现代材料分析技术课程论文

论文题目：现代分析技术在塑料材料测试中的应用课程名称：现代材料分析方法

专业名称：应用化学

学号：xxxxxxxxxx

姓名：xxxxx

成绩：

摘要：本文综述了塑料的性质及塑料材料测试的标准，对不同类型的塑料测试方法进行分析。

关键词：塑料；性质；标准；测试技术；发展

Abstract：This paper reviews the properties of plastics and plastic materials testing standards, to analyze the plastic test methods of different types.

Keyword：Plastics; properties; testing technology; development;

1 引言

自比利时人列奥·亨德里克·贝克兰于1907年7月14日注册酚醛塑料的专利以来，塑料制品便以惊人的速度迅速发展着，并且与纤维、橡胶统称为三大高分子材料。从桌椅板凳等日常用品，到电子设备、汽车零部件、航模材料等，塑料制品可谓无处不在，可以说，塑料制品不仅与我们的生活息息相关，更与国家的经济建设与发展紧密相连。

我国塑料工业经过长期的奋斗和面向全球的开放，已形成门类较齐全的工业体系，成为与钢材、水泥、木材并驾齐驱的基础材料产业，作为一种新型材料，其使用领域已远远超越上述三种材料。进入21世纪以来，我国塑料工业取得了令世人瞩目的成就，实现了历史性的跨越。作为轻工行业支柱产业之一的塑料行业，近几年增长速度一直保持在10%以上，在保持较快发展速度的同时，经济效益也有新的提高。塑料制品行业规模以上企业产值总额在轻工19个主要行业中位居第三，实现产品销售率97.8%，高于轻工行业平均水平。从合成树脂、塑料机械和塑料制品生产来看，都显示了我国塑料工业强劲的发展势头。

随着塑料工业的发展，为了正确掌握塑料的各种性能，控制产品的质量、指导塑料产品的成型与加工、研讨材料结构与性能的关系、更好的推广和使用塑料材料。塑料性能的评价显得越来越重要，塑料性能的测试技术和各类性能试验方法标准也相继产生。然而，不容置疑，我国的塑料性能测试的技术水平，不论是仪器设备还是测试方法，与先进国家还有一定的差距。

2 塑料性能分析测试的特点和塑料测试的标准化

2.1塑料性能分析测试的特点

塑料的主要成分是合成树脂。树脂这一名词最初是由动植物分泌出的脂质而得名，如松香、虫胶等，目前树脂是指尚未和各种添加剂混合的高聚物。树脂约占塑料总重量的40%～100%。塑料的基本性能主要决定于树脂的本性，但添加剂也起着重要作用。有些塑料基本上是由合成树脂所组成，不含或少含添加剂，如有机玻璃、聚苯乙烯等。所谓塑料，其实是合成树脂中的一种，形状跟天然树脂中的松树脂相似，但因经过化学手段进行人工合成，而被称之为塑料[1]。

由于塑料组成和结构的特点，使得塑料具有许多优异的性能。塑料性能分析测试是材料科学的一部分，它同众多的金属材料和非金属材料检验方法有许多相同之处，但由于高分子材料的结构性能的不同，也有自身的特点。

（1）塑料的粘弹性

塑料是一种粘弹性体，其性能与弹性的金属材料有很大的不同。尤其是塑料的力学性能测试中有很宽的塑性区，应变率高。因此，用电阻应变片技术来测定塑料的应变量通常是不合适的。塑料测试的时间效应非常明显，在外力作用下塑料分子链会逐渐发生了构象和位移的变化而造成的蠕变和应力松驰现象。在静拉伸下表现出具有很好弹性的材料，在高速拉伸时会明显的表现出很大的脆性。

（2）环境条件对测试数据影响很大

塑料的温度效应明显，它不同于金属和陶瓷材料，在室温上下的波动不会对材料性能为行带来明显的改变。塑料的链段结构和活动对温度的依赖性极明显，往往在温度改变不多度时就明显地出现性能的巨大的变化，原硬如玻璃的东西马上变成柔软如橡胶的弹性体。环境湿度对塑料的性能也有影响，如尼龙材料在湿态的冲击强度是干态的十多倍。在日光、汽雾等作用下，处在不受力状态中的塑料均会发生不同程度的老化现象，致使塑料的很多性能发生变化。以上这些现象，会严重影响分析测试结果的准确性，造成试验误差。

（3）塑料的多样性

塑料一般是多组分的混合物，分子结构、分子量分布，链段构象各异，因此，测定的数据易显分散。

2.2 塑料测试的标准化

标准是对重复性事物和概念所做的统一规定。标准化程度高低是一个国家经

济发展、科技进步的标志。随着我国的塑料应用领域的不断扩大，质量指标要求的提高，塑料标准化程度也在加快。近十年来，我们通过标准的引进吸收与修订，我国的塑料标准化已有了很大的提高，逐渐与国际接轨，这对提高我国的塑料测试技术水平有很大的促进作用。

塑料标准化包括塑料标准的制订和标准的应用。在我国制定的塑料技术标准中主要涉及九大类检验标准，他们是试样制备标准；物理性能测试标准；力学性能测试标准；电性能测试标准；燃烧性能测试标准；温度特性测试标准；化学测试标准；塑料老化和应力开裂试验标准；卫生性测试标准。这些标准可以从各种角度对塑料的性能进行评价，统一规定了影响试验结果的诸因素（温度、相对湿度、仪器、试样形状与尺寸、过程步骤、数据表示）等，保证塑料分析试验结果有较好的重现性和可比性。目前，我国各单位塑料分析测试的采用的标准以国家标准（GB）为主，有的企业也采用国际标准（ISO）、或美国试验与材料协会（ASTM）等其他国家的先进标准。

3 塑料性能分析测试技术发展

随着现代科学的发展，精密仪器的制造技术迅速提高，再加上计算机技术的引入，使塑料分析测试仪器的功能和精度不断提高，为开辟塑料材料分析测试方法的新领域创造了很好的条件。如拉伸试验机，过去应用摆锤式测力计，塑料材料需要较高试验速度时，由于摆锤摆动的惯性引起的负荷误差竟达15%之多。现采用了电子测力、传感器测变形及机电伺服闭环控制技术的电子万能试验机，这种现象不再存在了，示值精度可达到了量程的±0.1%。同时，通过负荷/应变控制系统还可以控制加荷速率和应变速率，这对高温试验(如接近熔点)加荷速度的控制及屈服区域应变速率的控制是非常需要的。

3.1计算机技术应用

计算机将仪器的信号分析与处理、结果表达与输出放到计算机上来完成，用屏幕形象地模拟各种仪器控制面板，以各种形式表达、输出检测结果。使用计算机软件代替传统仪器的硬件来实现各种各样的信号分析、处理，完成多种多样的测试功能，而且由于采用计算机作为仪器的“内核”，能把人为干预的因素减到最小，可以获得很高的测试速度、很好的测量一致性和重复性，大大突破了传统仪器在数据的处理、表达、传送、存储等方面的限制，获得了传统仪器无法比拟