塑料材料性能及测试方法(培训教材).ppt

引言 聚合物性能的测定——评价和应用新材料、控制产品的质量、研究聚合物结构与性能的关系。 聚合物材料的性能，在常温常态下也称常规性能，可分为基本力学性能和理化性能。 基本力学性能主要指拉伸、弯曲、压缩、剪切、冲击性能、蠕变曲线、应力松弛曲线、高低频疲劳试验…… 。 理化性能主要指密度、巴氏硬度、固化度、树脂含量、负荷热变形温度、热导率、电阻率，线热膨胀系数、耐水性等。 另还有特殊性能，如蠕变、疲劳、高低温、热、电、声、耐化学腐蚀、燃烧性、大气老化等性能。 三级教程 目标： 了解聚合物材料基本性能分类 了解相关性能的意义 理解注塑材料纳入规格的重要性能 三级教程主要内容 1 基本力学性能 2 基本理化性能 3 流变性能 4 特殊性能 1 基本力学性能 1.1 拉伸 1.2 弯曲 1.3 压缩 1.4 剪切 1.5 冲击性能 1.6 蠕变性能 1.7 应力松弛 1.8 抗疲劳性能 1.1 拉伸性能 拉伸性能包括拉伸强度，弹性模量、泊松比、断裂伸长率等。 使用拉伸试验机或万能试验按规定的加载速度对试样施加拉伸载荷直到试样破坏。 用破坏载荷除以试样横截面面积则为拉伸强度。 破坏时的应变称为断裂伸长率。 PP的拉伸强度在塑料中处于中等。 1.2 弯曲性能 一般产品普遍存在弯曲载荷，弯曲性能是很重要的。 ?测试弯曲性能的试样一般是矩形截面积的长条，简称为矩形梁。采用当中加载的三点弯曲法。 一般弯曲强度略大于拉伸强度 。 1.3 压缩性能 压缩性能，一般用国标GB/T1448进行测试。标准试样为30×10×10（mm）棱型或35×10×10（mm）园柱型。 要求两端面相互平行，不平行度应小于试样高度的0.1%，否则，试验本身对测试结果也有不良影响。 1.4剪切性能 塑料材料的剪切性能是力学性能的重要特征，是塑料质量控制和设计的重要参数。 剪切试验类型较多，按受力形式分为单面拉伸剪切、单面压缩剪切、双面压缩剪切和纯剪切等。 1.5 冲击性能 当产品经受动载荷时、需要材料的冲击强度(韧性)性能指标，冲击强度高低也说明材料的韧性性能。 通常定义为试样在冲击载荷作用下破坏时单位面积吸收的能量 。 冲击强度的试验方法有许多种，包括摆锤式冲击试验、落球式冲击试验、高速拉伸试验等。 1.6 蠕变性能 如果把一个由热塑性树脂制成的细长板的一端挂上重物，在放置了一个较长的时间后，就会发现板的长度在随着时间一点一点地增大,而且即使把重物取下来，板的长度也不会再恢复,我们把这种现象称为蠕变。 1.7 应力松弛 如果在板的两端加上拉应力或者压应力并使之保持在一定的长度，同样在放置了一个较长的时间后，就会发现所加的应力在逐渐变小甚至变为零，我们把这种现象叫做应力松弛。 蠕变及应力松弛 蠕变及应力松弛现象在作用力施加较短的瞬间是见不到的，只有在长时间受力的情况下才能发生。 这种现象在钢铁、陶瓷或热固性树脂中是见不到的，热塑性树脂之所以发生这种现象，与线状巨大分子随时间顺其应力方向滑移有关。 为了防止这种现象的发生，就应该增加大分子和大分子之间的横向束缚力。这其中的一个方法就是提高其结晶度。 1.8 抗疲劳性能 聚合物的疲劳强度低于金属。 聚合物的疲劳破坏过程有两种方式： ①因大范围滞后能累加产生的热量使其软化，丧失承载能力，是为热疲劳破坏。 ②在疲劳载荷作用下裂纹萌生、扩展引起的机械疲劳断裂。 疲劳载荷来源有拉压、弯曲、扭转、冲击。 PP材料在弯曲载荷反复作用下抗疲劳性能优秀，俗称百折胶。 2 基本理化性能 2.1 密度 2.2 硬度 2.3 负荷热变形温度 2.4 热导率 2.5 电阻率 2.6 线热膨胀系数 2.7 耐久强度 2.8 收缩性能 2.1 密度 塑料的比重是在一定的温度下，秤量试样的重量与同体积水的重量之比值，单位为g/cm3，常用水替换法作测定方法。 GB/T1463测试，ASTM D 792…… 2.2 硬度 塑料硬度是指塑料抵抗其他硬物体压入的性能，通用的有洛氏硬度和肖氏硬度两种。 肖氏硬度是指在规定的压力、时间下计算压痕器的压针所压入的深度。 肖氏压痕器可分为两类，即：A、D型。施加负荷重量为1.0～5.0公斤，压下时间为15秒，A型适用于软质塑料，D型适用于半硬质塑料；当用A型,测出超过95%量程时，应改用D型，当D型测出超过95%量程时，则需要改用洛氏压痕。 2.3 负荷热变形温度 试样在一定负荷（0.45Mpa或1.82MPa）下受热变形到一定指标的温度，称为负荷热变形温度。 国标GB/T1634-2，ASTM D 648…… 此性能直接反映聚合物（树脂）的耐热性能，不同聚合物材料，其负荷热变形温度差别很大，低的为100℃，高的可达300℃以上。 测出此性能指标，可供产品在什么样温度条件下使用时参考。 PP耐热温度