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源于化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)的不同，塑料與金屬等材料性能上有很大不同，也因此有其他材料所不能代替的應(yīng)用領(lǐng)域，它們的性能表征與測試也有自身的許多特點(diǎn)。因此，必須以了解塑料的基本組成和結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，了解塑料的性能表征與測試。

 

“表征”，常用于評(píng)價(jià)塑料的分子或結(jié)構(gòu)特性，表征手段如：GPC，X光衍射，NMR，質(zhì)譜，UV，IR，DSC，TGA等。

 

“測試”則用于塑料對外加負(fù)荷、環(huán)境等作用所引起的相應(yīng)行為的評(píng)價(jià)。“測試”，并非僅限于塑料樹脂性能的測試，還常常測試樹脂制成品塑料制件的性能，以保證合適的最終產(chǎn)品使用性能的要求。

 

常用的塑料性能測試儀器包括以下幾類：

 

試驗(yàn)機(jī)類：

• 材料試驗(yàn)機(jī)；

• 疲勞試驗(yàn)機(jī)；

• 沖擊試驗(yàn)機(jī)；

• 硬度計(jì)；

• 耐磨試驗(yàn)機(jī)；

• 熱變形試驗(yàn)機(jī)；

• 熔體流動(dòng)速率熔體體積流率測試儀。

 

熱分析類：

• 熱膨脹儀TMA；

• 差示掃描量熱儀DSC;

• 熱重分析儀TGA；

• 動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀DMA。

 

流變儀類：

• 轉(zhuǎn)矩流變儀；

• 毛細(xì)管流變儀；

• 旋轉(zhuǎn)流變儀.

 

其它：

• 燃燒測定儀；

• 霧度計(jì)；

• 密度計(jì)；

• 老化試驗(yàn)箱；

• 電阻率測定儀。

 

材料試驗(yàn)機(jī)

 

材料試驗(yàn)機(jī)概念：

就是對材料、零件、構(gòu)件進(jìn)行力學(xué)性能和工藝性能試驗(yàn)的儀器和設(shè)備。

 

材料試驗(yàn)機(jī)能做的試驗(yàn)有：

拉伸、壓縮、彎曲、撕裂、剝離、剪切等。

 

分類

• 按對象可分為金屬與非金屬材料試驗(yàn)機(jī)；

• 按試驗(yàn)時(shí)間可分為長時(shí)與短時(shí)試驗(yàn)機(jī)；

• 按試驗(yàn)溫度可分為高溫.常溫.低溫試驗(yàn)機(jī)；

• 按試樣的受力狀態(tài)和試驗(yàn)力的施加速度可分為靜態(tài)力和動(dòng)態(tài)力試驗(yàn)機(jī)；

• 按測定力學(xué)性能和試驗(yàn)力的施加方式可分拉力、壓力、萬能、扭轉(zhuǎn)、蠕變、松弛、疲勞、沖擊試驗(yàn)機(jī)以及硬度計(jì)和摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)等；

• 按結(jié)構(gòu)原理可分為機(jī)械式、液壓式、電子式試驗(yàn)機(jī)等。

 

簡介

萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)的大小用機(jī)架的最大負(fù)載額定值和測量負(fù)載/力的負(fù)載傳感器來描述。負(fù)載傳感器裝在電動(dòng)機(jī)或者液壓部件驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)十字頭上。與夾具串聯(lián)的負(fù)載傳感器測量力的大小，測量值可以在數(shù)字顯示屏或計(jì)算機(jī)上讀出。許多萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)有可互換的負(fù)載傳感器，以便能與被測試的材料相匹配。

動(dòng)態(tài)或者循環(huán)測試（例如裂紋增長和疲勞）一般都在長時(shí)間內(nèi)負(fù)載較低的液壓伺服萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。

電子萬能試驗(yàn)機(jī)由滾珠絲杠傳動(dòng)，試驗(yàn)速度可達(dá)0.01mm/min～1000mm/min。

 

選購

• 測試模式和受力狀態(tài)；

• 最大負(fù)荷；

• 最大行程；

• 測試負(fù)荷準(zhǔn)確度；

• 測試速度準(zhǔn)確度；

• 夾具；

• 引伸計(jì)；

• 測試環(huán)境箱；

• 價(jià)格及服務(wù)。

 

生產(chǎn)商

• 美國Instron英斯特朗公司

• 德國Zwick

• 日本Shimadzu島津公司

• 美國Tinius Olsen

• 新三思

• 濟(jì)南試金

 

沖擊試驗(yàn)機(jī)

沖擊性能試驗(yàn)對工程材料的缺陷很敏感，而其影響因素也很多。特別是對高分子材料，其抗沖擊性能常常受到溫度、濕度、沖擊速度、試樣的幾何形狀以及應(yīng)力方式等影響。

 

分類

• 擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)（簡支梁、懸臂梁）；

• 試樣缺口形式因采用標(biāo)準(zhǔn)不同而不同。

• 落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)；

• 儀器化落鏢沖擊試驗(yàn)機(jī)；

 

擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)工作原理圖

 

 

1、擺錘；2、試樣；3、機(jī)架；4、揚(yáng)臂

 

落錘落球沖擊試驗(yàn)原理

在規(guī)定的條件下，用一特定形狀及一定質(zhì)量的重錘，在某一高度上自由落下而對試樣進(jìn)行沖擊，通過改變重錘的質(zhì)量或落下的高度、對一定量的試樣進(jìn)行試驗(yàn)，從而可測出制品沖擊破壞所需的能量。

 

選購

• 沖擊能量范圍；

• 沖擊線速度；

• 符合相應(yīng)測試標(biāo)準(zhǔn)；

• 價(jià)格和服務(wù)。

 

生產(chǎn)商

• 美國Tinius Olsen

• 意大利CEAST

 

熔體流動(dòng)速率熔體體積流率測試儀

熱塑性塑料在規(guī)定的溫度和負(fù)荷條件下，每10min通過標(biāo)準(zhǔn)口模，物質(zhì)的量為熔體流動(dòng)速率；體積的量為熔體體積流率。

單位：g/10min

GB/T 3682-2000

ISO 1133

ASTM D 1238

 

 

簡介

• 熱塑性塑料熔體質(zhì)量流動(dòng)速率和熔體體積流動(dòng)速率與剪切速率有關(guān)。

• 本試驗(yàn)中的剪切速率遠(yuǎn)小于實(shí)際加工時(shí)的剪切速率。因此，由本方法得到的各種熱塑性塑料的數(shù)據(jù)不一定與它們在實(shí)際使用中的性能有關(guān)。兩種方法在質(zhì)量控制中都是有用的。

• 一種規(guī)定條件下的動(dòng)力粘度計(jì)，由于聚合物粘度對其材料結(jié)構(gòu)上的敏感性，而被用來監(jiān)視材料變化。

 

 

選購

• 測試所需溫度范圍；

• 溫度準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性；

• 擠塑計(jì)幾何尺寸精度；

• 自動(dòng)測量裝置精度；

• 易用性；

• 價(jià)格和服務(wù)。

 

生產(chǎn)商

• 德國GOETTFERT

• 美國Tinius Olsen

• 意大利CEAST

 

熱變形試驗(yàn)機(jī)

 

HDT標(biāo)準(zhǔn)：

ISO 75

ASTM D 648

GB/T 1634

 

VST標(biāo)準(zhǔn)：

ISO 306

ASTM D 1512

GB/T 1633

 

熱變形溫度/維卡軟化點(diǎn)溫度測定儀

 

簡介

把一個(gè)具有一定尺寸要求的矩形試樣，放在規(guī)定跨距的支座上，并在兩支座的中點(diǎn)處，施加規(guī)定的負(fù)荷，形成三點(diǎn)式簡支梁式靜彎曲，負(fù)荷力的大小，必須使試樣形成1.8MPa或0.45MPa的表面彎曲應(yīng)力，把受荷后的試樣浸在導(dǎo)熱的液體介質(zhì)中，以規(guī)定的升溫速率開溫，當(dāng)試樣中點(diǎn)的變形量達(dá)到與試樣高度相對應(yīng)的規(guī)定值時(shí)的溫度，就是負(fù)荷熱變形溫度。

在規(guī)定升溫速率的導(dǎo)熱的液體介質(zhì)浸沒下，在規(guī)定負(fù)荷條件下，端面為1mm2圓形測針刺入試樣1mm深度時(shí)的溫度，即為維卡軟化點(diǎn)溫度。

本方法測得的軟化點(diǎn)(維卡)適用于控制質(zhì)量和作為鑒定新品種熱性能的—個(gè)指標(biāo)，但不代表材料的使用溫度。

 

選購

• 測試所需溫度范圍；

• 溫度測量準(zhǔn)確度；

• 導(dǎo)熱介質(zhì)溫度準(zhǔn)確度和均勻性；

• 自動(dòng)測量裝置精度；

• 測頭數(shù)量；

• 易用性；

• 價(jià)格和服務(wù)。

 

生產(chǎn)商

• 德國GOETTFERT

• 美國Tinius Olsen

• 意大利CEAST

 

熱膨脹儀(熱機(jī)械分析儀TMA)

• 熱膨脹系數(shù)測量；

• 熱機(jī)械曲線測試。

 

生產(chǎn)商

• NETZSCH德國耐馳公司

• 美國TA公司

 

差示掃描量熱儀DSC（1）

在程序溫度控制下，測定輸入到試樣和參比樣的熱流速率（熱功率）差對溫度和/或時(shí)間關(guān)系的技術(shù)。

標(biāo)準(zhǔn)

①ISO 11357；

②ASTM D 3417；

③GB/T 19466。

 

 

 

測量參數(shù)

• 比熱

• 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度

• 熔點(diǎn)

• 結(jié)晶溫度

• 結(jié)晶度

• 熔融焓

• 結(jié)晶焓

• 結(jié)晶動(dòng)力學(xué)

• 熱固性塑料的反應(yīng)熱

• 熱固性塑料的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)

• 膠凝轉(zhuǎn)化率

 

選購

• 試驗(yàn)溫度范圍；

• 冷卻方式；

• 量熱靈敏度；

• 調(diào)制DSC；

• 軟件選擇；

• 價(jià)格和服務(wù)。

 

生產(chǎn)商

• 美國TA公司

• Mettler-Toledo瑞士梅特勒-托利多公司

• NETZSCH德國耐馳公司

• PerkinElmer美國PE公司

 

動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀DMA

動(dòng)態(tài)力學(xué)分析是在程序溫度下，測量物質(zhì)在振動(dòng)負(fù)荷下的動(dòng)態(tài)模量和阻尼與溫度的關(guān)系的技術(shù)。動(dòng)態(tài)力學(xué)試驗(yàn)通常是對試樣施加一個(gè)呈正弦波函數(shù)的應(yīng)變或應(yīng)力，取決于試樣的形狀，力學(xué)方式可分為：伸長或彎曲；剪切或扭轉(zhuǎn)；壓縮。

 

選購

• 試驗(yàn)溫度范圍；

• 冷卻方式；

• 工作模式；

• 工作頻率；

• 價(jià)格和服務(wù).

 

生產(chǎn)商

• 美國TA公司

• Mettler-Toledo瑞士梅特勒-托利多公司

• NETZSCH德國耐馳公司

• PerkinElmer美國PE公司

 

熱重分析儀TGA

熱重法(TG)是在程序溫度下，測量試樣的質(zhì)量與溫度或時(shí)間的關(guān)系的—種技術(shù)。試樣可以是固體或液體．并以某一速率升溫或降溫，或在某一固定溫度保持恒溫。TG可用于測量分解、氧化、還原、蒸發(fā)、升華和其他質(zhì)量變化。

 

 

選購

• 試驗(yàn)溫度范圍；

• 溫度準(zhǔn)確度；

• 天平準(zhǔn)確度；

• 價(jià)格和服務(wù)。

 

生產(chǎn)商

• 美國TA公司

• Mettler-Toledo瑞士梅特勒-托利多公司

• NETZSCH德國耐馳公司

• PerkinElmer美國PE公司

 

流變儀

Thermo Haake轉(zhuǎn)矩流變儀：

在高剪切效果下使聚合物熔體的多相組分得以良好混合。在此工藝條件下，被高度剪切的物料反抗混合的阻力與其粘度成正比，轉(zhuǎn)矩流變儀通過扭矩傳感器測量這種阻力，得到扭矩隨時(shí)間變化曲線稱之為“流變曲線”，用來分析高分子材料的加工和流變性能，同時(shí)制備各種預(yù)混試樣用于物理和化學(xué)性能的測試。