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高分子材料检测 高分子材料分析测试方法 李 超 2013年8月12日 高分子材料检测项目 一、力学性能 1. 拉伸性能：包括拉伸强度，断裂应力，断裂伸长率 等标准常见检测项目 2．弯曲性能：弯曲强度、弯曲模量 3. 冲击强度 二、热性能 1. 维卡软化温度 2. 热变形温度（玻璃化转变温度Tg） 3. 熔点 三、熔体流动性（MI） 材料检测前的准备 试样准备和试验方法： GB/T 1040-2006 塑料拉伸性能的测定 每种材料测试前都要按照国家标准或者行业标准进行试样制备。 GB/T 3682-2000 热塑性塑料熔体质量流动速率 GB/T 1633-2000 热塑性塑料维卡软化温度（VST)的测定 GB/T 1842-2008 塑料 悬臂梁冲击强度的测定 其它每种高分子材料单独的标准等等。 一、力学性能 注塑机 开炼机 压片机 制样机 一、拉伸性能 高分子聚合物具有所有已知材料中可变性范围最宽的力学性质，这是由于高聚物由长链分子组成，分子运动具有明显的松弛特性的缘故。如高聚物材料具有相当高的伸长率，一般PE的断裂伸长率在90％～950％（其中线性低密度聚乙烯LLDPE的伸长率较高），通过特殊的制作工艺，部分材料的伸长率可在1000％之上，而普通高聚物材料的断裂伸长率也多在50％～100％之间。通常对材料的拉伸性能要求较高的有热收缩膜以及拉伸膜等。 万能试验机 拉伸试验一般是将材料试样两端分别夹在两个间隔一定距离的夹具上，两夹具以一定的速度分离并拉伸试样，测定试样上的应力变化，直到试样破坏为止。 拉伸强度=最大力/（试样宽度×试样厚度）mm 实验数据分析 拉伸的实验数据可以反映材料的弹性，韧性，强度， 延展性等力学性能 材料名称 拉伸强度 断裂力 最大力 断裂伸长率 PVC3302 55 699 2227 20 PP 30 650 1239 22 LDPE 10 384 101 HDPE 22 178 888 292 PA 45 1730 1850 620 透明ABS 40 1176 1594 33 普通ABS 46 728 1810 6 PS 48 1091 1592 4 PC 55 2260 13 目前MXD6的拉伸性能 拉伸弹性模量/MPa 拉伸屈服应力/MPa 屈服伸长率/% 断裂应力/KN 断裂伸长率/% 3814.76 113.71 4.14 4.51 3.97 第五批实验合成的MXD6 二、弯曲性能 弯曲性能是表征高分子材料耐弯曲情况的，主要测试指标有：弯曲强度、弯曲模量。测试方法类同拉伸性能的测试。 目前MXD6的弯曲性能 弯曲强度/MPa 弯曲模量/MPa 144.52 3132.80 第五批实验合成的MXD6 三、冲击强度 高分子材料抗冲击强度是指标准试样受高速冲击作用断裂时，单位断面面积（或单位缺口长度）所消耗的能量。它描述了高分子材料在高速冲击作用下抵抗冲击破坏的能力和材料的抗冲击韧性，有重要工艺意义。但它不是材料基本常数，其量值与实验方法和实验条件有关。 冲击实验时，有时在试样上预置缺口，有时不加缺口。有缺口试样的抗冲强度远小于无缺口试样，原因在于有缺口试样已存在表观裂纹，冲击破坏吸收的能量主要用于裂纹扩展。 另外缺口本身有应力集中效应，缺口附近的高应力使局部材料变形增大，变形速率加快，材料发生韧-脆转变，加速破坏。缺口曲率半径越小，应力集中效应越显著，因此预置缺口必须按标准严格操作。 冲击试验机 缺口制样机 冲击弹性试验仪 材料名称 冲击强度 PP 8 PS 16 AS 21 ABS 22 PC 方法名称 国家标准 试样类型 缺口类型 缺口底部半径rN mm 缺口底部剩余厚度bN mm GB1843/1U 1 无缺口 GB1843/1A A 0.25±0.05 8±0.2 GB1843/1B B 1±0.05 8±0.2 试样类型 长度 L mm 宽度 b mm 厚度 d mm 支撑线间的距离L mm 1 80±2 10±0.5 4±0.2 60 目前MXD6的冲击强度 第五批实验合成的MXD6: 缺口冲击强度：2.208KJ/m2 二、热性能 原理：是通过定量检测热量变化来表征物质理或化学性能变化过程的。 分析方法： 主要仪器分析方法有 维卡软化温度测试仪； 热质量分析（TGA）； 示差扫描量热法（DSC）； 差热分析（DTA）； 热机械分析（TMA）； 裂解气相色谱（PGC)。 1. 维卡软化温度 维卡软化温度（Vicat Softening Temperature）是将热塑性塑料放于液体传热介质中，在一定