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塑料不同测试标准性能测试
浏览: 发布日期:2019-11-27

  塑料性能参数与测试标准 汇报人:罗观晃 涉及的测试标准 ?ASTM标准 ?ISO 标准 ?IEC标准 ASTM标准 American Society of Testing Meterials (美国材料实验协会)标准 ASTM标准分成六种类型: 标准测试方法 标准规范 标准惯例 标准术语 标准指南 标准分类 代号D—石油产品、燃料、塑料 ? ? ? ? ? ? ISO标准 International Organization for Standardization (国际标准) ISO 9001是ISO 9000族标准所包括的一组质量管理体系核心 标准之一。 ? ? ? ? ? ISO 9001质量标准体系认证特点: 认证的对象是供方的质量体系 认证的依据是质量保证标准 认证机构是第三方质量体系评价机构 认证获准的标识是注册和发给证书 认证时企业自主行为 监督检查每年一次,三年复评一次。 IEC标准 Internation Electro technical Commission (国际电工委员会标准) 1976年协议: ISO与IEC法律上是独立的组织,IEC负责电工、电子 领域的标准,其它由ISO负责。 工程塑料的主要性能 物理性能 机械性能 电性能 热性能 阻燃性能 化学性能 其他性能 物理性能 ?比重 ?收缩率 ?吸水率 ?含水率 ?硬度 物理性能 比重: 标准:ASTM D792/ISO1183-3 塑料的比重即塑料的密度, 单位为g/cm3。 常用的两种方法:浸渍法(成型塑 料),比重瓶法(粉料、粒料) 塑料的比重大小,PK牛牛平台会直接 影响到产品的重量以及成本。同样重 量的产品,如果原料比重 越小,每公斤原料可以产出更 多的产品。反而,原本比重越大, 产出的产品数量会更少。 物理性能 常见塑料的比重 树脂 PA66 PA6 PC 比重 1.14 1.14 1.20 尼龙增强类 PA66+15%GF PA66+33%GF PA66+50%GF 比重 1.25 1.39 1.58 PP PBT POM 0.91 1.3 1.40 卤素与无卤产品 FR285 NY 比重 1.65 ABS PA46 LCP 1.03 1.18 1.37 NP216 BF509G6 NP516 1.43 1.63 1.54 物理性能 吸水率 标准:ASTM D570 ISO62 样品规格:1.圆片:直径50mm,厚度4mm 2.方片:60mm×60mm×1mm 3.条形:76.2mm×25.4mm×3.2mm 方法: 1. 2. 把样品放到干燥箱干燥(条件50度/24小时), 移至干燥器中冷却 到室温,取出后测试每个样品的重量M1; 将试片浸入温度为23度的蒸馏水中,★-●△▪️▲□△▽浸泡24小时后,将其取出用滤 纸除去表面水分,在取出后的1分钟内再次称量每个样品的重量M2; 吸水率:(M2-M1)/M1×100% 物理性能 测试项目: ? ? ? 23℃,24Hr 23℃,饱和 23℃,50%RH,平衡 (一般见于ASTM标准) 一般见于ISO标准 工程塑料吸水率(23℃,24Hr) PA6 1.3 PA66 1.2 PC 0.15 PET 0.14 PMMA 0.3 PBT 0.08 ABS 0.1 LCP 0.01 PPO 0.1 POM 0.22 吸水率对性能影响 300 250 200 150 100 50 0 吸水前 1周 2周 3周 4周 5周 6周 7周 拉伸强度 弯曲强度 缺口冲击强度 弯曲强度、 拉伸强度随吸水率增大而下降;缺口冲击强度随吸 水率增大而提高。其中 ,弯曲强度随吸水率的变化最大 ,缺口 冲击强度次之 ,拉伸强度变化最小。 物理性能 收缩率 塑料的收缩率是指塑料制件在成型温度下尺寸与从模具中取出冷 却至室温后尺寸之差的百分比。即以23℃,50%RH下放置24小时,测 量出的相应塑件尺寸之差百分比。 S= (D-M)/D×100% D:模具型腔尺寸 M:塑件尺寸 测试方法 试样规格 方形60×60×2 mm ASTM D955/ISO 294-4 条形 127×12.7×3.2 mm 圆片φ100mm,厚 3.2mm 塑料的流向不同,收缩率也不同,一般流动方向的收缩率小于横向 方向的。如: 塑料 流动(%) 横向(%) PA6 1.2 2.0 PA66 1.4 1.8 PBT 1.8 2.0 PC 0.5 0.7 PET 2.0 2.5 ABS 0.4 0.6 PMMA 0.3 0.7 结晶也会使体积进一步减小,所以结晶性材料的收缩率较大。如: 结晶 收缩率 PBT 1.8-2.0 PET 2.0-2.5 POM 2.0-2.5 非晶 收缩率 PC 0.5-0.7 ABS 0.4-0.6 PMMA 0.3-0.7 收缩率对产品的设计很重要,尤其是对尺寸精度要求高的产品。材 料收缩的预判可避免产品凹陷和翘曲。 洛氏硬度:D785 以规定直径的钢球压头,先用初载荷压入试样,继而增至主载荷, 然后恢复至初载荷,造成的压痕深度增量作为材料硬度,称为洛氏硬 度。◆◁•以符号HR表示 e HR ? K ? c e——初载荷增至主载荷再返回初载荷的压痕深度增量(mm) c——常数,0.002mm K——常数,☆△◆▲■130 洛氏硬度标尺 R L M E 初试验力/N 98.07 98.07 98.07 98.07 主试验力/N 588.4 588.4 980.7 980.7 压头直径/mm 12.700 6.350 6.350 3.175 工程塑料一般用R、M标尺,不同标尺不能转换,但有对应表。 常用工程塑料的洛氏硬度表 ABS 78R PA6 110R PA66 112R PBT 116R PC 78M PET 110R POM 78M PMMA 95M PEEK 100M 塑料加20%玻纤的洛氏硬度表 ABS 110R PA6 115R PA66 120R PBT 118R PC 122R PET 115R POM 82R 机械性能 ?拉伸强度 ?弯曲强度 ?冲击强度 ?断裂伸长率 ?弯曲模量 机械性能 拉伸强度: 是指材料产生最大均匀塑性变形的应力。 在拉伸验过程中,试样直至断裂为止所受的最 大拉伸应力即为拉伸强度,其结果以MPa表示。 拉伸强度的计算: at= p/(b×d) at 为拉伸强度;p为最大负荷(N); b为试样宽度(mm);d为试样厚度(mm) 测试方法 标距 拉伸速度 样条规格 ISO 527 50 mm 50m/min 哑铃状 160×10×4mm ASTM D638 哑铃状 165×12.7×3.2mm 常用工程塑料的拉伸强度 ABS 43 PA6 75 PA66 80 PBT 58 PC 62 PET 41 POM 60 LCP 127 塑料加20%玻纤的拉伸强度 ABS 85 PA6 130 PA66 130 PBT 105 PC 106 PET 114 POM 117 LCP 165 塑料加入玻纤后强度显著增大。 断裂伸长率 在拉伸试验过程中,试样直至断裂为止,标距伸长的距离百分比, 结果以%表示。 常用工程塑料的断裂伸长率(%) ABS 19 PA6 55 PA66 50 PBT 50 PC 90 PET 120 POM 65 LCP 5.0 塑料加入玻纤后断裂伸长率骤降,一般降到2%-5%。 机械性能 弯曲强度: 是指材料在弯曲负荷作用下破裂 或达到规定挠度时所承受的最大应 力,○▲其结果以MPa表示; 弯曲模量: 又称挠曲模量,材料在弹性极限 内抵抗弯曲变形的能力,单位MPa. 模量=应力/应变 测试方法 跨距 弯曲速度 样条规格 ASTM D790 50 mm 10 mm/min 127×12.7×3.2mm ISO 178 2 mm/min 80×10×4mm 常用工程塑料的弯曲强度 ABS PA6 PA66 PBT PC PET POM LCP 47 55 100 76 93 69 55 148 塑料加入20%玻纤的弯曲强度 ABS 126 PA6 200 PA66 205 PBT 155 PC 150 PET 150 POM 172 LCP 217 塑料加入玻纤后强度显著增大。 机械性能 冲击强度 用于评价材料的抗冲击 能力或者判断材料的脆性 和韧性程度,因此冲击强 度也称为冲击韧性。▪️•★冲击 强度是试样在冲击破坏过 程中所吸收的能量与原始 横截面积之比。冲击强度 根据试验设备不同,可分 为简支梁冲击强度和悬臂 梁冲击强度。 冲击强度 测试方法 数据单位 样条规格 跨距 ASTM D256(悬臂梁) ISO 180(悬臂梁) ISO 179(简支梁) J/m 127×12.7×3.2 mm - - KJ/m2 80×10×4 mm KJ/m2 80×10×4 mm 62 mm 机械性能 V形缺口剩余宽度: 10.16mm 根据试样的断裂方式,可分为完全断裂(C),部分铰链断裂 (P),不断裂(NB)。 根据材料韧性不 同,选择不同的能 量摆锤,如1J ,2.75J ,5J等。 机械性能 样条削口机 机械性能 常用工程塑料的冲击强度(悬臂梁) ABS PA6 PA66 PBT PC PET POM LCP 150 58 53 53 800 640 75 400 工程塑料加入20%玻纤的冲击强度(悬臂梁) ABS 65 PA6 75 PA66 70 PBT 60 PC 160 PET 90 POM 80 LCP 133 电性能 ?相对漏电起痕指数 ?体积电阻率 ?表面电阻率 ?介电常数 ?介电强度 电性能 相对漏电起痕指数(CTI) 漏电起痕试验就是模拟对绝缘材 料进行的一种破坏性试验,用以测 试和评定在规定的电压下,绝缘体 在电场和含杂质水的作用时的相对 漏电起痕性,适用于电工电子产品, 家用电器,如继电器插座,转换开 关盖等。 CTI是指材料表面滴下浓度为0.1% 氯化铵溶液后,能引起材料起痕的 电压。 CTI值 级别 大于600 0 400-599 1 250-399 2 175-249 3 100-174 4 小于100 2 电性能 电性能 相对介电常数 介质在外加电场时会感应电荷而削弱电场,原外加电场(真空中)与 最终介质电场比值即为介电常数,如果有高相对介电常数的材料放进电 场,场的强度会在电介质内有可观的下降。介电常数与所加的电场频率 有关,一般有50Hz/1KHz。 相对介电常数越小,材料的绝缘性越好。 PS 1.05—1.5 ABS 1.5—2.5 PVC 1.3—1.4 PE 1.4—1.6 PP 1.5—1.8 PMMA 3.0—3.6 体积电阻率 体积电阻率,是材料每单位立方体积的电阻。 该试验可以按如下方法进行:将材料在500伏特电压下保持1分钟,并测 量所产生的电流。体积电阻率越高,材料用做电绝缘部件的效能就越高。单 位:Ω· cm。 介电强度(耐电强度) 是材料抗高电压而不产生介电击穿能力的量度。 将试样放置在电极之间,并通过一系列的步骤升高所施加的电压直到发生介电 击穿,以此测量介电强度。尽管所得的结果是以kv/mm为单位的(英制单位为: V/mil=V/0.0254mm=39.37V/mm),但并不表明与试样的厚度无关。因此,只有在 试样厚度相同的条件下得到各种材料的数据才有可比性。 物质的介电强度越大, 它作为绝缘体的质量越好。 表面电阻率 是指表示物体表面形成的使电荷移动或电流流动难易程度的物理量。 平行于通过材料表面上电流方向的电位梯度与表面单位宽度上的电流之比,用欧 姆表示。 原理:在固体材料平面上放两个长为L、距离为d的平行电极,则两电极间的材料 表面电阻Rs与d成正比,与L成反比,可用下式表达: 式中的比例系数ρs称作表面电阻率,它与材料的表面性质有关,并随周围气体介 质的温度、相对湿度等因素有很大变化,单位用Ω(欧)表示。 热性能 ?热变形温度 ?熔融指数 ?球压测试 ?灼热丝测试 ?线膨胀系数 热性能 热变形温度(HDT) 对高分子材料或聚合物施加 一定的负荷,以一定的速度升温, 当达到规定形变时所对应的温度, 是衡量聚合物或高分子材料耐热 性优劣的一种量度。 仪器:伺服式热变形试验机 热性能 热性能 测试条件 测试 方法 负荷 升温速率 尺寸要求 试样摆 放 跨距 变形 ASTM D648 ISO 75 1.82MPa 0.45MPa 1.80MPa 0.45MPa 120 ℃/小时 120 ℃/小时 127*12.7*3.2 mm 80*10*4mm 竖放 100mm 0.25mm 平放 64mm 0.34mm 热性能 常见工程塑料的热变形温度 PA6 高压 1.82MPa 低压 0.45MPa 65 180 PA66 75 220 PA66+15%GF 230 245 PA66+33%GF 245 260 PA6+33%GF 210 220 PC 高压 1.82MPa 低压 0.45MPa 130 140 ABS 75 220 PC/ABS PC和ABS 的比例决 定结果 POM (共聚) 110 / POM (均聚) 120 / PBT+30%GF 205 220 热性能 熔融指数(MI)测试 熔体流动速率为热塑性塑料 在一定的温度和压力下,熔体每 10min 通过规定的标准口模(直 径2.1mm)的质量,单位g/10min. 由于塑料具有吸湿性,所以 测试MI前,塑料必须按照材料的 标准干燥条件进行干燥。 热性能 常见塑料的MI测试条件 PA6 温度℃ 砝码重量(KG) 235 2.16 PA6+GF 255 5 PA66 275 2.16 PA66+GF 285 5 PBT 250 2.16 PBT+GF 255 5 POM 温度℃ 砝码重量(KG) 190 2.16 POM+GF 190 5 ABS 200 5 PC 300 1.2 PC/ABS 26 5 PA46 300 2.16 LCP 343 2.16 热性能 球压测试 方法: 用20N的力,将一直径为5mm的 钢球压在试样表面上,◇▲=○▼=△▲置于 指定的温度中1小时,取出 后10秒内浸入室温水,6min 后测试其表面的压痕直径, 压痕直径不超过2mm表示通 过该温度的球压测试。•● 检验要求; (1)试样的压痕直径不大于2mm (2) 试样外观及结构无变形等 异常。 热性能 灼热丝测试 本方法是模拟在故障或者 过载条件下,灼热元件或过载 电阻之类的热源或点火源在短 时间所造成的热应力,用于评 定产品的着火危险性。 标准:IEC 695-2-1 样品规格: 长度:》60mm 宽度:》60mm 厚度:3.0±0.2mm (或指定厚度) 常用厚度为0.8mm,1.6mm, 6.0mm 热性能 灼热丝起燃温度GWIT: 将连续三次试验均未引起试验样品起燃(起燃是指有2秒以上的可见 火焰且未引起脱脂棉燃烧)的灼热丝顶部最高温度加25℃的试验温度 记录为GWIT, 如记录结果:GWIT 725/3.0 (意思指700 ℃样品不起燃,725 ℃样品不起燃) 灼热丝可燃指数(GWFI) : 试验样品如果满足下面两种情形,则认为经受 住本试验: a )灼热丝移开30s内试验样品的火焰或灼热丝熄灭,且 b) 置于试验样品下方铺底层的脱脂棉未起燃. 所要确定的灼GWFI就是连续三次试验均满足条件a)和b)的最高试验 温度. 线膨胀系数 线摄氏度时,每一 厘米的塑料伸长的厘米数.塑料的线膨胀系数 一般是钢材的十倍左右。单位:cm/cm/℃。尼 龙的线 cm/cm/℃。■□ 燃烧性能 UL94垂直燃烧试验 HB水平燃烧试验 UL-94垂直燃烧测试 仪器:UL燃烧仪 原理:本方法是模拟电子电工产品周 围环境发生着火的早期情况,用 模拟技术评定塑料材料的着火危 险性。 此方法是将试样垂直放置,以 恒定大小的火焰对其进行灼烧, 由试样燃烧情况(是否自熄,滴 落等)及对易燃物的引燃能力来 确认其阻燃等级。根据其阻燃能 力的大小,可具体分为UL94-V0; V1,V2. 热性能 试样规格: 长125?5mm; 宽13.0?0.5mm;厚度不大于13mm (通常采用的厚度为3.2mm、1.6mm、0.8mm或0.4mm)。 作业方法: 1. 火焰要求:火焰蓝色,高度20mm (内焰10mm); 2. 将本生灯放置在试样的正下方,喷嘴距试样下端10mm,灼烧10 秒后将本生灯以大约300mm/sec的速度移开距试样大约150mm处, 记录本生灯移开后火焰的持续时间T1. 3.若试样上的火焰熄灭,则再次用本生灯对试样进行灼烧(方法同2),▼▼▽●▽●记 录第二次火焰持续时间T2;若明火熄灭后试样上还有阴燃的火星,记录其持 续时间T3。 4.试验中若发生试样收缩、▲★-●卷曲、变形等现象,应随时调整本生灯 的位置以保持喷嘴位于试样的正下方10mm。如果试样在灼烧过程中发 生熔融滴落现象,则可以将本生灯倾斜45°放置,但同样须保证喷嘴 与试样底部的距离为10mm。 热性能 阻燃等级判定 等级 棉花燃烧 试样燃烧 到支架 否 否 否 任一试样 的T1或T2 ≤10 ≤30 ≤30 任一试样 的T2+T3 ≤30 ≤30 ≤60 5个试样的 TI+T2+T3总时间 ≤50 ≤250 ≤250 V0 V1 V2 否 否 是 测试结果T1,T2或T3 不在此UL94-V0阻燃等级评定的,判定为HB. 热性能 水平燃烧试验 100mm标记线mm (或指定厚度) 样品预处理:23 ±2 ℃ /50 ±5 %湿度 48小时 方法: 1. 火焰高度 20mm; 施加火焰时间30s或者施加到火焰达到25mm 标记 线mm标记线. 在根据燃烧时间,计算试样的线. 根据燃烧速率进行判断,如HB ,HB40 ,HB75. 热性能 评定标准 HB: (1)无燃烧; 一般阻燃测试,若能达到垂 (2)有燃烧,但未通过100mm标记线; 直阻燃测试等级如V0,V1或V2, (3)超过100mm标记线,但 就不进行HB水平燃烧测试了。 V《40mm/min (厚度3.0-13mm) V《75mm/min (厚度《3.0) 阻燃能力: HB40: HB40 HB HB75 (1)无燃烧; (2)有燃烧,但未通过100mm标记线mm标记线之间的,一般判定为 HB75: HB,若检测数据V75的,即需加 (1)无燃烧; 大厚度测试。 (2)有燃烧,但未通过100mm标记线mm标记线秒,然后移走燃烧并保持5秒,作用五次后停止,当 所有余焰和余燃均停止后,观察并记录是否被烧穿。 等级判定: 5VA 单个样品的余焰和余燃 时间 是否点燃棉花 单个样品的t2+t3 是否被烧穿 ≤60S 否 ≤30S 否 5VB ≤60S 否 ≤60S 是 注:5个条状样品仅有一个不合格或3个块状样品中仅有一个不合格,◆●△▼●可 用另外一组样品进行重测。 常用英制单位与公制单位的转换表 英制单位 in (inch) psi Ohm 中文含义 英寸 磅/平方英寸 欧姆 公制单位 25.4mm 0.006895MPa Ω mil V/mil(介电强度) ft·lb/in °F 千分之一英寸 V/0.0254mm 英尺·磅/英寸 华氏摄氏度 0.0254mm 39.37V/mm 53.378J/m ℃=(°F-32)/1.8 谢谢!

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