塑料耐热性测试.ppt
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(4)温度测量仪器、挠度测量仪器，测微计和量规
塑料测试技术
资源共享课
2.试样制备与要求
试样尺寸
➢长度l、宽度b、厚度h 应满足l＞b＞h， 优选（80×10×4）mm
试样制备
➢模塑试样按标准或协议确定模塑条件。 ➢压塑试样，其厚度方向应为模塑施力的方向。 ➢板、片状材料采用机加工方法制备试样，厚度在（3~13）mm范围内
塑料测试技术
4. 测试步骤
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3）将试样按侧放或平放试验方式放在在支座上，放下斧形压 头，插入温度计。
4）把装好试样的支架小心浸入保温浴槽内，试样应位于液 面35mm以下，加上砝码，开动搅拌器，5min后调节变 形测量装置，使之为零。
5）加热升温。当试样弯曲变形量达到规定值（标准挠度） 时的温度即为负荷热变形温度。
试样的支撑面和受测面应平行，表面平整光滑，无气泡， 无锯切痕迹，凹痕或飞边等缺陷，
按产品标准规定进行预处理。
每组试样为２个。
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5. 操作步骤
起始温度:20~23℃,可采用其它起始温度。
5min后加负荷,记录千分表的读数或将仪器读数调零。
➢升温速度:（50±5）℃/h或（120±10）℃/h, • 仲裁试验升温速率取:50℃/h
取原厚。最好在（4~6）mm之间。
试验至少两个试样，为降低翘曲变形的影响，应使试样不 同面朝着加荷压头进行试验。
试样应无扭曲、缺陷，其相邻表面应互相垂直。
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3.试验条件
等速升温：12℃±1℃/6min。
最大弯曲正应力：1.81MPa、0.45MPa、8.0MPa。
施加砝码重：
(3）传热介质的影响
➢液态介质在所用温度下稳定且对试样没有影响。 • 液态石蜡、变压器油、甘油和硅油等。
(4）试验条件的影响
➢升温速率增加，试验结果偏高，反之，则偏低 ➢负荷大小影响。
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小结
塑料热性能的概念
耐热性能测试方法
➢原理、测试标准、仪器、测试步骤、结果表示 • GB/T1634-2004 • GB/T1633—2000 • 维卡、热变形测试仪
影响因素讨论
➢仪器、试验条件、试样
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f l2
6Eh
➢式中：f ——试样的最大形变量，mm
➢
σ ——试样最大弯曲正应力，N/mm2
➢
l ——简支梁两支点间距，mm
➢
h ——试样的高度，mm
➢
E ——试样材料的弹性模量，N/mm2
材料的弹性模量下降，试样变形量增加。
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2. 塑料负荷变形温度测试
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2.负荷热变形温度测定仪
热性能测试的意义
1. 塑料成型加工
➢工艺条件确定 温度
2. 科研与产品开发
➢导热聚合物，耐低温聚合物
3. 塑料产品的质量评价
➢仲裁、抽检
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热性能测试的意义
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二、 塑料负荷变形温度测试
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GB/T1634-2004
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1.测定原理
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热变形温度试验是测定塑料试样浸在一种等速升温的液 体传热介质中，在简支梁式的静弯曲负载作用下，试样 弯曲变形达到规定值的温度。
•由支架、保温浴槽、液体传热介质、砝码、测温装置、变形测量装 置和冷却装置等构成。
•压针头平端与负载杆成直角，截面积为1mm2。
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3. 试验条件
等速升温：
➢A：5±0.5℃/6min；B：12±1.0℃/6min。
砝码大小
➢（10±0.2）N；（50±0.2）N
试验时的起始温度可取室温。 试验终点
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5. 结果表示
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负荷热变形温度值以同组试样的算术平均值表示。 不同尺寸的试样，其规定挠度值是不同的。
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三、 塑料的维卡软化温度测试
GB/T1633-2000
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1. 测试原理
• 维卡软化温度：在一定升温条件下，以截面积为1mm2的 压针头在规定负荷下刺入塑料试样1mm深时的温度。
mw
2 f
3
b h2 L➢σf —试样最大弯曲正应力,MPa； ➢ b—试样的宽度；h——试样厚度;Ｌ—两支座中心间距离； ➢R ——负载杆，压头的质量，kg； ➢T —变形测量装置附加力，N；（向下取正值，向上取负值）； ➢g —重力加速度，9.8m/s2 。
• 1894年，维卡尔提出维卡软化试验方法，1910德国建立标准。
随着温度的提高，材料抵抗外 力的能力下降，在恒定外力作用 下压针头刺入试样的深度因之逐 步加深。
当规定针入量为一定值(1mm) 时，各种热塑性塑料达到该针 入量时的温度就各自为一定值。
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2. 塑料的维卡软化温度测试
当压针头压入试样的深度（1±0.01）mm时，记下传感器 测得的油浴温度即为试样的维卡软化温度
结果表示:以试样维卡软化温度的算术平均值来表示。
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四、影响因素与讨论
(1)试验机的影响
➢试样支架及负载杆的热膨胀导致读数误差。
(2）试样的影响
➢试样制备方法 ➢试样尺寸 负荷热变型温度,厚度不同,标准挠度不同。
➢以压针头刺入试样的量1mm深的温度。
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4.试样
试样厚度:3～6mm，宽和长至少为10mm，或直径大于10mm 的圆片。
板材试样厚度一般取原板材厚度。厚度≥6.5mm，单面加 工（3~6.5）mm间，保留面作为试验面。
厚度＜3mm，至多三片试样叠合一起进行测试，上片厚度 ≥1.5mm。
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4.测试步骤
1）将符合要求的试样按规定进行状态调节；
2）测量试样中点附近处的高度（h）和宽度（b），精确 到0.05mm，确定试样的变形量；
➢试样应变量（规定挠度）与试样的高度及跨度的关系
s l 2 f
6 0 0h
• Δs——标准挠度，mm； • L——跨度，mm； • Δεf——弯曲应变增量，计算时Δεf＝0.2； • h——试样厚度，mm；
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负荷热变形温度测定仪结构组成
(1)产生弯曲应力的装置
➢支座跨度为（64±1）mm；侧立试样，跨度为（100±1）mm。
(2)加热装置 温差 ±1℃
➢升温速度：（120±10）℃/h，且（12±1）℃/ 6min 。 ➢液体传热介质：液体石蜡、变压器油、甘油和硅油等。
(3)砝码 以使试样加荷达到所需的弯曲应力。
处于玻璃态或结晶状态的高聚物，随着温度的提高，原 子和分子运动能量提高，在外力作用下因其定向运动而 导致形变的能力增加，也即材料抵抗外力的能力—模量 随温度升高而下降。因此，固在定负荷下塑料产生的形 变量将随之增加。
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1. 测定原理
截面为矩形的试样处于跨距为l的简支梁中部的受力状态 ，当该试样为虎克弹性体时，产生的弯曲形变量:
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塑料测试技术
主讲教师: 谭寿再 吴丽旋 周延辉 杨崇岭
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塑料耐热性测试
•主讲 谭寿再
塑料测试技术
主要内容
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塑料测试技术
一、基本概念
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塑料的热性能是指其与热或温度有关的性能的总称
塑料材料对温度的变化极为敏感
➢很多性能在很大程度上与温度相关 ➢在发生聚集态转变时(三态变化),聚合物的性能表现得尤为突出
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2.试样制备与要求
试样尺寸
➢长度l、宽度b、厚度h 应满足l＞b＞h， 优选（80×10×4）mm
试样制备
➢模塑试样按标准或协议确定模塑条件。 ➢压塑试样，其厚度方向应为模塑施力的方向。 ➢板、片状材料采用机加工方法制备试样，厚度在（3~13）mm范围内
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4. 测试步骤
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3）将试样按侧放或平放试验方式放在在支座上，放下斧形压 头，插入温度计。
4）把装好试样的支架小心浸入保温浴槽内，试样应位于液 面35mm以下，加上砝码，开动搅拌器，5min后调节变 形测量装置，使之为零。
5）加热升温。当试样弯曲变形量达到规定值（标准挠度） 时的温度即为负荷热变形温度。
试样的支撑面和受测面应平行，表面平整光滑，无气泡， 无锯切痕迹，凹痕或飞边等缺陷，
按产品标准规定进行预处理。
每组试样为２个。
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5. 操作步骤
起始温度:20~23℃,可采用其它起始温度。
5min后加负荷,记录千分表的读数或将仪器读数调零。
➢升温速度:（50±5）℃/h或（120±10）℃/h, • 仲裁试验升温速率取:50℃/h
取原厚。最好在（4~6）mm之间。
试验至少两个试样，为降低翘曲变形的影响，应使试样不 同面朝着加荷压头进行试验。
试样应无扭曲、缺陷，其相邻表面应互相垂直。
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3.试验条件
等速升温：12℃±1℃/6min。
最大弯曲正应力：1.81MPa、0.45MPa、8.0MPa。
施加砝码重：
(3）传热介质的影响
➢液态介质在所用温度下稳定且对试样没有影响。 • 液态石蜡、变压器油、甘油和硅油等。
(4）试验条件的影响
➢升温速率增加，试验结果偏高，反之，则偏低 ➢负荷大小影响。
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小结
塑料热性能的概念
耐热性能测试方法
➢原理、测试标准、仪器、测试步骤、结果表示 • GB/T1634-2004 • GB/T1633—2000 • 维卡、热变形测试仪
影响因素讨论
➢仪器、试验条件、试样
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f l2
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➢式中：f ——试样的最大形变量，mm
➢
σ ——试样最大弯曲正应力，N/mm2
➢
l ——简支梁两支点间距，mm
➢
h ——试样的高度，mm
➢
E ——试样材料的弹性模量，N/mm2
材料的弹性模量下降，试样变形量增加。
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2. 塑料负荷变形温度测试
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2.负荷热变形温度测定仪
热性能测试的意义
1. 塑料成型加工
➢工艺条件确定 温度
2. 科研与产品开发
➢导热聚合物，耐低温聚合物
3. 塑料产品的质量评价
➢仲裁、抽检
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热性能测试的意义
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二、 塑料负荷变形温度测试
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1.测定原理
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热变形温度试验是测定塑料试样浸在一种等速升温的液 体传热介质中，在简支梁式的静弯曲负载作用下，试样 弯曲变形达到规定值的温度。
•由支架、保温浴槽、液体传热介质、砝码、测温装置、变形测量装 置和冷却装置等构成。
•压针头平端与负载杆成直角，截面积为1mm2。
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3. 试验条件
等速升温：
➢A：5±0.5℃/6min；B：12±1.0℃/6min。
砝码大小
➢（10±0.2）N；（50±0.2）N
试验时的起始温度可取室温。 试验终点
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5. 结果表示
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负荷热变形温度值以同组试样的算术平均值表示。 不同尺寸的试样，其规定挠度值是不同的。
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三、 塑料的维卡软化温度测试
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1. 测试原理
• 维卡软化温度：在一定升温条件下，以截面积为1mm2的 压针头在规定负荷下刺入塑料试样1mm深时的温度。
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b h2 L➢σf —试样最大弯曲正应力,MPa； ➢ b—试样的宽度；h——试样厚度;Ｌ—两支座中心间距离； ➢R ——负载杆，压头的质量，kg； ➢T —变形测量装置附加力，N；（向下取正值，向上取负值）； ➢g —重力加速度，9.8m/s2 。
• 1894年，维卡尔提出维卡软化试验方法，1910德国建立标准。
随着温度的提高，材料抵抗外 力的能力下降，在恒定外力作用 下压针头刺入试样的深度因之逐 步加深。
当规定针入量为一定值(1mm) 时，各种热塑性塑料达到该针 入量时的温度就各自为一定值。
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2. 塑料的维卡软化温度测试
当压针头压入试样的深度（1±0.01）mm时，记下传感器 测得的油浴温度即为试样的维卡软化温度
结果表示:以试样维卡软化温度的算术平均值来表示。
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四、影响因素与讨论
(1)试验机的影响
➢试样支架及负载杆的热膨胀导致读数误差。
(2）试样的影响
➢试样制备方法 ➢试样尺寸 负荷热变型温度,厚度不同,标准挠度不同。
➢以压针头刺入试样的量1mm深的温度。
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4.试样
试样厚度:3～6mm，宽和长至少为10mm，或直径大于10mm 的圆片。
板材试样厚度一般取原板材厚度。厚度≥6.5mm，单面加 工（3~6.5）mm间，保留面作为试验面。
厚度＜3mm，至多三片试样叠合一起进行测试，上片厚度 ≥1.5mm。
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4.测试步骤
1）将符合要求的试样按规定进行状态调节；
2）测量试样中点附近处的高度（h）和宽度（b），精确 到0.05mm，确定试样的变形量；
➢试样应变量（规定挠度）与试样的高度及跨度的关系
s l 2 f
6 0 0h
• Δs——标准挠度，mm； • L——跨度，mm； • Δεf——弯曲应变增量，计算时Δεf＝0.2； • h——试样厚度，mm；
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负荷热变形温度测定仪结构组成
(1)产生弯曲应力的装置
➢支座跨度为（64±1）mm；侧立试样，跨度为（100±1）mm。
(2)加热装置 温差 ±1℃
➢升温速度：（120±10）℃/h，且（12±1）℃/ 6min 。 ➢液体传热介质：液体石蜡、变压器油、甘油和硅油等。
(3)砝码 以使试样加荷达到所需的弯曲应力。
处于玻璃态或结晶状态的高聚物，随着温度的提高，原 子和分子运动能量提高，在外力作用下因其定向运动而 导致形变的能力增加，也即材料抵抗外力的能力—模量 随温度升高而下降。因此，固在定负荷下塑料产生的形 变量将随之增加。
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1. 测定原理
截面为矩形的试样处于跨距为l的简支梁中部的受力状态 ，当该试样为虎克弹性体时，产生的弯曲形变量:
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主讲教师: 谭寿再 吴丽旋 周延辉 杨崇岭
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塑料耐热性测试
•主讲 谭寿再
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主要内容
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塑料测试技术
一、基本概念
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塑料的热性能是指其与热或温度有关的性能的总称
塑料材料对温度的变化极为敏感
➢很多性能在很大程度上与温度相关 ➢在发生聚集态转变时(三态变化),聚合物的性能表现得尤为突出