实验讲义十二 热变形温度及维卡软化点的测定

实验项目名称：热塑性塑料维卡软化温度的测定
实验项目性质：普通实验
所属课程名称：高分子物理
实验计划学时：3学时
一、实验目的
1．了解热塑性塑料材料的维卡软化温度。

2．学习维卡软化温度测定仪的使用方法。

二、演示（参观）内容
演示（参观）RW--3型维卡软化温度测定仪测定某种热塑性塑料的维卡软化温度的过程。

维卡软化温度也是塑料耐热性的指标之一，材料达到维卡软化温度时，已经处于软化可塑状态，所以曾有人把维卡软化温度和热机械曲线上的玻璃化转变温度相联系，并在实测的基础上提出了一个经验公式，把维卡软化温度和玻璃化转变温度用一个简单的公式建立了换算关系。

维卡软化温度适用于控制材料质量和作为鉴定新品种塑料热性能的一个指标，但它代表材料的使用温度。

三、观察（考察）内容
（1）用于测试维卡软化温度的试样尺寸及外观要求；
（2）实验的温度条件；
（3）实验负荷的选择；
（4）试样的针入度；
（5）试样的安装要求；
（6）实验结果的处理。

四、试验报告要求
试验报告包括下列各项:
1) 实验日期
2) 实验名称与目的
3) 实验方法概述
4）实验结果与讨论
5）试验人员，试验日期
五、思考题
1、热塑性塑料试样的尺寸对维卡软化温度测试结果有何影响?
2、热塑性塑料试样的制备方法对维卡软化温度测试结果有何影响?。

实验十二热变形温度及维卡软化点的测定一、实验目的1．学会使用热变形温度－维卡软化点测定仪。

2．了解塑料在受热情况下变形温度测定的物理意义。

3．掌握塑料的维卡软化点的测试方法。

测定PP、PS等试样的维卡软化点。

二、实验原理塑料试样浸在一个等速升温的液体传热介质中（甲基硅油），在简支架式的静弯曲负载作用下，试样达到规定形变量值时的温度，为该材料的热变形温度（HDT）。

聚合物的耐热性能，通常是指它在温度升高时保持其物理机械性质的能力。

聚合物材料的耐热温度是指在一定负荷下，其到达某一规定形变值时的温度。

发生形变时的温度通常称为塑料的软化点。

因为使用不同测试方法各有其规定选择的参数，所以软化点的物理意义不像玻璃化转变温度那样明确。

常用维卡耐热和马丁耐热以及热变形温度测试方法测试塑料耐热性能。

不同方法的测试结果相互之间无定量关系，它们可用来对不同塑料做相对比较。

维卡软化点是测定热塑性塑料于特定液体传热介质中，在一定的负荷，一定的等速升温条件下，试样被1mm2针头压入1mm时的温度。

本方法仅适用于大多数热塑性塑料。

实验测得的热变形温度和维卡软化点仅适用于控制质量和作为鉴定新品种热性能的一个指标，不代表材料的使用温度。

三、实验仪器及试样1．仪器本实验采用XRW-300ML热变形温度-维卡软化点测定仪。

热变形温度测试装置原理如图1所示。

加热浴槽选择对试样无影响的传热介质－甲基硅油，室温时粘度较低。

可调等速升温速度为（120±10）℃/h。

两个试样支架的中心距离为100mm，在支架的中点能对试样施加垂直负载，负载杆的压头与试样接触部分为半圆形，其半径为（3±0.2）mm。

实验时必须选用一组大小适合的砝码，使试样受载后的最大弯曲正应力为18.5kg/cm2或4.6 kg/cm2。

应加砝码的质量由下式计算：W=(2σbh2/3L）－R-T式中σ：试样最大弯曲正应力（18.5kg/cm2或4.6 kg/cm2）；b：试样宽度，若为标准试样，则试样宽度为10mm；h：标准试样高15mm，若不是标准试样，则需测量试样的真实宽度及高度；L：两支座中间的距离100mm；R：负载杆及压头的质量；T：变形测量装置的附加力。

热变形维卡软化测定热变形维卡软化测定是一种常用的材料力学性能测试方法，用于评估材料在高温下的变形行为。

该方法通过加热材料样品使其软化并断裂，测量软化温度和软化指数等参数，以判断材料的高温变形性能。

下面将介绍热变形维卡软化测定的原理、测试过程、分析方法、影响因素以及应用领域。

1. 原理热变形维卡软化测定是一种间接测量方法，基于材料在高温下的维卡软化行为。

该方法通过加热材料样品使其软化并断裂，测量软化温度和软化指数等参数，以判断材料的高温变形性能。

软化温度是指材料在加热过程中开始软化的温度，软化指数则反映了材料软化的程度。

2. 测试过程热变形维卡软化测定的测试过程一般包括以下步骤：(1) 准备样品：样品应具有一定的尺寸和形状，一般为长方形或圆盘状，同时应注意样品的制备和表面的处理，以保证测试结果的准确性。

(2) 加热装置：需要使用一种热源将样品加热到所需的温度。

常用的热源包括电炉、热板等，可以根据具体情况选择合适的装置。

(3) 加热过程：将样品放置在加热装置中，并逐渐升温，记录材料开始软化的温度。

(4) 断裂：当材料开始软化后，可以使用一种适当的负荷来施加压力，使其继续变形，并最终断裂。

断裂后可记录软化指数等参数。

(5) 数据处理：根据测试结果计算软化温度和软化指数。

软化指数的计算方法可根据具体实验设备和要求进行选择。

3. 分析方法热变形维卡软化测定结果的分析通常包括以下几个方面：(1) 软化温度：软化温度反映了材料开始软化的能力，通常与材料的组成、结构和加工方式等相关。

(2) 软化指数：软化指数反映了材料软化的程度，较高的软化指数意味着材料在高温下容易变形和断裂。

(3) 其他参数：在一些特定应用中，还可以通过热变形维卡软化测定来评估材料的其他性能，如耐高温抗溶性、蠕变行为等。

4. 影响因素热变形维卡软化测定结果受多种因素的影响，其中一些重要的因素包括：(1) 加热速率：加热速率可以影响材料的软化过程，通常需要根据具体实验要求选择适当的加热速率。

建筑管材维卡软化温度试验-概述说明以及解释1.引言1.1 概述建筑管材是建筑工程中不可或缺的一部分，而管材的质量和性能直接影响着建筑物的稳定性和安全性。

维卡软化温度是管材材料热性能的重要指标之一，其大小可以反映出管材在高温环境下的变形和稳定性。

本文将对维卡软化温度进行试验研究，探讨其测试方法、影响因素及应用前景，旨在为建筑管材的选择和设计提供参考依据。

1.2 文章结构:本文主要分为引言、正文和结论三部分。

在引言部分，将介绍维卡软化温度试验的背景和目的，以及本文的结构。

在正文部分，将详细介绍维卡软化温度的定义、测试方法和影响因素。

最后，在结论部分，将对实验结果进行分析，展望维卡软化温度在建筑管材领域的应用前景，并总结本文的主要观点和结论。

通过这样的结构安排，读者可以系统地了解维卡软化温度试验的相关知识，并对其在建筑管材领域的意义有一个清晰的认识。

1.3 目的：本文旨在对建筑管材中常用的维卡软化温度进行试验研究，通过实验测试和数据分析，探讨不同管材的软化温度特性，为建筑材料的选择和应用提供依据。

同时，通过比较不同因素对软化温度的影响，探讨管材的耐热性能，为提高建筑管材的使用寿命和安全性提供技术支持。

通过本研究，可以为建筑工程领域提供参考和借鉴，促进管材行业的发展与进步。

2.正文2.1 维卡软化温度的定义维卡软化温度是指在一定加载条件下，聚合物材料变得软化且开始流动的温度。

它是一种重要的热性能指标，用于评估建筑管材在高温环境下的耐热性能以及抗变形能力。

维卡软化温度通常用来描述聚合物材料在加热过程中的行为，即当材料受热至一定温度时，材料的黏度会降低并开始软化，最终导致材料的流动性增加。

在建筑管材行业中，维卡软化温度的测试非常重要，因为管道材料经常会在高温环境下运行，例如在暖气管道、地暖管道等应用中。

通过测定维卡软化温度，可以评估管道材料在高温环境下的性能表现，从而确保管道系统的安全可靠运行。

维卡软化温度的测定方法通常采用热变形仪或DSC等热分析仪器进行，在一定的加热速率下进行测试，通过监测材料的变形行为和热性能变化来确定软化温度。

《计量 与测试 技 术》２０１８年 第４５卷 第３期
热 变 形 、维 卡 软 化 点 温 度 测 定 仪 测 量 不 确 定 度 评 定
曾 宪钰 张 佳 仁 陈 功
（上海市质量监督 检验技术研究 院 ，上海 ２０１１１４）
摘 要 ：热变形 、维卡软化点温度测定仪主要用于非金属材料 （如塑料 、橡胶 、尼龙 、电绝缘材 料等 ）的热变 形及维 卡软化 点温度 的测定 。本文
主要介绍 ＪＪＦ（浙 ）１０５１—２０１０（热变形 、维 卡软化 点温度 测定 仪校准规范》中关 于温度测定仪不确定度评定方法 。
关键词 ：热变形 、维卡软化点温度测定仪 ；升温速率 ；不确定 度
中图分类号 ：ＴＫ３１１
文献标识码 ：Ａ 国家标 准学科分 类代 码 ：４６０．４０３０
ＤＯＩ：１０．１５９８８／ｊ．ｅｎｋｉ．１００４—６９４１．２０１８．０３．０３７
１ 概 述 热 变形 、维 卡 软 化 点 温 度 测 定 仪 （以下 简 称 温
度ｉ贝０定 仪 ），一 般 由加 热 浴 槽 、温 度 控 制 系统 、搅 拌 装 置 、试 样 支架 、负 载杆 、测试 软 件 等组成 ，可 以实时 监控 试 验温 度 、试验 变形 量 的 曲线 ，并实 时动 态 的绘 制 温度 、变形 量 的 曲线 ，实 现 历 史 存 盘 ，即 时打 印试 验报 告 。温 度 ＝２贝０定 仪 主 要 用 于 非 金 属 材 料 （如 塑 料 、橡 胶 、尼 龙 、电绝 缘 材料 等 ）的热 变 形 及 维 卡 软 化点 温 度 的测 定 。 １．１ 校 准依 据
ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｆｏｒｍ ａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｏｎ—ｍｅｔａｌｌｉｃ ｍａｔｅｒ ｉａｌｓ（ｓｕｃｈ ａｓ ｐｌａｓｔｉｃｓ，ｒｕｂｂｅｒ，ｎｙｌｏｎ，ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｍａｔｅｒ ｉａｌｓ）

• 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 。
• 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。
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

7．冷却装置：将液体传热介质迅速冷却，备及时再次试验。
(三)试验步骤
1．把试样放入支架，其中心位置约在压针头之下，距试样边缘应大于3
毫米。经机械加工的试样，加工面应紧贴支架底座。
2．插入温度计，使温度计水银球与试样相距3毫米以内，但不应触及试
样。．
3．将支架小心浸入浴槽内，试样位于液面35毫米以下，起始温度应至少
则应加砝码的重量由下式计算t
矿=1000(或50００)－Ｒ－Ｔ
式中：Ｗ一一砝码重量，克；
Ｒ一压针及负载杆的重量，克，
Ｔ～变形测量装置附加力，克。
注t由于仪器构造不同，附加力向下为正，向上为负。
5．测温装置：经校正的温度范围合适的局部浸入式水银温度计或其他
测温仪表，其分度值为1℃，
6．变形测量装置：具有精度为0．01毫米的百分表或其他测量装置。
(一)试样及预处理
1．试样厚度应为3～6毫米，宽和长至少为10×10毫米，或直径大于10
毫米。
(1)模塑试样厚度为3～4毫米。
(2)板材试样厚度取板材原厚，但厚度超过6毫米时，应在试样一面加
工成3～4毫米。如厚度不足3毫米时，则可由2块但至多不超过3块迭合
成厚度大于3毫米时，方能进行测定。‘
2．试样的支撑面和测面应平行，表面平整光滑、无气泡、无锯齿痕迹、
七十八、热堡性塑料软化点
(维卡)试验方法GBl633-79
本方法是测定热塑性塑料于液体传热介质中，在一定的负荷、·一定的等
速升温条件下，试样被l毫米压针头压入1毫米时的温度。
本方法仅适用于大多数热塑性塑料。
本方法测得的软化点(维卡)适用于控制质量和作为鉴定新品种热性能
的一个指标，但不代表材料的使用温度。
A速度：5±0．5℃／6分钟，

热变形、维卡软化点测定仪操作方法1.主要测试样品样品规格长（跨）度L/mm 宽度b/mm 厚度h/mm 放置方式软质弹性体10 10 4 平放硬质塑料65 10 4 平放备注软质弹性体主要包括：TPV、TPE、WRT-801、WRT-802等；硬质塑料主要包括：PP、WRT-901、HDPE、PE等。

2.试样的放置2.1将油浴箱中的1#、2#、3#试样架分别小心缓慢取出，置于试样台上，小心放稳。

（此步骤可通过左右两手分别握紧试样架上对角上的两个黑色圆球状把手并缓慢向上提来实现，可不带塑料薄膜手套进行操作）.2.2通过调节试样架右侧圆盘形旋钮向上移动处于放置有砝码的圆盘上的圆锥体探头，待向上移动一定距离后，通过调节旋钮使其固定在此高度，然后左手捏住试样杆末端的压头（因为此压头与试样杆间为套入式连接，一旦单独抽离试样杆，压头会与试样杆分离，若不用手捏住，会掉入油浴箱中，难以重新取出！）向上顶起试样杆，从而使处于试样架底部的试样（通常为上一次实验完成后还未取出的试样）与压头脱离，并用右手迅速取出试样，然后换上本次所需测试试样，并按要求放置，之后用压头压紧，再次通过调节试样架右侧圆盘形旋钮向下移动圆锥体探头，直至刚好接触到需要放置砝码的圆盘的圆心位置（通常为了便于之后的零点位置较正，锥体探头与圆盘中心可相隔1mm左右），然后通过调节旋钮使其固定在此高度，从而固定住压头与所测试样。

（此过程中，涉及到需要接触试样杆、压头及试样的操作步骤，需要带上塑料薄膜手套以防止硅油对手的污染）2.3 依次放置好1#、2#试样架中的试样（3#试样架有故障不能进行正常实验故无需放置试样），然后依次将1#、2#、3#试样架分别小心缓慢的放入油浴池中（若不放置3#试样架，在程序升温过程中，当温度过高时，硅油会挥发出油浴箱，对实验室环境造成污染）。

3.压头的选择及圆盘上所需加载砝码质量的计算样品规格所选压头或压针型号测试项目负载计算公式依据标准所需加载砝码质量实际加载砝码质量软质弹性体压针维卡软化点（1）GB/T1633-2000.A50法1000g 50g硬质塑料压头热（负荷）变形温度（2）GB/T1634.1—200425g 20g备注(1):压针施加在试样上的法向正应力g S m m m ∙++=压针砝码压针杆σ 其中： σ=10N S=1 mm 2 m 杆+m 压针=50g(2)压头施加在试样上的作用力L h b F f *∙∙*=322σ其中：σf =0.45MPa b=10mm h=4mm L=65mm F=(m 杆+m 压头+m 砝码)g4.1操作系统及参数设定首先打开热变形、维卡软化点测定仪电源开关，待指示灯与操作屏幕界面稳定后，按依据提示进入操作，分别设置好升温范围，升温速率，目标距离；在砝码盘上放置好砝码后对1#、2#试样架进行位置调节，先使其位置处于+0.5mm 之间，之后进行重新调零校正。

6
(5）检查下仪器显示，打开加热开关。 （6）观察视频显示记录实验数据。 （7）当达到预设的变形量或温度，实验自动停止后，打开
冷却水源进行冷却。然后向上移动位移传感器托架，将砝 码移开，升起试样支架，将试样取出。 （8）实验完毕后，依次关闭主机、工控机、打印机、电脑 电源。
7化点 英 文 名 称 ：Vicat softening temperature(VST) 维卡软化温度：当匀速升温时，某一负荷条件下，截面1 m ㎡的标准压针刺入热塑性塑料1mm深时的温度。该温度反映 了当一种材料在升温装置中使用时期望的软化点。 测 试 标 准 ：ASTM D1525, ISO 306, GB/T 1633 试 验 数 据 ：维卡软化点试验测定了针头压入试样1mm时的 温度
3
实验仪器及试样
微机控制热变形维卡 软化点温度试验机
4
VST实验示意图
负载杆针头长3—5mm,横截面积为 （1.000+0.015）平方毫米，压针 头平端与负载杆成直角，不允许带 毛刺等缺陷。
加热浴槽选择对试样无影响的传热 介质，如硅油，变压器油、液体石 蜡等，室温粘度较低。
加热器等速升温速率为： (5±0.5)℃/6min 或(12±0.5)℃/6min。
1
维卡软化点测定的实验原理
聚合物的耐热性能，通常是指它在温度 升高时保持其物理机械性质的能力。聚合 物材料的耐热温度是指在一定负荷下，其 到达某一规定形变值时的温度。发生形变 时的温度通常称为塑料的软化点Ts 。
2
热塑性塑料维卡软化温度（VST）实验方法
依据现行的标准：GB/T1633-2000
试样承受的静负载G=W+R，其中 W—法码重量（克） R—压针及负 载杆的重量（克）

实验步骤
操作注意事项
设备使用前，必须检查设备接地良好 设备工作在高温状态，注意防止烫伤 严格意义上，需要以标准试样进行空白试验扣除检 测仪器设备的测试架（单元）自身在温度变化中的 变形情况 标准试样由具有变形量相当微小的GG17玻璃制成，三条长条形的 玻璃棒（标准变形试样）用于检测空白热变形试验时的变形情况， 三块圆片玻璃（标准软化试样）用于检测维卡软化点试验时的变 形情况）
聚合物耐热性测试具体条件（国标）
实验名称 所用设备 加荷方式 应力大小 形变起止点 试样尺寸 (长×宽×高) 升温速率 马丁耐热温度 马丁耐热试验箱 悬梁式弯曲力矩 50kg/cm2 维卡耐热温度 热变形试验仪 热变形耐热温度 热变形试验仪
截面积1mm2 圆形针
1kg或5kg
支点跨距10mm 中点加荷
聚合物维卡软化点的测定
实验目的
了解聚合物耐热性的评定参数及其实际意义； 了解维卡软化点、热变形温度测定仪的测定原 理；
掌握维卡耐热温度，热变形温度的测定方法及 操作。
基本概念
聚合物的热性能：材料在温度升高时保持其物 理机械性质的能力。
聚合物材料的耐热温度：在一定负荷下，其到 达某一规定形变值时的温度。
实验步骤
III. 放置试样
① 试样位于液面35mm以下；
② 浴槽的起始温度应低于材料 的维卡软化点50℃；
③ 砝码凹槽向上平放在托盘上.
取出测试单元，搁置在浴槽面板上； 提起负载杆，把试样放在测试板中心位置，放下负载 杆，压针头应位于试样中心； 将测试单元浸入浴槽，加上选定的砝码；
将温度传感器和水银温度计各顺斜孔插入（水银温度 计仅供校对使用，可以不用）；
基本概念
热变形温度
将试样以简支梁方式水平支撑，在120 ℃/h升 温速率下对试样中点施加一定弯曲载荷，当试样挠 度达到一定值时的温度，即为热变形温度，以℃表 示。

热变形温度和维卡软化点的测试方法具有很明显的区别，热变形温度的测试是测试样条弯曲一定尺寸的温度，维卡是采用一个针状探头刺入样条一定深度的温度。

具体可以在高分子物理或者高分子物理实验课本里找到，不过最好的方法是自己去操作一下。

1.82MPa和0.45MPa是HDT测试的载荷，可以参考HDT测试标准。

一般情况工程塑料用1.82的，比如，尼龙，PET，PBT等，热变形低的常用0.45的，PP，PE，PS等。

对于同一种塑料，比如尼龙，1.82测出的温度一般情况下要比0.45的低。

对某些对压力敏感的更是如此。

曾做过回收PPS的热变形，同一批试样，在1.82是热变形只有两百零几，用0.45的可以达到两百六七，所以有时候有的厂家用0.45的条件测耐高温材料给客户看。

热变形与维卡可在同一台仪器测，只是压头与载荷不同。

维卡的压头是面积为1平方毫米的针头，热变形的是具有一定圆弧的斧型压头。

软化点：物质软化的温度。

主要指的是无定形聚合物开始变软时的温度。

它不仅与高聚物的结构有关，而且还与其分子量的大小有关。

测定方法有很多。

测定方法不同，其结果往往不一致。

较常用的有维卡（Vicat）法和环球法等。

热变形温度：测定试样受某一荷重时产生变形（或软化）至一定量的温度。

热变形温度：以标准样条为例，在一定的升温速率及载荷作用下，样条挠度变化0.21mm时对应的温度。

维卡软化点：在一定的升温速率及载荷作用下，压头进入标准试样1mm时对应的温度。

升温速率和载荷分别有两种标准。

实验六聚合物材料维卡软化点的测定
一、实验目的
1. 熟悉维卡软化点的概念和测定方法。

2. 了解一些聚合物材料的熔点、软化点等物理性质。

二、实验原理和步骤
1. 维卡软化点
维卡软化点是指在一定条件下，聚合物试样开始变形的温度。

它是衡量聚合物材料耐高温能力的重要物理性质之一。

维卡软化点与聚合物材料的结构、分子量、共混等因素有关。

测定方法：
将试样在特定的条件（常压、不受外界压力）下加热到某一温度，在此温度下测量试样变形的直径。

2. 实验步骤
①准备测试机和测试样品。

②根据需要，将测试机的夹具加热至所需温度，并将试样放入夹具中。

③不断增加载荷，直到试样开始变形。

④记录此时设备的示数及试样直径。

⑤以一定速率继续增加载荷，以确定软化点，记下此时的示数和试样直径。

三、实验器材和试剂
1. 维卡软化点测试机
2. 聚乙烯样品
四、实验注意事项
1. 加热过程应注意安全，避免烫伤。

2. 测试机的夹具应加热至所需温度，避免对结果的影响。

3. 在测试过程中，应保证试样处于不受外界压力的环境中。

4. 测试机的读数应准确记录，不要造成误差。

五、实验结果记录和分析
1. 测试结果如下表：
试样编号 1 2 3 4
软化点(℃) 124.5 130.0 128.5 132.5
2. 结果分析：根据以上测试结果，可以发现四个样品的软化点均在较高温度范围内，说明它们具有较好的耐高温性能。

但不同样品的软化点有所差异，这与它们的分子量、结构等因素有关。

热变形、维卡软化点温度测定仪操作和维护要点
1 概述
本文归纳了仪器设备操作和维护要点，详细内容见引用文件。

2 适用范围
本文适用于以下型号的仪器设备：
(1) XWB-300C型热变形、维卡软化点温度测定仪。

3 引用文件
(1) XWB-300C型热变形、维卡软化点温度测定仪的仪器说明书
4 操作要点
4.1 接通电源，开启开关。

4.2 放入试样，如果为弧形试样，应使弧形开口向上，然后根据试验要求，加上相应的重锤。

4.3 连续按“设定”键，根据试验要求，完成设定。

4.4 按“复位”键，按“调零”键，调零至灯灭。

4.5 按“复位”键，按“启动”键，开始试验。

4.6 试验完毕后，关闭电源，取出试样。

4.7 在仪器设备运行记录表上登记使用情况。

5 维护要点
5.1 应在每次试验后对设备进行及时清洁，并将设备擦拭干净。

5.2 设备每隔半年应检查搅拌电机、电源线路等是否正常，发现工作异常或线路老化应立即维修或更换。

负载杆和导管间用酒精清洗，但不能加润滑油类。

5.3 若仪器较长时间不使用，应每隔30天开机运行一次，并记录仪器运行情况。

■。

热变形维卡软化点
热变形维卡软化点是一个非常重要的材料性质指标，它是指材料
在高温下开始软化塑性变形的温度。

这个指标通常用于聚合物、橡胶、塑料等材料的热稳定性评估，可以帮助我们了解材料的高温耐受性、
加工温度范围等重要性能。

热变形维卡软化点的具体测试方法是利用专门的维卡软化点试验仪，在一定温度和负荷下测试材料的质地软化程度。

从实际应用角度
出发，我们通常会根据材料的具体使用环境、工艺需求和规定标准来
选择适当的测试条件，以便能够更准确地衡量材料的热稳定性。

热变形维卡软化点的意义在于，它可以提供关于材料在高温下的
性能表现的信息。

在实际应用中，例如在高温环境下使用聚合物制品，它的热稳定性就是一个非常重要的考虑因素。

如果材料的热变形维卡
软化点过低，那么在高温环境下它可能会出现软化、变形甚至熔融的
现象，这将会降低材料的使用寿命，甚至是造成严重的安全问题。

因此，对于热稳定性要求较高的材料，选择具有相对高维卡软化点的材料，就显得尤为重要。

此外，对于聚合物、橡胶等复合材料来说，不同材料的热变形维
卡软化点也会有所区别，使用不同材料制作的复合材料的热变形维卡
软化点也会不同。

因此，在设计和选择复合材料时，需要综合考虑不
同材料的热稳定性能，以便能够获得更优秀的综合性能。

总之，热变形维卡软化点是一个非常重要的指标，它可以为我们提供关于材料在高温环境下的性能评估数据，这对于材料的应用和选用都有着重要的影响。

因此，我们需要在实际应用中充分重视热变形维卡软化点的测试和评估，以便能够获得对应用更加合理的材料设计和选择建议。

实验一聚合物热变形温度、维卡软化点的测定一、实验目的通过实验测定高聚物维卡软化点温度，掌握维卡软化点温度测试仪的使用方法和高聚物维卡软化温度的测试方法。

二、实验原理维卡软化温度是指一个试样被置于所规定的试验条件下，在一定负载的情况下，一个一定规格的针穿透试样1mm深度的温度。

这个方法适用于许多热塑性材料，并且以此方法可用于鉴别比较热塑性软化的性质。

图1. 维卡软化点试验装置图三、实验仪器维卡软化点测试仪主要由浴槽和自动控温系统两大部分组成。

浴槽内又装有导热液体、试样支架、砝码、指示器、温度计等构件，其基本结构见图1。

（1）传热液体：一般常用的矿物油有硅油、甘油等，最常用的是硅油。

本仪器所用传热液体为硅油，它的绝缘性能好，室温下黏度较低，并使用试样在升温时不受影响。

（2）试样支架：支架是由支撑架、负载、指示器、穿透针杆等组成。

都是用同样膨胀系数的材料制成。

+0.05mm的设有毛边的圆形（3）穿透针：常用的针有两种，一种是直径为1-0。

02mm平头针，另一种为正方形平头针。

（4）砝码和指示器：常用的砝码有两种，1kg和5kg；指示器为一百分表，精确度可达0.02mm。

（5）温度计：温度计测温精确度可达0.5℃,使用范围为0~360℃。

（6）等速升温控制器：采用铂电阻作感温元件与可变电压器、恒速电动机构组成。

作不定时等速运动来调整可变电位器的阻值，以达到自动平衡（可变电位器调整阻值的变化即为铂电阻受热后的阻值），电桥输出信号经晶体管放大输出脉冲，推动可控管工作，并控制了加热器工作时间，以（5±0.5）℃/6min的速度来提高浴槽温度。

（7）加热器：一个1000W功率的电炉丝直接加热传热液体。

四、试样与测试条件（1）试样：所用的每种材料的试样最少要有2个。

一般试样的厚度必须大于3mm，面积必须大于10mm×10mm 。

（2）测试条件：保持连续升温速度为（5±0.5）℃/min，并且穿透针必须垂直地压入试样，压入载荷为5kg。

一般的工程塑料如POM的弯曲可采用三点弯曲的加 载荷方法，三点弯曲是在一个简支梁上施加一个中心负载， 一个横截面为矩形的棒放置在两个规定距离的支座上利用 位于中间的压头来加载，见下图：
3、测试仪器：我厂测σM的仪器为德国Zwick 公司 Z020电子拉力试验机
五、弯曲模量Ef
1、概念：Ef为弯曲模量（又称挠曲模量）是指材料 在弹性极限内抵抗弯曲变形的能力。应力σf2不σf1的 差值不对应的应变εf2不εf1的差值（ε2=0.0025； ε1=0.0005）的比值，单位：Mpa
弯曲负载所产生的应力是压缩应力和拉伸应力 的组合，其作用情况见下图：
当试样弯曲形变产生断裂时材料的极限弯曲 强度就是弯曲强度，但是，有些聚合物在发生径 大的形变时也丌发生破坏戒断裂，这样就丌能测 定其极限弯曲强度，这时，通常是以试样外层纤 维的最大应变达到5%时的应力作为弯曲屈服强 度。 2、弯曲试验主要用于测定材料承受弯曲载荷时 的力学特性的试验，是材料机械性能试验的基本 方法之一。
2、表征高聚物熔体的流动性好坏的参数是熔体的黏
度。熔体流动速率仪实际上是简单的毛细管黏度计， 它所测量的是熔体流经毛细管的质量流量。故熔体 流动速率也就表示了熔体的相对的黏度量值。因此， 熔体流动速率可以用作区别各种热塑性塑料在熔融 状态时的流动性的一个指标。 对于同一类高聚物，可由此来比较出分子量的大 小。一般来说，同类的高聚物，分子量越高，其强 度、硬度、韧性、缺口冲击等物理性能也会相应有 所提高。反之，分子量小，熔体流动速率则增大， 材料的流动性就相应好一些。
十六、外观（色焦粒）
一、MI-----熔融指数
1、概念：熔体质量流动速率(MFR) （MFR-----熔 体质量流动速率）的定义是热塑性塑料试样在一 定温度、恒定压力下，熔体在10min内流经标准 毛细管的质量值，单位：g/（10min）。通常用 MFR来表示。熔体流动速率以前称为熔融指数 （MI）。是一种表示塑胶材料加工时的流动性的 数值。

热塑性塑料 维卡软化温度(VST)的测定
——解疑
拟制：Enzo 日期：2018.6.1
1 维卡软化温度测试的原理与本质
材料的软化实质上是玻璃化转变。
低于玻璃化转变点时，材料为刚性状态；高于玻璃化转变点时，材料为软 化状态。 而软化的程度不同可由横截面积为 1mm² 的标准压针刺入热塑性塑料 1mm 深来指定相同的软化程度，这样就方便不同的材料按照相同的测试 条件来进行比较。
50℃/h
热分解温度 >250℃
热变形温度 93~118℃
135°C
Thank you for
Watching
有争议时仲裁方法为50N，50℃/h。
4 维卡软化温度测试大概需要多长时间
测试所需时长大致可以根据材料的种类以及选用的条件计算一下，如ABS 材料在50℃/h，50N的条件下测试结果约为110℃左右，除以50℃/h的升 温速率为2h多一点，在120℃/h，50N的条件下测试结果在120℃左右时， 用120℃/h的升温速率就只需1h左右。
试验方式 A50 B50 A120 B120
重力 10N 50N 10N 50N
加热速率 50℃/h 50℃/h 120℃/h 120℃/h
ABS、PC、ABS+PC、PPMA材料特性
材料 ABS PC
ABS+PC PMMA
密度 1.05~1.18 g/cm³ 1.18~1.22 g/cm³
熔融温度 217~237℃
玻璃化转变温度
玻璃化转变是非晶态高分子材料固有的性质，是高分子运动形式转变的宏观
体现。 根据高分子的运动力形式不同，绝大多数聚合物材料通常可处于以下四种物理
状态(或称力学状态)：玻璃态、粘弹态、高弹态（橡胶态）和粘流态。而玻