塑料物性檢測包括那些內容?
塑料物性檢測包括那些內容?
流動系數
(1)常用的測試標準的量測儀器是溶液指數計(Melt Indexer).
(2)流動系數檢測方法:是一種表示塑膠材料加工時的流動性的數值。它是美國量測標準協會(ASTM)根據美國杜邦公司(Du Pont)慣用的鑒定塑料特性的方法制定而成,其測試方法是先讓塑料粒在一定時間(10分鐘)內、一定溫度及壓力(各種材料標準不同)下,融化成塑料流體,然后通過一直徑為2.1mm圓管所流出的克(g)數。其值越大,表示該塑膠材料的加工流動性越佳,反之則越差。
(3)測試的具體操作過程是:將待測高分子(塑料)原料置入小槽中,槽末接有細管,細管直徑為2.095mm,管長為8mm。加熱至某溫度后,原料上端藉由活塞施加某一定重量向下壓擠,量測該原料在10分鐘內所被擠出的重量,即為該塑料的流動指數。有時您會看到這樣的表示法?MI 25g/10min,它表示在10分鐘內該塑料被擠出25克。一般常用塑料的MI值大約介于1~25之間。MI愈大,代表該塑料原料粘度愈小及分子重量愈小,反之則代表該塑料粘度愈大及分子重量愈大。
收縮率
塑膠制品經冷卻、固化并脫模成形后,其尺寸與原模具尺寸之差的百分比。
因結構不同的關系,結晶性塑料與非結晶性塑料的收縮率存在明顯的差異。一般地,結晶性塑料的收縮率比非結晶性塑料的收縮率大上好幾倍(如下表所示)。同時有添加玻璃纖維或其它強化劑的塑膠材料,其收縮率可降低好幾倍。影響成型收縮的因素有熱收縮、結晶度(熱塑性)或硬化度(熱固性)、彈性回復、分子配向、與成型條件等因素。 <1>熱塑性塑料<2>熱固性塑料
熱膨脹系數
由于一般塑料的熱膨脹系數比金屬大2~10倍,因此在設計模具、塑料與金屬并用的器具、塑料的鉗核物時,必須詳加考慮,以防止因內部應力而造成產品的龜裂變形。
玻璃轉移點(TG)
當塑料的溫度達到玻璃轉移點時,其分子鍵的分枝開始局部脈動,塑料便由玻璃狀變成橡膠狀。當聚合物的溫度在Tg時,會由較高溫下呈現的橡膠態,轉至低溫下所呈現的具堅硬易脆性質的玻璃狀。結晶性塑料有明顯的Tg及潛熱值,聚合物是呈現橡膠態還是玻璃狀全視Tg與當時使用時的溫度而定,故Tg為聚合物在使用上的重要指針。
塑料的熔點(TM)
塑料的熔點是指塑料由固體狀態變成熔融狀態時的溫度,此時結晶性塑料的比容顯著增加,此溫度又稱可加工溫度。
熱變形溫度(HDT)
測試的標準:顯示塑膠材料在高溫受壓下能否保持不變的外形,一般用來表示塑料的短期耐熱性。 測試方法:將試片在一定壓力及一定加溫速度下,彎曲到一定程度時的溫度。例如,在一標準試片(127×13×3mm)的中心,置放在455kPa或1820kPa負載下,并以2℃/min條件升溫直到變形量為0.25mm時的溫度。
對非結晶塑料,HDT比Tg小10~20℃;對結晶塑料,HDT則接近于Tm。通常加入纖維補強后,塑料的HDT會上升,因為纖維補強可以大幅提升塑料的機械強度,以致在升溫的耐撓曲測試時,會呈現HDT急劇升高的現象。
彈性系數
彈性系數是指塑料受外力作用變形后恢復原來形狀的能力,一般以應力對應變的比值表示。彈性值愈大表示塑料材料的剛性(Rigidity)愈好。 硬度
測試的標準:塑料的硬度常采用洛氏硬度,蕭氏硬度法來測試。
其中Shore A常用來測定較軟的塑料,如TPE等彈性體或橡膠;Shore D則來測定較硬的塑料;而Rock Well幾乎都是測定較硬之工程塑料或高性能工程塑料。
它們的公式換算為Shore D + 50 = Shore A。普通PE、MF、UF、FRP等塑料較硬,PE類較軟。
沖擊強度
其中有夏比(Charpy)法及艾氏(Izod)法兩種。
計算方法是將破壞試片所需的能量值除以試片的寬度。一般塑料以PVC、PE、PP、ABS等沖擊強度較高。
壓縮強度
塑料承受外來壓縮力的能力。
聚縮醛、聚酯、壓克力、尿權樹脂和美臘明樹脂在這方面性能較突出。
彎曲強度
主要用來測定塑料耐折的能力,以每單位面積多少力來表示。
一般塑料以PVC、美臘明樹脂、環氧樹脂及聚酯類彎曲強度為佳。玻璃纖維也常用來提升塑料的耐折性。彎曲彈性率是指將試片彎曲時(測試方法如彎曲強度),在彈性范圍內,單位變形量所產生的彎曲應力。一般彎曲彈性率越大,則表示該塑膠材料的剛性越好。
抗張強度
檢測的方法:將塑膠材料拉伸到某一程度,所需力量的大小,通常以每單位面積多少力來表示,而其所拉伸長度的百分比即為伸長率。拉伸強度試片其拉伸的速度通常為5.0~6.5mm/min。
吸水率
塑料膜或塑料板氣體穿透難易的程度。
檢測的方法:將樣品烘干后稱重,再浸入水中24或48小時,然后取出來再稱重,計算重量增加的百分比。
酚醛樹脂、尿醛樹脂、尼龍、纖維素樹脂等吸水率較高,PE、PP等吸水率較低。一般吸水率大者,其機械強度與尺寸穩定性易受影響。
游離單體
游離單體含量可表示樹脂聚合的程度,一般以?或ppm表示。用做食品容器的塑料,或單體聚有毒性的塑料對游離單體含量管制較嚴。
假比重及粒徑分布
黏度
測試的標準:粒徑分布可依ASTM D1921的篩分法測得,假比重可依ASTM D1895的方法測得。 顯示塑料原料的顆粒大小及填塞緊密狀況。
分子量
顯示膠塑體及膠溶體的特性。
一般化合物的分子量是不變的,而聚合體的分子量則是大小不均,所以必須采用平均值及分布度表示。常用的分子量表示法為重量平均分子量MW及數目平均分子量MN,其比值MW/MN稱為分子量分布。
比重
物質密度與水密度的比值(水密度為1),所謂密度是指單位體積的重量。比重可用來估算制品所需原料的重量,而要減輕塑料的用量或重量可采用發泡的方式解決。
比重可用來估算制品所需原料的重量,而要減輕塑料的用量或重量可采用發泡的方式解決。
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