塑胶的物理性能简介

塑胶的物理性能简介

机械性能

抗拉强度

极限抗拉强度就是指材料拉伸断裂时单位面积上的方英寸塑胶的拉力范围需要1 000磅至50000磅或更高。钢材或其它结构合金的抗拉强度要高得多,例如SS 304钢的抗拉强度为84Psi、

延伸率

延伸率(常常与抗拉强度相关)指断裂时长度的增加,用原始长度的百分数表示。例如,拉断一张书写纸几乎瞧不见它的伸长,而橡皮条可以拉长其原始长度的几倍而不断裂。

设计考虑要点

在设计时,需要考虑零件的韧性,抗拉强度高与延伸率就是两个重要因素。某种抗拉强度高与延伸率高的材料例如Radel*RPAZS,要比抗拉强度高而延伸率低的材料具有更好的韧性。

抗压强度

抗压强度就是衡量一种材料支撑压力的能力。用磅/平方英寸来表示(Psi),该性能表示下列内容:

λ极限抗压强度(破坏试片的最大压力)

λ在某种特定变形下的压缩强度(例如0、1%、1%、10%变形而未破坏一典型地用于塑胶材料)

λ压缩屈服强度(在材料永久屈服点,即拉压曲线上斜率为0的点,所测量的压力P si 值)

抗弯强度

弯曲性能衡量一种材料在负载情况下的耐能强度。材料的抗弯强度就是指屈服时的负载,一般用Psi表示。对于塑胶,其参数通常以变形/拉伸5%计算(此负载足以改变外形5%)。

硬度

硬度通常采用两种试验方法表示—洛氏硬度(ASTM D 785)或者压痕度/硬度计(ASTMD2240)、洛氏试验一般被选作硬材料,例如缩醛、尼龙与聚醚醚酮,它们的蠕变在试验结果中就是次要因素。

硬度计用来检验一些材料的硬度,如聚氨酯与PVC、两种方法之间没有关联,不能比较。硬

度就是在比较材料时最经常采用的参数。而试验本身并不表示材料的强度、耐磨性或耐腐蚀性。

弹性模量(抗拉、抗压、抗弯)

弹性模量(抗拉、抗压、抗弯)与某一综合变形所加的压力有关。由于所有塑胶对于负荷不表现准确的弹性模量(在其拉压曲线上的某部分一个准确的连续斜率),通常用正确模量来进行表达。

鉴于塑胶在受压条件下,其表现对时间的依赖性(粘弹性),在设计上要特别注意连续负载或长时间负载情况。当必须确定依赖时间的变形时,应使用视在模量值(蠕变)。这些参数

与时间与温度均有关联,可用一台DMA仪(动态模量分析仪)进行测量。

冲击强度/韧性

某种材料吸收突然附加能量的性能就就是它的耐冲击性。冲击强度随材料的外形、尺寸、厚度以及型号而变化。各种冲击试验方法并非向设计人员提供可立即使用的结果,但就是在比较各种不同材料之间相应的冲击强度视非常有用。最常使用的冲击试验为缺口试验及拉伸试验。也采用摆锤式冲击试验来得到材料韧性的完整性能。

缺口冲击试验

测量冲击强度的一种最常用的方法就是V形缺口冲击试验。在试验中,悬臂梁式的摆锤摆动冲击一个缺口。在试片破坏后,摆锤继续沿原来的方向运动,但由于与试片碰撞而损失了能量。该能量损失,按每英寸厚度试片所消耗的英尺—磅(ft_l b/in、或者J/m)表示,这就就是缺口冲击强度。本试验既可以带缺口试片,也可以用无缺口试片,还可以用反方向缺口试片进行,相应地称之为“无缺口”或“反向缺口”冲击强度。

拉伸冲击强度

该试验采用与V形缺口冲击试验相似的摆锤,所不同的就是其试片为一拉伸片。试片的安装所示,用来测量其在突然载入的情况下使此试片遭到破坏所需的能量。

电气及热力性能

线性热膨胀系数

线性热膨胀系数(CLTE)就是单位温差下材料的线性尺寸变化与原始尺寸的比值,通常用in、/in、/F表示。如果在温差大的环境使用不同材料,必须充分重视CL TE,使之尺寸稳定性更高。塑胶的CLTE变化很宽。尺寸稳定性最好的塑胶的CL TE接近于铝,而要超出钢的十几倍。

热弯曲温度

热弯曲温度就是指对1/2英尺厚的试片,施加一特定的弯曲应力,使其弯曲0、0 10英寸时的温度有时称之为“热变形温度”(HDT)、此参数被用于相应地测量各种不同材料在短时间升温而且载入的情况下耐受温度的能力。

连续工作温度

该参数最通俗的定义就是:在长时间工作(约十年)后某一材料能够耐受或保持其至少50%固有物理性能的最高环境温度(在空气中)。大多数热塑性塑胶能够耐受短时间暴露在较高的温度而不产生明显退化。当选择一种材料在高温环境工作时,热变形温度与连续工作温度这两种因素都要考虑。

玻璃化温度

玻璃化温度Tg,就就是温度高于以上时,非晶体聚合物将变软与橡胶状。除非就是热成型,确保非晶体聚合物的使用温度低于Tg非常重要,这样才能获得理想的机械性能。

熔点

在此温度下,结晶型热塑性胶从固态变成液态。

体积电阻

材料的体积电阻就是对电流的抗力,用ohms—cm表示。电流越容易通过,体积电阻可以用来预测所加电压产生的电流,象欧姆定律一样。

V=IR

其中: V=所加电压(伏特)

I=电流(安培)

R=导线阻抗(欧姆)

表面电阻

该试验测量电流通过一种材料表面的能力。与体积电阻试验不同的就是,测试电极均放置在试片的相同一侧。然而表面电阻与体积电阻一样也受环境变化的影响,例如吸湿率。表面电阻用作评估与选择材料以便测试,确保静电排放或其她表面特性较为严格的使用要求。

电离强度

绝缘体置于极高的电压下突然击穿。允许载入电压而未穿的最小试片厚度就就是材料的电离强度,用Voits/mil、表示。通常的测量方法就是在试片的任意侧放置电极,以可控制速率升高电压。在具体应用时影响电离强度的因素为:温度、试片厚度。试片状态。升压速度以及试验持续时间等。污染或试片的内部杂质也影响电离强度。

设计考虑要点

工程塑料ULtem*1000PEI的短时电离强度最高,为830voite/mil、

电离常数

电离常数,或介电参数,就是衡量某一种储存电能的能力。塑胶内的极性分子与感应性分子在电厂会自动排列。能量促使这种排列的产生。这一过程中一些能量转化成热能,这种电能以热能形式的损失成为介电损失,且与介电常数相关联。其余的电能所需排列电极性被储存在材料内。这部分能量在以后做功时被释放出来。介电常数越高,材料所储存的能量越多。绝缘体需要较低的介电常数,而电容器需要较高的介电常数。介电常数取决于频率、温度。湿度。化学污染以及其她因素。

介电因素

介电因素,或者介电损失切值,标志著在所加电压下发生分子排列的难易程度。它经常与介电常数联在一起使用来预测绝缘体的能量损失。