HDT和维卡软化点

•测试方法： 测试方法： 测试方法 •测试标准：GB/T1633—2000 •维卡软化点试验装置与热变形温度测试的基本一样。 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。 •测试图： 测试图： 测试图
•测试条件： 测试条件： 测试条件 •等速升温：A：5±0.5℃/6min；B：12±1.0℃/6min。 •砝码大小：9.81N（1000gf）；49.05N（5000gf） •试验时的起始温度可取室温。 •以压针头刺入试样的量1mm为试验终点。 •试样要求： 试样要求： 试样要求 •试样厚度应在3～6mm范围，宽和长至少为10×10mm，或直径 大于10mm的圆片。 •模塑试样厚度应在3～4mm范围。 •板材试样取原厚，超过6mm时，单面加工成3～4mm •不足3mm时，由2～3块迭合成厚度大于3mm使用。 •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。
• 4）将试样对称地放在试样支座上，高度为15mm的一面垂直 ， 放置，插入温度计，温度计水银球在试样两支座的中点附近， 与试样相距在3mm以内，不要触及试样。 • 把装好试样的支架小心放入保温浴槽内，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。 • 按升温按钮加热升温。当试样中点弯曲变形量达到规定值 （0.21）mm时，迅速记录此时温度。 • 此温度为试样在相应最大弯曲正应力条件下的热变形温度。 • 不同尺寸的试样，其变形量按规定值。
• 模塑试样：L=120mm，h=15mm，b=10mm。 • 板材试样：L=120mm，h=15mm，b=3～13mm（取板厚） • 特殊情况下，可取L=120mm，h=9.8～15mm，b=3～ 13mm。但中点弯曲变形量必须取规定的值。 • 当板材的厚度大于13 mm，则在其一面机械加工至符 合要求的厚度。 • 当采用压塑的方法制备试样时，模塑压力方向应垂直 于试样高的这一侧面。 • 模塑条件对测定结果有较大影响，因此模塑条件应按 有关材料标准的要求或有关方面确定。
维卡软化点试验
• 维卡软化点是在一定升温条件下，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。 • 维卡软化试验是1894年维卡尔提出，1910最先由德国正式建立 标准方法。 • 我国1970年采用这一试验方法用于测试热塑性塑料的热性能， 1979年建立国家标准。 • （一）测试Leabharlann Baidu理 • 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。
Contents
HDT和维卡软化点的定义 HDT和维卡软化点的定义
HDT和维卡软化点的测定 HDT和维卡软化点的测定
常用塑胶材料的HDT 常用塑胶材料的HDT
常用原料的维卡软化点
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HTD和维卡软化点的定义
热变形温度(Heat
deflection temperature,简称 HDT)，热变 形温度是衡量材料耐热性能的重要指标之一，是表达被测物的受热和变 形之间关系的重要参数。一般的试验方法为对高分子材料或聚合物施加 一定的负荷，以一定的速度升温，当达到规定形变时所对应的温度。热 变形度的测试是记录在规定负荷和形变量下的温度。若考虑安全系数， 短期使用之最高温度应保持低于热变形温度10℃左右，以确保不致因温 度而使材料变形。最常用的热变形测定法为ASTM D648试验法（在一标准 试片的中心，例如：127×13×3mm，置放455kPa或1820kPa负载、以 2℃/min条件升温直到变形量为 0.25mm时的温度。）对非结晶塑料，HDT 比Tg（玻璃化转变温度）小10~20℃；对结晶塑料，HDT则接近于Tm。通 常加入纤维补强后，塑料的HDT会上升，因为纤维补强可以大幅提升塑料 的机械强度，以致在升温的耐挠曲测试时，会呈现HDT急剧升高的现象。
• HDT的测试仪器：
• 负荷热变形温度测定仪由试样支架、负荷压头、砝码、中点形变 测定仪、温度计及能恒速升温的加热浴箱组成。 • 保温浴槽内盛有对试样无影响的液体传热介质，如硅油、变压器 油、液体石蜡或乙二醇等，浴槽并设有搅拌器。 • 支架用于放置试样，两个支座中心间的距离为100mm。
• 试样信息： 试样信息：
• 测试步骤： 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； • 试样应变量与试样的高度及中点变形量成正比关系。
6 hy ε = l
• 3）计算砝码质量，使试样承载后最大弯曲正应力为1.8N/mm2 或0.45N/mm2； • 采用小负荷时，其数据分散性较大，相对误差较大。 • 蠕变较大的塑料如聚乙烯、尼龙等材料，采用小负荷。
• 测试的要求
• 等速升温速度：12℃±1℃/6min。 • 最大弯曲正应力：1.81N/mm2或0.45N/mm2。 2 • 施加砝码重： 2σ ⋅ b ⋅ h T
W=
3⋅ L ⋅ g
−R−
g
• 式中：W—砝码质量，kg； σ —试样最大弯曲正应力，N/ｍm2； W— kg — N/ m b—试样的宽度，ｍ；Ｌ —两支座中心间距离，ｍ；R ——负 载杆，压头的质量，kg；T —变形测量装置的附加力，N； （附加力向下取正值，向上取负值）；g —重力加速度， 9.8m/s2 。
• 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。 • 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，随着温度的提高，固定负荷下塑料产生的形变量将随之 增加。
• 维卡软化点： Vicat softening temperature（简称 维卡软化点：
VST）——工程塑料、通用塑料等聚合物的试样于液体传 热介质中，在一定的载荷、一定的等速升温条件下，被1m ㎡的压针压入1mm深度时的温度。
HTD和维卡软化点的测定
HTD的测定原理： HTD的测定原理： 的测定原理
• 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:
l2 f =σ ⋅ 6 Eh
• 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。 材料的弹性模量下降，试样变形量增加。 • 即，温度上升，试样变形量增加。 温度上升，试样变形量增加。
常用塑料原料的HDT 常用塑料原料的HDT
常用原料的的维卡软化点
未改性材料 HDPE LDPE EVA PP PS PMAA PTFE ABS PSF POM PC PA6 PA66 PA1010 PBT PI 维卡软化点 120 95 64 150 105 120 110 160 180 141 153 180 217 159 177 300
试样高度变化时相应形变量的变化表
试样高度 h 9.8～9.9 10.0～10.3 10.4～10.6 10.7～10.9 11.0～11.4 11.5～11.9 12.0～12.3 相对变形量 0.33 0.32 0.31 0.30 0.39 0.28 0.27 试样高度 h 12.4～12.7 12.8～13.2 13.3～13.7 13.8～14.1 14.2～14.6 14.7～15.0 相对变形量 0.26 0.25 0.24 0.23 0.22 0.21