塑料、橡膠和泡沫材料拉伸試驗(yàn)的研究

塑料、橡膠和泡沫材料拉伸試驗(yàn)的研究

一、機(jī)械機(jī)械1.別按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行識(shí)別彈性試驗(yàn)用于評(píng)估材料是否受到拉伸力的評(píng)估，材料會(huì)展開(kāi)、變形、產(chǎn)生應(yīng)力和開(kāi)裂。塑料、橡膠和泡沫材料分別按照GB/T1040、GB/T528、GB/T6344標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。試驗(yàn)時(shí)通過(guò)夾住標(biāo)準(zhǔn)樣條的兩頭的夾具分離產(chǎn)生對(duì)樣品的拉伸力,夾具分離速率即樣品拉伸速率為可控。記錄樣品在整個(gè)拉伸過(guò)程中的受力以及事先在樣品上做好的兩個(gè)標(biāo)記線間的距離,直到樣品發(fā)生斷裂?？梢詼y(cè)定樣品的拉伸強(qiáng)度、拉伸模量、拉伸斷裂強(qiáng)度、拉伸斷裂伸長(zhǎng)率等性能。2.壓力和速度試驗(yàn)采用三點(diǎn)式的彎曲模型進(jìn)行,塑料和泡沫材料分別按照GB/T9341、GB/T8812標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。試驗(yàn)時(shí)在樣品下面規(guī)定長(zhǎng)度的兩端上給予兩個(gè)支撐,在兩個(gè)支撐點(diǎn)的中心點(diǎn)樣品的上方通過(guò)速率可控的壓頭移動(dòng)來(lái)施加壓力,使樣品產(chǎn)生彎曲變形。記錄彎曲過(guò)程的受力以及樣品變形的位移,可以測(cè)得樣品的彎曲強(qiáng)度、彎曲模量等。3.兩種沖擊強(qiáng)度測(cè)量沖擊試驗(yàn)是評(píng)估材料受到外界沖擊力產(chǎn)生斷裂的抵抗能力。沖擊試驗(yàn)有兩種,一種是懸臂梁沖擊(GB/T1843),一種是簡(jiǎn)支梁沖擊(GB/T1043)。區(qū)別在于:懸臂梁沖擊是讓條形樣品垂直放置,夾住樣品下半部,擺錘運(yùn)動(dòng)平面與樣條長(zhǎng)度方向處于一個(gè)平面;簡(jiǎn)支梁沖擊是讓樣條水平放置,兩端從沖擊方向的后面支撐,擺錘運(yùn)動(dòng)平面與樣條長(zhǎng)度方向垂直。樣品可以是有缺口(標(biāo)準(zhǔn)化的缺口)或者無(wú)缺口,通過(guò)擺錘沖擊將樣品破壞后根據(jù)擺錘的剩余能量可以測(cè)得樣品被破壞消耗的能量,即可測(cè)得樣品的沖擊強(qiáng)度。例如某樣品檢測(cè)結(jié)果懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度為10kJ/m2。二、電能能1.擊穿試驗(yàn)的方法電氣強(qiáng)度(介電強(qiáng)度)是指絕緣材料在電場(chǎng)作用下被擊穿的單位厚度的電壓。電氣強(qiáng)度測(cè)試按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T1408.1進(jìn)行,試驗(yàn)是在絕緣材料兩邊施加連續(xù)變化的電壓,當(dāng)電壓超過(guò)一定值時(shí)試驗(yàn)樣品被擊穿,該電壓就是樣品的擊穿電壓。樣品的擊穿電壓與樣品厚度有關(guān),厚度越大,擊穿電壓越高。試驗(yàn)規(guī)定了樣品的厚度值,擊穿電壓與厚度的比值就是電氣強(qiáng)度。2.表面電阻的測(cè)量體積電阻和表面電阻都是表征材料的電絕緣性能。體積電阻是在試樣的相對(duì)兩表面上放置的兩電極間所加的直流電壓與流過(guò)電極間的穩(wěn)態(tài)電流之商;表面電阻是在試樣的某一表面上兩電極間所加電壓與經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后流過(guò)兩電極間的電流之商。試驗(yàn)按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T1410進(jìn)行,體積電阻和表面電阻可以同時(shí)進(jìn)行測(cè)試,但測(cè)試表面電阻時(shí)或多或少的總要包括體積電阻,所以只能近似測(cè)量表面電阻。3.介質(zhì)損耗的測(cè)定介質(zhì)在外加電場(chǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電荷而削弱電場(chǎng),原外加電場(chǎng)(真空中)與最終介質(zhì)中電場(chǎng)比值即為介電常數(shù)。電介質(zhì)在交變電場(chǎng)作用下,所積累的電荷有兩種分量:(1)有功功率。一種為所消耗發(fā)熱的功率,又稱同相分量;(2)無(wú)功功率,又稱異相分量。異相分量與同相分量的比值即稱為介質(zhì)損耗。通常用正切tanδ表示。介電常數(shù)和介質(zhì)損耗按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T1409進(jìn)行可同時(shí)測(cè)得。試驗(yàn)通過(guò)一定電路測(cè)定以樣品材料為介質(zhì)的電容,計(jì)算出樣品的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗。測(cè)量結(jié)果受頻率、溫度、濕度和電場(chǎng)強(qiáng)度的影響。4.固體電絕緣材料的電痕化試驗(yàn)絕緣材料在電場(chǎng)的作用下,由于受到水和雜質(zhì)的污染,在表面形成閃絡(luò)現(xiàn)象,慢慢破壞材料的絕緣結(jié)構(gòu),形成導(dǎo)電通道,造成短路。這種現(xiàn)象就是電痕化。試驗(yàn)按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T4207(IEC60112)進(jìn)行,耐漏電起痕試驗(yàn)可測(cè)量在電壓最高600V時(shí)固體電絕緣材料的相對(duì)耐電痕化性能。相比電痕化試驗(yàn)就是測(cè)量不引起電痕化的最高電壓。試驗(yàn)中電壓按每25V一個(gè)等級(jí)施加在樣品表面的鉑電極上,樣品在經(jīng)受規(guī)定滴數(shù)(50滴)、體積(20mm3)和濃度的電解液后,試驗(yàn)中過(guò)電流不超過(guò)0.5A且樣品不起燃則樣品通過(guò)該電壓等級(jí)的電痕化試驗(yàn)。三、可靠性能1.軟、軟變形變形熱變形溫度用于評(píng)估材料的耐熱機(jī)械性能。試驗(yàn)按照GB/T1634進(jìn)行,試驗(yàn)用長(zhǎng)方體樣條在樣品長(zhǎng)度上的規(guī)定距離用兩規(guī)定的支撐頭支撐,在支撐中心部位用壓頭施加規(guī)定負(fù)荷,讓樣品升溫,樣品受熱變軟會(huì)慢慢變形。隨著溫度升高,樣品軟化程度變大,變形撓度越大。達(dá)到規(guī)定形變時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度,該溫度就是樣品在試驗(yàn)條件下的熱變形溫度。2.溫度對(duì)維卡軟化溫度的影響維卡軟化溫度也是表征材料耐熱的性能。試驗(yàn)按照GB/T1633進(jìn)行,通過(guò)壓針施加在樣品表面,壓針橫截面積為1mm2,施加負(fù)荷后,讓樣品升溫,當(dāng)壓針刺入樣品深度為1mm2時(shí)的溫度為維卡軟化溫度。3.復(fù)合材料試樣的耐熱試驗(yàn)聚合物材料一般受熱會(huì)軟化,從而影響材料的其他性能如機(jī)械性能、電絕緣性能等,進(jìn)而引發(fā)產(chǎn)品的安全隱患。球壓試驗(yàn)作為電工產(chǎn)品的非金屬材料的耐熱試驗(yàn),用于評(píng)估電工產(chǎn)品及其零部件的固體絕緣材料(不包括陶瓷)的耐熱性能。試驗(yàn)過(guò)程是用一個(gè)20N±0.2N的負(fù)荷通過(guò)半徑2.5mm的鋼球壓在厚度不小于3mm的平面樣品表面,在試驗(yàn)溫度下保持1h,冷卻后測(cè)量壓痕的尺寸。通過(guò)壓痕尺寸大小來(lái)評(píng)估樣品在試驗(yàn)溫度下的耐熱軟化情況。規(guī)定壓痕最大尺寸不超過(guò)2.0mm為合格。具體標(biāo)準(zhǔn)為GB/T5169.21。四、抗燃油試驗(yàn)的性能1.熱試驗(yàn)的結(jié)果是燃燒絲溫度灼熱絲試驗(yàn)就是利用模擬技術(shù)評(píng)定灼熱元件或過(guò)載電阻之類的熱源在短時(shí)間內(nèi)造成熱應(yīng)力影響的著火危險(xiǎn)性。試驗(yàn)的灼熱絲是一個(gè)規(guī)定的電阻絲環(huán),用電加熱到規(guī)定的溫度,使灼熱絲的頂端接觸樣品達(dá)到規(guī)定的一段時(shí)間(30s),然后離開(kāi),觀察和測(cè)量樣品的燃燒情況,灼熱絲離開(kāi)后30s內(nèi)樣品不再燃燒則判定為通過(guò)該溫度的灼熱絲試驗(yàn)。灼熱絲可燃性指數(shù)是指材料能通過(guò)灼熱絲試驗(yàn)的最高溫度。例如某材料灼熱絲可燃性指數(shù)檢測(cè)結(jié)果為GWFI:900/2.0,則表示該材料厚度不小于2.0mm時(shí),灼熱絲試驗(yàn)?zāi)芡ㄟ^(guò)的最高溫度是900℃。灼熱絲起燃溫度是指比連續(xù)三次試驗(yàn)均不會(huì)引起規(guī)定厚度的試驗(yàn)樣品起燃(持續(xù)時(shí)間超過(guò)5s)的灼熱絲最高溫度高25K(900℃～960℃之間高30K)的溫度,它描述的是材料在規(guī)定厚度下灼熱絲試驗(yàn)中燃燒持續(xù)時(shí)間不超過(guò)5s的最高溫度等級(jí)。2.試驗(yàn)方法和樣品分為水平燃燒和垂直燃燒。水平燃燒試驗(yàn)用矩形條狀試驗(yàn)樣品的一端,使樣品呈水平狀態(tài),自由端則與規(guī)定的試驗(yàn)火焰接觸。用測(cè)量線性燃燒率的方法評(píng)定水平放置的條狀樣品的燃燒特性。水平燃燒的等級(jí)分為HB40、HB和HB75。具體標(biāo)準(zhǔn)GB/T5169.16。垂直燃燒試驗(yàn)用矩形條狀試驗(yàn)樣品的一端,使樣品呈垂直狀態(tài),自由端則與規(guī)定的試驗(yàn)火焰接觸。用測(cè)量余焰和余灼時(shí)間、火焰微粒的燃燒程度和滴落程度的方法評(píng)定垂直放置的樣品的燃燒特性。垂直燃燒試驗(yàn)的樣品與水平燃燒的樣品尺寸一樣,但試驗(yàn)要進(jìn)行兩組。其中一組試驗(yàn)的樣品只進(jìn)行常態(tài)處理(23±2℃、濕度50±5%,處理至少48h),另一組樣品在70±2℃的條件下老化168±2h。依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果將燃燒等級(jí)分為V-0、V-1、V-2或不能用垂直燃燒法進(jìn)行分級(jí),具體判定依據(jù)參照GB/T5139.16。3.燃燒性能測(cè)試GB/T5169.5中的針焰試驗(yàn)如下:試驗(yàn)用內(nèi)徑0.5mm的針產(chǎn)生的12mm高的火焰施加在試驗(yàn)樣品表面,記錄樣品燃燒以及滴落物情況。移去針焰后樣品及鋪底層的余焰或余灼時(shí)間小于30s(包括未起燃)為合格。UL746C標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)裝置與GB/T5169.5針焰試驗(yàn)一致,用測(cè)試火焰作用于器具30s,隔1min后再作用30s后,材料的燃燒時(shí)間應(yīng)不超過(guò)1min。如試樣完全被消耗掉,則測(cè)試失敗。4.hwi-plc試驗(yàn)試驗(yàn)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為IEC60695-2-20。該試驗(yàn)是用電熱絲圈作為引燃火源來(lái)測(cè)量材料的引燃時(shí)間。熱絲為長(zhǎng)250mm、直徑0.5mm的鎳/鉻(80/20)絲,通過(guò)專用的卷繞設(shè)備使熱絲按規(guī)定的形狀繞在樣品上五圈。在電絲上施加電壓使一定的電流通過(guò)熱絲而使熱絲發(fā)熱,觀察材料是否被點(diǎn)燃的時(shí)間。根據(jù)點(diǎn)燃時(shí)間劃分等級(jí)為HWI-PLC:M、0、1、2、3、4、5。例如某樣品測(cè)試結(jié)果為“IEC60695-2-20:HWI:2/3.0”,表示依據(jù)IEC60695-2-20測(cè)試樣品在厚度為3.0mm時(shí)的熱絲引燃指數(shù)(HWI)為2級(jí)(具體級(jí)別分類參考標(biāo)準(zhǔn))。5.試驗(yàn)方法有較大電流存在的電路發(fā)生斷路時(shí)會(huì)在斷路的兩個(gè)電極間產(chǎn)生電弧,可能會(huì)引燃周?chē)^緣材料。該試驗(yàn)評(píng)估材料受到電弧作用時(shí)的引燃性能,依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB4943(IEC60950)附錄A3。試驗(yàn)用兩個(gè)電極接觸并置于樣品表面,電極短路時(shí)電流為33A,其中一個(gè)電極固定,另一個(gè)電極可移動(dòng)。試驗(yàn)時(shí),通過(guò)可移動(dòng)電極的周期性往返運(yùn)動(dòng)不斷與另一電極進(jìn)行接觸、分離,不斷短路、斷開(kāi),產(chǎn)生電弧。通過(guò)控制電極移動(dòng)速度控制產(chǎn)生約40次電弧/min,記錄材料在經(jīng)受電弧起燃的次數(shù),或者已經(jīng)經(jīng)受了200次的電弧而未起燃。如檢測(cè)結(jié)果為“HAI:100/2.0”,表示樣品厚度2.0mm時(shí),經(jīng)過(guò)100次電弧,樣品起燃。五、加工產(chǎn)品的性能1.熔體流動(dòng)性測(cè)試熔體流動(dòng)速率,通常作為熱塑性樹(shù)脂質(zhì)量控制和熱塑性塑料成型工藝條件的參數(shù)。它是熱塑性樹(shù)脂或塑料在規(guī)定溫度和恒定負(fù)荷下,熔體在一定時(shí)間內(nèi)流過(guò)標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管的量?？梢杂脙煞N方法表示,一種是以10min時(shí)間熔體流過(guò)標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管的質(zhì)量為量度,稱為熔體質(zhì)量流動(dòng)速率,以符號(hào)MFR表示,單位為g/10min;另一種是以10min時(shí)間熔體流過(guò)標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管的體積為量度,稱為熔體體積流動(dòng)速率,以符號(hào)MVR表示,單位為ml/10min。通常使用第一種溶體流動(dòng)速率MFR表示法。熔體流動(dòng)速率是用以區(qū)別各種熱塑性塑料在熔融狀態(tài)時(shí)的流動(dòng)性。對(duì)同一種樹(shù)脂,可以用MFR來(lái)比較其分子量的大小,以作為生產(chǎn)質(zhì)量的控制。材料的熔體流動(dòng)速率依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T3682-2000來(lái)進(jìn)行測(cè)試。試驗(yàn)時(shí),將料桶加熱到需要的溫度(所測(cè)材料的加工溫度),恒溫后加入所測(cè)材料,待材料也恒溫后,通過(guò)活塞給恒溫的材料施加一定的負(fù)荷(可在幾個(gè)標(biāo)稱負(fù)荷中選擇),這時(shí)熔融的材料在負(fù)荷作用下從料桶底部流出,通過(guò)測(cè)定一定時(shí)間段流出的物料質(zhì)量或體積,可測(cè)得材料的熔體流動(dòng)速率。例如測(cè)試結(jié)果為“MFR(200,2.16)”:10,則表示該材料在200℃,2.16kg的負(fù)荷下測(cè)得的熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為10g/10min。2.模塑收縮率測(cè)定塑料加工時(shí)在模具中受熱受壓,冷卻成型后會(huì)產(chǎn)生一定的變形收縮。模塑收縮率就是表征這種變形收縮的程度。試驗(yàn)依據(jù)GB/T17037.4-2003標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行,通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)60mm×60mm×2mm的標(biāo)準(zhǔn)模具尺寸和成型后的樣品尺寸比較,得出模塑收縮率。六、非金屬材料檢測(cè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)耐老化試驗(yàn)包括很多種,通常通過(guò)老化前后樣品某一性能的變化和比較來(lái)說(shuō)明樣品該性能的耐老化性,老化性試驗(yàn)通常包括:熱老化試驗(yàn),依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T7141進(jìn)行,通過(guò)長(zhǎng)期的熱處理后樣品某一性能的變化和比較來(lái)考核材料的耐熱老化性能;溫濕度試驗(yàn),依據(jù)GB/T2423系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,主要考核材料的耐高溫、低溫、恒定濕熱、交變濕熱、鹽霧等環(huán)境老化性;耐光老化,依據(jù)GB/T16422系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,通過(guò)人工模擬太陽(yáng)光來(lái)對(duì)樣品進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的光照處理,通過(guò)照射前后樣品某一性能的變化和比較來(lái)考核材料的耐光老化性能;耐紫外燈老化,