
100
度
90
80
最适模温
0.4mmt 0.8mmt 1mmt 2mmt
基本性质(2) —灰份含量
·高温灰化炉功能
·测试塑料材料残留的灰份(800℃,4hr) ·预先检查成型品在SMT制程是否起水泡(250℃,5min)
·工程塑料内之基本成分
·基材：树脂本身 ·物性补强填充物：玻璃纤维、碳纤维、矿物质等…。 ·界面活性剂或相容剂：表面处理改质剂。 ·阻燃剂：卤素及非卤素（磷酸脂）防火剂。 ·其它
工程级(100℃~200℃): PC POM PMMA PSF …
一般级(<100℃):
PC/ABS ABS HIPS PP PE…
防火等级(UL)
94HB 94V-2 94V-1 94V-0 94-5VB 94-5VA .
综合考量
机械强度,流动性,加工性,抗UV性,耐磨耗性,电气特性,毛边等
价格&供货量
2.8
<0.001
34
比亚迪股份公司第三事业部检测中心
如何判断物性表与评估材料?
耐热范围(HDT,Load 1.8 MPa)
SMT级(>250℃):
Type LCP PPS PA6T PPA PA9T PA46...
TH级(200℃~250℃) : PCT SPS TypeII LCP PA66 PBT PES...
℃ ℃ ×10-5/℃
Ω ‧ cm
kV/mm
試驗法
Test method ASTM D 792
非強化 Unfilled
S100
GF 強化 GF 強化難燃
GF filled Flame retardant
S131
S932
GF 30% GF 30%
1.01 1.25
1.44
ASTM D 570 0.04 0.05
70
60 80 100 120 140 160
模温℃
物理性质：玻璃纤维成分、比重 机械性质：拉伸应力、伸长率、弯曲
强度、弯曲模数、冲击强 度、洛氏硬度 热学性质：熔点、玻璃转变温度、热 变形温度 光学性质：FTIR、颜色分析、光泽度
成型 最适化分析 材料特性
模流分析 流动性薄壁 分析
模流分析数据库: RHEOMETER PVT
電 體積阻抗 氣 介電常數 性 耗散因子 質 破壞電壓
Volume resistivity Dielectric constant (1MHz) Dissipation factor (1MHz) Breakdown voltage
單位 Unit
% % kgf/cm2 % kgf/cm2 kgf/cm2 kgf‧ cm/cm2 kgf‧ cm/cm2
成型收縮率 (MD)
Mould shrinkage (MD)
抗拉強度 機 械 抗折強度
Tensile Properties Flexural Properties
Strength Elongation Strength Modulus
性 衝擊強度 質
洛式硬度
Izod impact Strength
Notched Un-notched
基本性质(3) -水分含量
基本性质(4) —烘干条件
基本性质(5)-熔融流动指数 (MFI)
基本性质(6)—颜色
工程塑料着色方式
混合 着色方式 比率
优点
缺点
缺点改善方式
%
1.降低配色成本 1.污染料桶与机台 改成色粉式进料机(loss
颜(染)料干粉 0.1~0.4 2.颜色分散均匀 2.高温易产生色变 in weight)，可解决清理
1.
单边进胶 双边进胶
2.薄膜厚度 0.6mm
0.8mm
比亚迪股份公司第三事业部检测中心
(二)如何判断物性表与评估材料?
比亚迪股份公司第三事业部检测中心
常用物性表范例
試驗項目
Item
基比 重 本 性 吸水率 質
Specific gravity (24h 平衡值) Water absorption
比亚迪股份公司第三事业部检测中心
(三)工程塑料物理性质介绍
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
比亚迪股份公司第三事业部检测中心
基本性质(1) —比重
功能
测试产品比重及重量
阿基米得浮力原理
浮力＝排开同体积之液体的重量 ＝空气中的重－液体中的重
比重＝空气中的重／排开同体积之水重
比重与价格 体积价格
＝＊USD/T x＊T/M3 ＝＊USD/ M3
ASTM D 696 UL 94
ASTM D 257
9.2 HB 相當
>1016
2.5 HB >1016
2.6
2.9
ASTM D 150 <0.001 <0.001
ASTM D 149 66
48
0.30 1,120
2.1 1,730 86,700
9.2
35.7
75
245
267
2.5
V-0 相當 >1016
0.07
ASTM D 955 ASTM D638 ASTM D 790
1.7 360 20 660 25,500
0.35 1,170
2.5 1,890 76,500
10.2 11.2
ASTM D 256 N.B 45.9
ASTM D 785 (L) 60 70
ASTM D 648 95
245
110 268
3.胶粒与色粉易分离 与精度问题
液态色浆
1.
1.污染料桶与机台 较难改善
0.1~0.4 2.颜色分散均匀 2.高温易产生色变 3.解决色系相溶 3.胶粒与色粉易分离
色母 塑料染色
1.
1.无法使用自动抽料 改成色母式进料机(loss
4 2.库存管理容易 2.胶粒与色母易分离 in weight)，可解决胶粒
Rockwell Hardness
熱 熱變形溫度(HDT)
性 線膨脹係數 (MD)
質 燃燒性 (1/32")
Deflection temp 1.80MPa
under load
0.45MPa
Linear expansion factor (MD) Flammability (UL94) (1/32")