塑料材料测试方法培训课件

ISO 527-2标准试样
• ISO 527-2:Test conditions for moulding and extrusion plastics
• 材料标准中经常会出现： ISO 527-2/1A/50
试样类型 拉伸速率，mm/min
ISO 527-2标准试样
• 1A/1B型试样
ISO 527-2标准试样
塑料的分类
塑料按使用特性分类可分成：通用塑料和工程塑料 • 通用塑料：指产量大、用途广、成型好、价格便宜的塑料，
如聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚氯乙稀（PVC)、丙 烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物 (ABS)等 • 工程塑料：指能承受一定外力作用、具有良好的机械性能 和耐高低温性能，尺寸稳定性较好，可以用作工程结构的 塑料，又分为通用工程塑料和特种工程塑料。按照使用温 度分，一般使用温度在150℃以下为通用工程塑料(一般为 100℃—150℃)，超过150℃为特种工程塑料，特种工程 塑料又分为150一250 ℃类(含通用工程塑料的复合物在内) 和250 ℃以上类。使用温度越高，则价格也随之提高。
• 日常弯曲试验为三点式加载法
GB/T 9341及ISO 178弯曲试验
• 标准试样: (80±2)*(10.0±0.2)*(4.0±0.2)mm
• 跨距：Lv=（16±1）h • 从样件上切取样条：
若样件原厚>4mm时，单面加工到标准厚度，测试时，未加工面与两个支 座接触，中心压头把力施加到加工面上；
塑料密度的测定
• 密度的测试方法：浸渍法、比重瓶法、浮 沉法、密度梯度法、密度计法
• 密度的测试标准：GB/T 1033 ISO 1183 DIN 53479 ASTM D792
塑料熔体流动速率的测定
• 塑料熔体流动速率(MFR)，又称熔融指数。 • 定义：热塑性材料在一定的温度和压力下，熔体
每10min通过规定的标准口模的质量，单位 为g/10min。（取样方式：粒料） • 标准口模：2.095±0.005mm/1.180±0.010mm • 熔体流动速率的测试方法：GB/T 3682
DIN 53453冲击试验
• DIN 53453无缺口标准试样
1 Standard bar——120*15*10mm
2 Small standard bar——50*6*4mm • DIN 53453缺口准试样
1 Standard bar with notch——120*15*（10*2/3） mm
V Sr L2 6h
Sr——应变速率，1%/min L——跨距，mm h——试样厚度，mm
DIN 53452弯曲试验
• DIN 53452标准试样：
(80±5.0)*(10 ±0.6)*(4 ±0.2)mm
• 跨距：Lv=（16±1）h • 从样件上切取样条：
a、l/h=20，为避免很厚或层压材料试样产生层间滑移断裂，跨距Lv/h可以>18， 长度l=1.25Lv，可硬化的模塑材料可以采用Lv/h=10，(120*15*10mm)；
20.0
30.0
35.0
50.0
50.0
80.0
含有粗粒填料的材料,其最小宽度应在20~50之间
GB/T 9341及ISO 178弯曲试验
• 试验速率：厚度在1mm至3.5mm之间的试样，用最低速率。
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
速率,mm/min 1 2 5 10 20 50
100 200 500
时间设置
球压痕硬度的测定
• 定义：以规定直径的钢球在试验负荷作用下垂直 压入 试样表面，经过一规定的时间后，以单位压痕面 积所承受的压力表示该试样的硬度。对于较硬塑 料硬度值测定多数使用该方法。
• 压头直径：5mm • 球压痕硬度的测试方法：GB/T 3398
ISO 2039-1 DIN 53456 • 试样厚度必须大于4mm • 试样尺寸：如Φ50*4mm • 试验装置：
ASTM试验条件℃*kg
200*5.00 / 230*1.20 230*3.80 / 190*5.00 200*5.00 / 230*3.80
/ 300*1.20 230*2.16 125*0.325/125*2.16 190*0.325/190*2.16 190*21.60/190*10.00 310*12.50
/
拉伸性能测定的试验速率
• 试验速率的选择：
试验速度应为使试样能在0.5~5min试验时间内断 裂的最低速度。 序号 试验速率
1
1mm/min
2
2mm/min
3
5mm/min
4
10mm/min
5
20mm/min
6
50mm/min
7 100mm/min
8 200mm/min
9 500mm/min
弯曲性能的测定
洛氏硬度的测定
• 定义：用规定的压头对试样先施加初试验力，接着再 施加主试验力，然后卸除主试验力，只保留初 试验力，用前后两次初试验力作用下压头压入 试样的深度差经计算得出的值表示。
• 标尺：使用于塑料的洛氏硬度计有M、L、R三种标尺
洛氏硬度标尺 初试验力/N 主试验力/N 压头直径/mm
M
98
980
• 1BA/1BB型试样
ISO 527-2标准试样
• 5A/5B型试样
DIN 53455/53504标准试样
• DIN标准中经常会出现 5
DIN 53455 -3 -
标准编号 拉伸速率，mm/min 试样类型 • DIN标准试样 ：75*4*2mm 与ISO 527-2中的5A型试样一样 • DIN已经改版为DIN EN ISO*
6.35
L
98
588
6.35
R
98
588
12.7
• 洛氏硬度的测试方法：GB/T 9342
I硬度的测定
• 邵氏硬度又称肖氏硬度。 • 邵氏硬度的测试标准
负载
GB/T 2411
邵A
邵D
1kg
5kg
ISO 868
邵A
邵D
1kg
5kg
DIN 53505
• 试验装置：
摆锤：1J/4J
简支梁（Charpy)冲击
• 简支梁冲击：
• 无缺口试样简支梁冲击强度：无缺口试样在冲击负荷作用下, 破坏时吸收的冲击能量与试样的原始横截面积之比;
• 缺口试样简支梁冲击强度:缺口试样在冲击负荷作用下,破坏 时吸收的冲击能量与试样的原始横截面积之比.
• 单位: kJ/m2
275*0.325 235*1.00 235*2.16 235*5.00
/ /
燃烧残余（灰分）的测定
• 定义：试样经灼烧后剩余的无机残渣，用质量百 分比表示。
• 试验装置：马弗炉 • 常用的测试方法为：直接煅烧法 • 测试方法：GB/T 9345
ISO 3451 DIN EN 60 ASTM D2584 温度设置
300*1.20 230*2.16
190*2.16 190*0325 190*21.6 190*5.00
/ / / / / 190*2.16
220*10.00 /
300*1.20 230*2.16/230*5.00
190*2.16 190*0325 190*21.6 190*5.00
5.00 5.00 5.00 2.16 230*3.8 190*2.16
• 通用工程塑料：聚酰胺 (PA)．聚甲醛(POM)，聚 碳酸酯(PC)，改性聚苯醚 (PPO，也有缩写为PPE 的)，聚酯(PBT和PET)等 五种 ;
• 特种工程塑料：如聚苯硫 醚 （PPS）、聚四氟乙烯 （PTFE)、聚砜 （PSF）、 聚醚砜 （PESF）、聚醚 醚酮（PEEK）等。
工程塑料
b、
试样厚度h
宽度b ±0.5mm
mm
热塑性模塑和挤塑料以及热固性板材 织物和长纤维增强的塑料
1<h≤3 3<h ≤5 5<h ≤10 10<h ≤20 20<h ≤35 35 <h ≤50
25.0
15.0
10.0
15.0
15.0
15.0
20.0
30.0
35.0
50.0
50.0
80.0
含有粗粒填料的材料,其最小宽度应在20~50之间
邵A
邵D
12.5N 50N
试样厚度 ≥5mm ≥3mm ≥4mm ≥4mm ≥6mm ≥6mm
测试点间距
≥6mm
≥6mm
≥5mm
测试点与试样 边缘间距
≥12mm
≥9mm
≥13mm
• 读数时间：15s（如果要求瞬间读数，则读数时间为1s）。 • 硬度计的测量范围在20~90之间，如果超过范围，应更换表头。 • 如果试样厚度不够，可以多层叠合，但不能超过三层。
ISO 1133 DIN 53735 ASTM D1238 试验装置：
物料名称
PS ABS PC/ABS PC PP
PE（POE）
PA6 PA6+GF
PA66 PA66+GF PMMA
POM
试验条件对应表
GB试验条件℃*kg
ISO试验条件 ℃*kg
200*5.00
200*5.00
220*10.00 /
若样件原厚<4mm时，试样长度和厚度之比必须满足l/h=20±1。
试样厚度h mm
宽度b ±0.5mm 热塑性模塑和挤塑料以及热固性板材 织物和长纤维增强的塑料
1<h≤3 3<h ≤5 5<h ≤10 10<h ≤20 20<h ≤35 35 <h ≤50
25.0
15.0
10.0
15.0
15.0
15.0
ASTM D638标准试样
• ASTM D638标准试样 常用I型试样：如170*12.7*3.2mm
常用拉伸试样尺寸
常用试样
GB
ISO
DIN
ASTM
（举例） mm*mm*mm
试样类型
试样类型
试样类型
试样类型
170*10*4
I型
1B型
/
/
170*12.7*3. 2
/
75*4*2
/
/
/
I型
5A型
53504S2 型
GB/T 1043 Charpy冲击试验
• GB/T 1043无缺口试样
• 缺口类型（A、B、C）
ISO 179-1冲击试验
• ISO 179-1无缺口试样
• 缺口类型：
ISO 179-1冲击试验
• 标准中经常会出现
ISO 179-1/ 1 e A
试样类型 冲击方向 缺口类型 • 冲击方向：edgewise/flatwise
ISO 180悬臂梁冲击试验
• 标准中经常出现
ISO 180/ U
缺口类型 • 缺口类型：U——无缺口
A——同GB B——同GB • 标准试样：无缺口——缺口 80*10*4mm——80*8*4mm • 单位：kJ/m2
ASTM D256悬臂梁冲击
• 标准试样：无缺口——缺口 63.5*12.7*3.2mm——
2 Small standard bar with notch——50*6*（4*2/3） mm
悬臂梁(IZOD)冲击
• 悬臂梁冲击
GB/T 1843悬臂梁冲击试验
• 标准中经常出现
GB 1843/ 1 A R
试样类型 缺口类型 冲击方向 • 试样类型：无缺口——缺口 1、80*10*4mm——80*8*4mm 2、63.5*12.7*12.7mm——63.5*10.16*12.7mm 3、63.5*12.7*6.4mm——63.5*10.16*6.4mm 4、63.5*12.7*3.2mm——63.5*10.16*3.2mm • 缺口类型：A/B——与简支梁缺口A/B型相同
63.5*10.16*3.2mm • 缺口类型：同GB/A型缺口 • 单位：J/m
落球冲击
弯曲拉伸试验装置
拉伸性能的测定
• 拉伸应力-应变曲线图
GB/T 1040标准试样
• 双铲型、哑铃型、8字型、长条形 I型试样:双铲型(如170*10*4mm)
GB/T 1040标准试样
II型试样：哑铃型
邵氏硬度的测定
•
10N
2.5N
37.5N
冲击性能的测定
• 冲击性能试验是在冲击负荷作用下测定材料的冲击强度， 而冲击强度是用来评价材料抵抗冲击的能力或判断材料 的脆性或韧性程度。
• 常温冲击、低温冲击 • 简支梁冲击、悬臂梁冲击 • 冲击强度:试样在冲击破坏过程中所吸收的能量与试样
原 始横截面积之比.
通用工程塑料
PA PC POM PPO+PS PBT PET 聚 甲 基 戊 烯 （ TPX） 特种工程塑料
聚 砜 （ PSF） 聚 醚砜（PESF） 聚 苯 硫 醚 （ PPS） 聚 酰亚胺（PI） 聚 醚醚酮（PEEK）
塑料材料实验室常规测试项目
• 密度 • 熔体流动速率 • 燃烧残余 • 球压痕硬度、洛氏硬度、邵氏硬度 • 冲击性能（各种温度） • 拉伸性能（各种温度） • 弯曲性能（各种温度） • 热变形温度、维卡软化点温度 • 水平、垂直燃烧性能 • 氧指数 • 氙灯紫外老化试验/热氧老化试验 • 光泽度/耐划痕试验 • 冷凝散发/气味试验 • 收缩率 • 电阻率