工程塑料改性基础知识和塑料测试方法介绍
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常用塑料基础知识(总3页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除一、常用塑料基础知识一.塑料的分类:1.按用途分:(1)普通塑料:是日常使用范围最广的塑料,性能要求不高,成本低,制造容易,如PE、PP、PS、HIPS、PVC等。
(2).工程塑料:泛指一些具有能制造机械零件或工程结构材料等工业品质的塑料。
其机械性能、电气性能,对化学环境的耐受性,对高温、低温耐受性等方面都具有较优异的特点,能在工程技术上替代某些金属如铜、铝、锌、部份合金钢或其他材料使用,常见的有ABS、PA、PC、POM、PMMA、PU、PSU、PPO、PTFE等,其中前四种发展最快,为国际上公认的四大工程塑料。
2.按受热性能分:(1)热固性塑料:是指经过加热固化后不再生热的作有用下变较而重复成形的塑料,特点是质地坚硬,耐热性能好,尺寸比较稳定,不溶于溶剂,常见的有PF(电木)、UP(不饱和聚酯)、EP (坏氧树脂)、PUR(聚氨酯)等。
(2)热塑性塑料:是指可以多次重复加热变软、冷却结硬成形的塑料,其耐热性较差。
1.聚苯乙烯(POLYSTYRENE),简称聚苯、PS、GPS、硬胶,是一种通用的透光性材料,特点如下:(1).光学性能好,其透光率达88%—92%。
(2).电气性能优良,其体积电阻达1018Ω。
(3).着色性能好。
(4).热膨胀系数大,易产生内应力,宜用高料温、模温、低压力,延长注射时间有利于降低内应力,防止缩孔,变形(尤其对壁厚塑件),但料温高易出银线,料温低则透明度差。
(5).最大的缺点是脆性,其抗冲击强度低:83.3—98Mpa。
(6).耐热温度低,其制品的最高连续使用温度60—80℃。
(7).耐酸性能较差。
2.改性聚苯乙烯(HIPS),俗称不碎胶,比PS有较强的韧性和耐冲击强度,较大的弹性。
3.ABS,综合性能如下:(1). 机械强度高。
改性塑料改性塑料,是指在通用塑料和工程塑料的基础上,经过填充、共混、增强等方法加工改性,提高了阻燃性、强度、抗冲击性、韧性等方面的性能的塑料制品;中文名改性塑料加工方法填充、共混、增强基础通用塑料和工程塑料作用提高了阻燃性、强度、抗冲击性1、简要通过改性的塑料部件不仅能够达到一些钢材的强度性能,还具有质轻、色彩丰富、易成型等一系列优点,因此“以塑代钢”的趋势在很多行业都显现出来,而现阶段要找出一种大规模替代塑料制品的材料几乎是不可能的;2、发展改性塑料属于石油化工产业链中的中间产品,主要由五大通用塑料和五大工程塑料为塑料基质加工而成,具有阻燃、抗冲、高韧性、易加工性等特点;我国改性塑料行业发展迅猛,产量、表观消费量年均增长分别达到20%、15%;国内改性塑料年总需求在500万吨左右,约占全部塑料消费量的10%左右,但仍远低于世界平均水平20%;此外,我国人均塑料消费量与世界发达国家相比还有很大的差距;作为衡量一个国家塑料工业发展水平的指标——塑钢比,我国仅为30:70,不及世界平均的50:50,更远不及发达国家如美国的70:30和德国的63:37;塑料在汽车工业中的应用始于20世纪50年代,已经有50多年的历史;随着汽车向轻量化发展、节能方向发展,对材料提出了更高的要求;由于1kg塑料可以替代2-3kg钢等更重的材料,而汽车自重每下降10%,油耗可以降低6%-8%;所以增加改性塑料在汽车中的用量可以降低整车成本、重量,并达到节能效果;改性塑料是涉及面广、科技含量高、能创造巨大经济效益的一个塑料产业领域;而改性技术—填充、共混和增强改性更是深入几乎所有的塑料制品的原材料与成型加工过程;普通的塑料往往会有它自身的特性和缺陷,改性塑料就是给塑料改变一下性质,基本的技术包括:1、增强:将玻璃纤维等与塑料共混以增加塑料的机械强度;2、填充:将矿物等填充物与塑料共混,使塑料的收缩率、硬度、强度等性质得到改变;3、增韧:通过给普通塑料加入增韧剂共混以提高塑料的韧性,增韧改性后的产品:铁轨垫片;4、阻燃:给普通塑料树脂里面添加阻燃剂,即可使塑料具有阻燃特性,阻燃剂可以是一种或者是几种阻燃剂的复合体系,如溴+锑系,磷系,氮系,硅系,以及其他无机阻燃体系;5、耐寒:增加塑料在低温下的强度和韧性,一般塑料在低温下固有的低温脆性,使得在低温环境中应用受限,需要添加一些耐低温增韧剂改变塑料在低温下的脆性,例如汽车保险杠等塑件,一般要求耐寒;3、特点改性塑料凭借优越的性价比在越来越多的下游领域得到应用,可以说改性塑料已经成为一种消费趋势,而这种趋势背后隐含了如下五种因素:高性能:改性塑料不仅具备传统塑料的优势,如密度小、耐腐蚀等,同时物理、机械性能得到很好的改善,如高强度、高韧度、高抗冲性、耐磨抗震,此外塑料综合性能的提高为其下游领域的广泛应用提供了基础;低成本:与其他材料相比,塑料得益于生产效率高、密度低等优势,具有更低的成本,单位体积塑料的成本仅为金属的十分之一左右;政府政策:中国推行的“3C”强制认证制度,对目录内产品的安全性能进行了严格的规定,从而推动了阻燃塑料在家用电器、IT、通讯等领域的广泛应用;消费升级:随着生活水平的提高,人们开始追求更加卓越的产品性能,要求家电等产品更加美观、安全、耐用,从而对上游的塑料行业提出更高的要求,要求其具有更好的加工性能、力学性能、耐用性和安全性;技术因素:世界上已经发现1000多种聚合物,但真正有应用价值的只有几十种,开发新的聚合物不仅投资巨大,而且应用前景不明朗;相反,改性技术不仅可以提高现有聚合物的性能以适应产业的需求,同时可以降低一些高价工程塑料的成本,成为发展塑料工业的有效途径;4、硬度硬度是指材料抵抗其它较硬物体压入其表面的能力;硬度值的大小是表征材料软硬程度的有条件的定量反映,它不是一个单纯而确定的物理量;硬度值的大小不仅取决于材料的本身,而且取决于测试条件和测定方法,即不同的硬度测量方法,对同一种材料测定的硬度值不尽相同;因此,要比较材料之间的硬度大小,必须用同一种测量方法测量的硬度值,才有可比性;常用于表示硬度的方法有如下几种:a、邵氏硬度b、洛氏硬度c、莫氏硬度添加改性塑料的硬度添加改性塑料的硬度是指在塑料中加入硬质添加剂的一种改性方法;常用的硬度填加剂为刚性无机填料及纤维;1添加刚性无机填料表面处理改进塑料的硬度塑料的表面硬度改进方法是指只改善塑料制品外表的硬度,而制品内部的硬度不变;这是一种低成本的硬度改进方法;这种改性方法主要用于壳体、装饰材料、光学材料及日用品等;这种改性方法主要包括涂层、镀层及表面处理三种方法;共混与复合改进塑料的硬度1共混改进塑料的硬度塑料共混改进方法即在低硬度树脂※※混高硬度树脂,以提高其整体硬度;常见的共混树脂有:PS、PMMA、ABS及MF等,需要改性的树脂主要为PE类、PA、PTFE及PP等;2复合改进塑料的硬度塑料复合改进硬度的方法即在低硬度塑料制品表面上复合一层高硬度树脂;此方法主要适合于挤出制品,如板、片、膜及管材等;常用的复合树脂为PS、PMMA、ABS及MF等;5、改性知识简介一、塑料的添加剂二、改性塑料中填充材料的分散状态及其形成填充改性塑料的性能除了与主要组分基体树脂的性质以及填充材料的性质、形态、尺寸、浓度密切相关外,填充材料的分散状态:基体树脂的高分子聚集态结构、织态结构:填充材料与树脂界面结构也有很大的影响;下面主要讨论填充材料的分散状态;分散状态1. 无机粒子添加到聚合物熔体中经过螺杆或其他机械剪切作用,可能形成三种无机粒子分散的微观结构状态;1无机粒子在聚合物中形成第二聚集态结构;在这种情况下,如果无机粒子的粒径足够小粒子间界面结合良好,无机粒子如同刚性链条一样对聚合物起着增强作用,这种分散状态具有很好的增强效果;如胶体二氧化硅和炭黑之所以对橡胶有增强作用,其中一个重要作用是他们在橡胶中形成了这种第二聚集态结构;2无机粒子以无规的分散状态存在,有的聚集成团,有的以个别分散形式存在;这种分散状态既不能增强也不能增韧;由于粉团中粒子间的相互作用很弱,将成为填充材料中最为薄弱的环节;3无机粒子均匀而个别地分散在基体树脂中;在这种情况下,无论粒子与基体树脂间有无良好的界面结合,都会产生一定的增强增韧效果;为了获得增强增韧的填充改性塑料,希望是第三种分散状态;2. 无机粉粒状填充材料能否个别地均匀分散于基体树脂中与多种因素有关;在加工条件固定的情况下与无机粒子的比表面积、表面自由能、表面极性树脂熔体的黏度,无机粒子与基体树脂间的相互化学作用等有关;从填充改性预期的效果来看无机粒子尺寸越小越好;但尺寸越小表面能越高,自凝聚能力越强,越难均匀分散;因表面能及高速运动碰撞摩擦下产生静电而凝聚成一个个粉团;这种凝聚体在后序的混炼加工及成型加工中靠机械剪切力是再也打不开的,就呈现上述第二种分散状态成为改性塑料中最不愿意看到的“白点”;填充物态粉粒状是属于长/径比近似为1的填充材料的分散状态,长径比较大的填充材料是指短纤维状、针状、薄片状的填充材料;这类材料分散问题,有两个层次,其一、分散的均匀性;其二、取向; 由于这类填充材料长径比明显的不对称性,其填充改性塑料成型加工制品时,物料的流动总会产生填充剂不同程度的取向分布;其取向有两种情况也伴随有两种取向状态;加压下,物料不发生大流动状态下的填充材料取向;加压下各个填料个体顺着把各个部位所受的压力差尽可能平均化的方向运动使得最大面积上接受压力导致填充材料方向与压力方向成直角的方向取向;在制品同一层上填充材料的取向是随机的基本上是属于二维取向状态;6、细分类别改性塑料产品主要种类有阻燃树脂类、增强增韧树脂类、塑料合金类、功能色母类等;图表改性塑料的主要细分类别、消费群体及市场应用情况7、改性PA玻璃纤维增强PA在20世纪50年代就有研究,但形成产业化是20世纪70年代,自1976年美国杜邦公司开发出超韧PA66后,各大公司纷纷开发新的改性PA产品,美国、西欧、日本、荷兰、意大利等大力开发增强PA、阻燃PA、填充PA,大量的改性PA投放市场;PA作为工程塑料中最大最重要的品种,具有很强的生命力,主要在于它改性后实现高性能化,其次是汽车、电器、电讯、电子、机械等产业自身对产品高性能的要求越来越强烈,相关产业飞速发展,促进了工程塑料高性能化的进程,使其扮演着越来越重要的角色;1.高强度高刚性尼龙的市场需求越来越大,新的增强材料如无机晶须增强,碳纤维增强PA成为重要的品种,主要是用于汽车发动机部件,机械部件以及航空设备部件;2.尼龙合金化将成为改性工程塑料发展的主流;尼龙合金化是实现尼龙高性能的重要途径,也是制造尼龙专用料、提高尼龙性能的主要手段;通过掺混其他高聚物,来改善尼龙的吸水性,提供制品的尺寸稳定性,以及低温脆性、耐热性和耐磨性;从而,适用车种不同要求的用途;3.纳米尼龙的制造技术与应用得到迅速发展;纳米尼龙的优点在于其热性能,力学性能、阻燃性、阻隔性比纯尼龙高,而制造成本与背通尼龙相当;因而,具有很大的竞争力;4.用于电子、电气、电器的阻燃尼龙与日俱增,绿色化阻燃尼龙越来越受到市场的重视:5.抗静电、导电尼龙以及磁性尼龙成为电子设备、高性能化的进程;6.加工助剂的研究与应用,将推动改性尼龙的功能化、高性能化的进程;7.综合技术的应用,产品的精细化是推动其产业发展的动力;二:成型加工加工特性:l.尼龙容易受潮;在大气中,PA的平衡吸水率为%、PA66为%、PA610为%,PA1010为%,尼龙含水量对其力学性能有较大的影响;在熔融状态下,水分的存在,会引起尼龙的水解而导致分子量下降,使制品机械性能下降,还会在成型中使制品表面出现气泡、银丝和斑纹等缺陷;所以成型前必须充分干燥;2.尼龙熔体粘度低、流动性大,喷嘴会产生“流延”现象;浪费原料,污染喷嘴;,如果用螺杆式注射机成型,注射时,熔体会在螺杆和料筒壁之间出现逆流,使注料不准,所以,尼龙在螺杆式注射机成型时,在螺杆端部必须安装止逆环;3.尼龙是结晶性高聚物;熔点明显,而且较高,所以,尼龙需要在较高温度下成型,.熔融状太的尼龙热稳定性较差,易分解;因此必须严格控制工艺条件;4尼龙的成型收缩率大,对于制造高精密度的制品,模具设计应在试验的基础上确定其尺寸,成型工艺应严格控制;8、改进技术一、增强技术纤维增强是塑料改性的重要方法这一,镁盐晶须和玻璃纤维均能有效地提高聚丙烯的综合性能;以玻璃纤维增强的聚丙烯具有较低的密度,低廉的价格以及可以循环使用等优点,正逐步取代工程塑料与金属在汽车仪表板,汽车车身和底盘零件中的应用:与玻璃纤维相比,镁盐晶须的模塑制品具有更高的精度,尺寸稳定性和表面光洁度,适用于制备各种形状复杂的部件,轻质高强度阻燃部件和电子电器部件;作为一种改性剂,镁盐晶须能大幅度提高聚丙烯的强度,刚度,抗冲击和阻燃性能;因此,镁盐晶须和玻璃纤维在聚丙烯改性中的应用越来越受到重视;1二、增韧技术矿物质增强增韧是最为普遍的改性途径之一;向聚丙烯原料中添加的矿物质通常是碳酸钙,滑石粉,硅灰石,玻璃微珠,云母粉等;这些矿物质不仅可以在一定程度上改善聚丙烯材料的机械性能和冲击韧性,降低聚丙烯材料的成型收缩率以加强其尺寸稳定性,并且由于矿物质与聚丙烯基体在成本上的巨大差别,可以大幅度降低聚丙烯材料的成本;矿物质增强增韧聚丙烯是所有改性聚丙烯材料在家用电器中应用最广泛的一种;波轮洗衣机和滚筒洗衣机的内筒一般使用的都是矿物质增强增韧聚丙烯材料,以代替早期的不锈钢内筒;聚丙烯材料经矿物质增强增韧后,可克服其原有的强度不足,光泽度不好,收缩太大等问题;这种改性聚丙烯除了用于制作洗衣机的内筒以外,还被用于制作波轮和取衣口等部件,仅海尔集团对其每年的用量就在1700吨左右每个洗衣机内筒约重2kg;这种材料的矿物质添加量高达40%,其拉伸强度达33Mpa,断裂伸长率可达90%以上,缺口冲击强度约为10KJ/m2;微波炉的很多部件也采用矿物质增强增韧聚丙烯材料制造;由于矿物质的加入,可以在聚丙烯材料本身较高的耐热温度的基础上,使其耐热温度进一步得到提高,以适应微波炉对高温的要求;例如,微波炉门体的密封条,微波炉扬声器喇叭口,喇叭支架等都采用了这种改性的聚丙烯材料;冰箱上的搁物架也基本采用了矿物质增强增韧聚丙烯材料,由于与玻璃面板可进行整体注塑,从而很好地解决了原来ABS材料的面板沁水问题;三、填充改性新型高填充玻纤改性塑料,它可克服常规玻璃纤维增强热塑性塑料的缺陷;这种材料的基体是高温热塑性塑料如液晶聚合物,聚醚砜,聚醚酰亚胺和聚苯硫醚;在玻纤填充量在80%时,改性材料但仍能操持良好的可加工性;用新材料生产的部件具有耐磨损和耐温变的良好特性;这种新材料可与塑料和金属粘合,适用于表面摸塑设备加工,潜在的应用包括汽车和燃料系统部件,轴承,电子零部件,抗刮伤外壳等,这种玻璃增强物的辅加效益是阻燃性好,能回收利用,高度耐热和尺寸稳定等;四、共混与塑料合金技术塑料共混改性指在一种树脂中掺入一种或多种其他树脂包括塑料和橡胶,从而达到改变原有树脂性能的一种改性方法;氟塑料合金是采用国内现有的超高分子量聚全氟乙丙烯FER为主要原料,与四氟乙烯加填料直接共混,用物理方法制造的,此材料性能超过了世界公认的“塑料王”聚四氟乙烯;五、阻燃技术高聚物的阻燃技术,当前主要以添加型溴系阻燃剂为主,常用的有十溴二苯醚、八溴醚、四溴双酚A、六溴环十二烷等,其中尤以十溴二苯使用量为最大,溴化环氧树脂由于具有优良的熔流速率,较高的阻燃效率,优异的热稳定性和光稳定性,又能使被阻燃材料具有良好的物理机械性能,不起霜,从而被广泛地应用于PBT、PET、ABS、尼龙66等工程塑料,热塑性塑料以PC/ABS塑料合金的阻燃处理中;阻燃剂家族中的其他品种有磷系、三嗪系、硅系、膨胀型、无机型等,这些阻燃剂在各种不同使用领域发挥着各自独特的阻燃效果;在磷系阻燃剂中,有机磷系的品种大都是油液状,在高聚物加工过程中不易添加,一般在聚氨酯泡沫、变压器油、纤维素树脂、天然和合成橡胶中使用;而无机磷系中的红磷,是纯阻燃元素,阻燃效果好,但它色泽鲜艳,因而应用受部分限制;红磷的应用要注意微粒化和表面包覆,这样使它在高聚物中有较好的分散性,与高聚物的相容高性好,不易迁移,能长久保持高聚物难燃性能;六、热塑性弹性体技术热塑性弹性体简称TPE/TPR,以SEBS、SBS为基材,是一类具有通用塑料加工性能,但产品有着类似文联橡胶性能的高分子合金材料;在多材料模塑中,热塑性弹性体有4个基本的类型,即苯乙烯嵌段共聚物SBC、热塑性硫化胶TPV、热塑性聚氨酯TPU和共聚多酯COPE;热塑性聚氨酯弹性体是第一个能够运用热塑性工艺加工的弹性体;有聚酯和聚醚两种类型,聚酯型具有较高的机械性能,聚醚型比聚酯型具有较好的水解稳定性和低温韧性;聚氨酯橡胶具有良好的耐磨性、添加剂可以提高耐候性,尺寸稳定性和耐热性,减少摩擦或增加阻燃性,它们在各硬度等级产品中具有很广泛的应用,涉及汽车密封件和垫圈,稳定杆套,医用导管、起博器和人造心脏装置、手机天线齿轮、滑轮、链轮、滑槽衬里、纺织机械部件、脚轮、垫圈、隔膜、联轴器和减振部件;共聚多酯弹性体具有良好的动态性能、高模数、高伸长和撕裂强度,还有在高温和低温条件下具有良好的抗挠屈疲劳性;通过组合紫外线稳定剂或炭黑可以提高耐候性,耐无氧化酸性、一些脂族烃、芳烃燃料、碱性溶液、液压流体的性能表现为良好甚至优异;然而,无极性材料,如强无机酸和碱、氯化溶剂、苯酚类和甲酚会使聚酯降解,共聚多酯在一般情况下比热塑性弹性体昂贵,应用于弹性联轴器、隔、齿轮、波纹管垫环、保护套、密封件、运动鞋鞋底、电气接头、扣件、旋钮和衬套中;2007年世界热塑性弹性体TPE消费超过230万吨,总产值超过110亿美元,2001-2007年间世界消费保持年均%的增长率;其中,北美消费平均增幅为%,欧洲为%,拉丁美洲则以两位数速率快速增长,亚太地区年均增幅大于8%;高速的增长将带动各行各业对TP巨的使用,汽车和日用品消费是拉动热塑性弹性体消费增长的主要因素,不同品种的热塑性弹性体增长率不相同;热塑性聚氨酯应用以年均%的速率增长,主要应用于汽车业预计未来热塑性聚氨酯在日用品和体育用品上应用会有所突破;七、反应接枝改性在由一种或几种单体组成的聚合物的主链上,通过一定的途径接上由另一种单体或几种单体组成的支链的共聚反应;是高聚物改性技术中最易实现的一种化学方法;马来酸酐接枝改性聚合物一般采用双螺杆挤出机熔融接枝法制备,其系类品种包括聚乙烯PE-g-MAH、聚丙烯PP-g-MAH、ABSABS-g-MAH、POEPOE-g-MAH、EPDMEPDM-g-MAH等,其操作工艺简单、生产成本低、产品质量稳定等特点;其中产品MAH接枝率在~%范围内可调,其他力学性能指标优良;可广泛用作各类非极性聚合物如PE、PP等与极性聚合物如PC、PET、PA等其混改性时的相容剂等;纳米碳酸钙是一种十分重要的无机增韧增强功能性填料,被广泛地应用在塑料、橡胶、涂料和造纸等工业领域,为降低纳米碳酸钙表面高势能、调节疏水性、提高与基料之间的润湿性和结合力、改善材料性能,须对纳米碳酸钙进行表面改性为了提高无机填料与有机基体之间的相容性,用高分子有机物对无机填料进行表面接枝改性是一种常用方法;Takao Nakatsuka 以磷酸盐改性超细CaC03表面,然后与聚异丁烯酸接枝,采用羧酸吸附和聚丁基丙烯酸接枝对CaC03表面改性,与丙稀单体混合后通过聚合制备了性能较好的PP/CaC03复合材料;9、表征材料力学性能的基本定义冲击强度衡量材料韧性的一种指标,通常定义为试样在冲击载荷的作用下折断或折裂时,单位截面积所吸收的能量;基本概述1 冲击强度用于评价材料的抗冲击能力或判断材料的脆性和韧性程度,因此冲击强度也称冲击韧性;2 冲击强度是试样在冲击破坏过程中所吸收的能量与原始横截面积之比;3冲击强度的测量标准主要有ISO国际标准GB参照ISO及美国材料ASTM标准;根据试验设备不同可分为简支梁冲击强度、悬臂梁冲击强度测试公式:GB: a=W / hd 单位KJ/m2 ATSM: a= W /d 单位:J/ma:冲击强度 W :冲击损失能量 h:缺口剩余宽度 d:样条厚度因此,GB与ASTM之间不可以等同测量,但从测量公式可总结经验公式:GB数值或8错误样条=ASTM数值,也可以由实际测量来总结比值拉伸强度抗拉强度定义:拉伸强度即表征材料最大均匀塑性变形的抗力,拉伸试样在承受最大拉应力之前,变形是均匀一致的,但超出之后,金属开始出现缩颈现象,即产生集中变形;对于没有或很小均匀塑性变形的脆性材料,它反映了材料的断裂抗力;符号为RmGB/T 228-1987旧国标规定抗拉强度符号为σb,单位为MPa;1试样在拉伸过程中,材料经过屈服阶段后进入强化阶段后随着横向截面尺寸明显缩小在拉断时所承受的最大力Fb,除以试样原横截面积So所得的应力σ,称为抗拉强度或者强度极限σb,单位为N/mm2MPa;它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力;计算公式为:σ=Fb/So式中:Fb--试样拉断时所承受的最大力,N牛顿; So--试样原始横截面积,mm2;抗拉强度Rm指材料在拉断前承受最大应力值;当钢材屈服到一定程度后,由于内部晶粒重新排列,其抵抗变形能力又重新提高,此时变形虽然发展很快,但却只能随着应力的提高而提高,直至应力达最大值;此后,材料抵抗变形的能力明显降低,并在最薄弱处发生较大的塑性变形,此处试件截面迅速缩小,出现颈缩现象,直至断裂破坏;材料受拉断裂前的最大应力值称为强度极限或拉伸抗拉强度;弯曲强度定义:弯曲强度是指材料在弯曲负荷作用下破裂或达到规定弯矩时能承受的最大应力,此应力为弯曲时的最大正应力,以MPa兆帕为单位;它反映了材料抗弯曲的能力,用来衡量材料的弯曲性能;发生于弯矩最大的横力弯曲时,弯矩M随截面位置变化,一般情况下,最大正应力σmax截面上,且离中性轴最远处;因此,最大正应力不仅与弯矩M有关,还与截面形状和尺寸有关;为最大弯矩,W为抗弯截面系数;最大正应力计算公式为:其中Mmax。
研发必备:塑料38个性能与检测项目在塑料物性表中,经常会遇到一些术语,准确理解这些术语的含义,有助于更好地掌握塑料的性能。
以下列出了38种塑料性能术语,教你看懂物性表。
01、拉伸强度在拉伸试验中,试样直至断裂为止所受的最大拉伸应力。
其结果以公斤力/厘米2[帕]表示,计算时采用的面积是断裂处试样的原始截面积。
02、扬氏模量在拉力作用下的弹性模量,即在比便极限内,拉伸应力与相应的应变之比。
03、弹性极限在应力除遗留任何永久变形的条件下,材料能承受的最大应力。
(注:在实际测量应变时,往往采用小负荷而不用零负荷作为最终或最初的参考负荷。
)04、弹性模量在比例极限内,材料所受应力(如拉伸、压缩、弯曲、扭曲、剪切等)与材料产生的相应应变之比。
05、冲击强度(1) 材料承受冲击负荷的最大能力。
(2) 在冲击负荷下,材料破坏时所消耗的功与试样的横截面积之比。
06、弯曲强度材料在弯曲负荷作用下破裂或达到规定挠度时能承受的最大应力。
07、维卡软化点试验评价热塑性塑料高温变形趋势的一种试验方法。
该法是在等速升温条件下,用一根带有规定负荷,截面积为1平方毫米的平顶针放在试样上,当平顶针刺入试样1毫米时的温度即为该度样所的维卡软卡软化温度。
08、硬度塑料材料对压印,刮痕的抵抗能力。
(注:根据试验方法不同,有巴氏(Barcol)硬度,布氏(Brinell)硬度,洛氏( Rockwell)硬度,邵氏(Shore)硬度,莫氏(Mohs)硬度,刮痕(scratch)硬度和维氏(vickers)硬度等。
)09、屈服应力在应力-应变曲线上屈服点处的应力。
应力,作用于物体单位面积上的力。
(注:若单位面积按原始截面积计算,则所得应力为工程应力;若单位面积按变形瞬间的截面积计算,则所得的应力为真应力。
应力有剪应力,拉伸应力和压应力等区别。
)10、应力开裂长时间或反复施加低于塑料力学性能的应力而引起塑料外部或内部产生裂纹的现象。
(注:引起开裂的应力可以是内部应力或外部应力,也可以是这些应力的合力,应力开裂的速度随塑料所处的环境而变化。
聚丙烯(PP)改性的主要的几种方法我们都知道,普通塑料往往有自己的特点和缺陷,当需要克服其缺陷时,我们往往是通过改性来予以克的。
聚丙烯(PP)最然具有耐热、耐腐蚀,制品可用蒸汽消毒密度小、是最轻的通用塑料等突出优点。
但其也有耐低温冲击性差,较易老化等缺陷。
而克服聚丙烯(PP)这些些缺陷,我们也是通过改性的方式来改变聚丙烯(PP)塑料的性能,以达到生产应用的要求。
通过改性的聚丙烯(PP)得到的塑料我们称之为聚丙烯(PP)改性塑料。
聚丙烯(PP)改性塑料,顾名思义是基于聚丙烯原料对其性能和其他方面的一些改进,如增强聚丙烯材料的冲击,拉伸强度,弹性等。
聚丙烯塑料原料的具体改性可分为以下几类。
接枝改性接枝改性是美国20世纪90年代初提出的,现已开发出相关产品。
采用固相接枝法对等规pp进行改性得到mpp,然后对mpp进行氯化即可获得mcpp固体粉状树脂。
氯化改性后的树脂附着力强,接伸模量提高,易于与其他树脂共混;而且由于改性使pp的结晶受到破坏,极性增加,从而可溶于某些溶剂,制得不同浓度的mcpp溶液。
mpp的用途主要有四个方面。
一、是提高工程塑料的耐冲击性能。
用mpp作相容剂,制得的pp与其他塑料的共混物冲击强度提高2~3倍,可用作抗冲击壳体材料;二、是exfer塑料公司开发的dexpro合金,即为聚酰胺和pp在相容剂存在下的合金,现已商品化;三、是用作热塑料粉末涂料,用于金属底材表面,起到防腐和抵抗化学药品的作用。
日本nozagl-giz牌号产品就是pp与尼龙的合金材料,具有较高的耐化学药品和耐油性能,尤其是具有极佳的耐氯化钾性能三是提高pp填料的粘合性。
mpp的引入可提高填料与pp的相容性,改善复合材料的性能,提高材料的整体热稳定性和局部抗热能力;四、是mpp也应用于自由基活性废料的固化。
此外,mpp还可用于提高pp纤维的可染色性和塑料制品的可装饰,制造可蒸煮的包装材料等。
mcpp的用途主要有:一、是用于制备塑料制品用底漆和塑料表面装饰涂料的附着力促进剂,特别是轿车保险杠、轮毂盖、电视机机壳等民用与工业用塑料器具的涂装;二、是大量用作塑料表面印刷油墨树脂;三、是用作防腐涂料树脂,用于钢屠、铝材等材料重防腐领域。
常见塑料物性的检测及标准流动系数(1)测试的标准:ASTM D1238(2)常用的测试标准的量测仪器是溶液指数计(Melt Indexer).(3)流动系数检测方法:是一种表示塑胶材料加工时的流动性的数值。
它是美国量测标准协会(ASTM)根据美国杜邦公司(Du Pont)惯用的鉴定塑料特性的方法制定而成,其测试方法是先让塑料粒在一定时间(10分钟)内、一定温度及压力(各种材料标准不同)下,融化成塑料流体,然后通过一直径为2.1mm圆管所流出的克(g)数。
其值越大,表示该塑胶材料的加工流动性越佳,反之则越差。
(4)测试的具体操作过程是:将待测高分子(塑料)原料置入小槽中,槽末接有细管,细管直径为2.095mm,管长为8mm。
加热至某温度后,原料上端藉由活塞施加某一定重量向下压挤,量测该原料在10分钟内所被挤出的重量,即为该塑料的流动指数。
有时您会看到这样的表示法?MI25g/10min,它表示在10分钟内该塑料被挤出25克。
一般常用塑料的MI值大约介于1~25之间。
MI愈大,代表该塑料原料粘度愈小及分子重量愈小,反之则代表该塑料粘度愈大及分子重量愈大。
收缩率•测试的标准:ASTM D955•塑胶制品经冷却、固化并脱模成形后,其尺寸与原模具尺寸之差的百分比。
(3)因结构不同的关系,结晶性塑料与非结晶性塑料的收缩率存在明显的差异。
一般地,结晶性塑料的收缩率比非结晶性塑料的收缩率大上好几倍(如下表所示)。
同时有添加玻璃纤维或其它强化剂的塑胶材料,其收缩率可降低好几倍。
影响成型收缩的因素有热收缩、结晶度(热塑性)或硬化度(热固性)、弹性回复、分子配向、与成型条件等因素。
<1>热塑性塑料塑料名称成形收缩率(%)塑料名称成形收缩率(%)塑料名称成形收缩率(%)ABS0.3~0.8PA0.6~2.5POM0.8~3.5 AS0.2~0.7PA-60.5~2.2PP 1.0~2.5 CA0.3~0.8PA-660.5~2.5PPO0.5~0.7 CAB0.4~0.5PA-610 1.2PPS0.6~1.4 CAP1PA-612 1.1PS0.2~1.0 CP0.4~0.5PA-11 1.2PVA0.5~1.5 EC0.4~0.5PA-120.3~1.5PVAC0.5~1.5 EPS0.4PAR0.8~1.0PVB0.5~1.5 FEP 3.0~4.0PBT 1.3~2.4硬质PVC0.1~0.5FRP0.1~0.4PC0.4~0.7软质PVC 1.0~5.0 EVA0.5~1.5PCTFE0.2~2.5PVCA 1.0~5.0 HDPE 1.2~2.2PE0.5~2.5PVDC0.5~2.5 HIPS0.2~1.0PET 2.0~2.5PVFM0.5~1.5 LCP0.1~1.0PES0.5~1.0SAN0.2~0.6 LDPE 1.5~3.0PMMA0.2~0.8SB0.2~1.0<2>热固性塑料塑料名称成形收缩率(%)塑料名称成形收缩率(%) EP0.1~0.5SP0.0~0.5MF0.5~1.5UF0.6~1.4PDAP0.1~0.5UP0.1~1.2PF0.4~0.9DAP0.1~0.5PU0.6~0.8BMC0.0~0.2热膨胀系数•测试的标准:ASTM D696•塑料加热时尺寸膨胀的比率•由于一般塑料的热膨胀系数比金属大2~10倍,因此在设计模具、塑料与金属并用的器具、塑料的钳核物时,必须详加考虑,以防止因内部应力而造成产品的龟裂变形。
塑料物理参数基本概念学习及其测试方法灼热丝试验折射率收缩率化学结构分子式VTM测试标准UL94阻燃等级规范MFR学习软化点环氧值环氧当量热变形温度透光性熔点与凝固点玻璃化HDT MFR灼热丝试验:1.灼热丝试验概述热塑性塑料的燃烧行为不仅仅是一种材料的特性,它还依赖于材料的形状和壁厚。
组件在非正常的条件下或者过载的条件下,它的温度会升高,然后在附近区域被点燃。
灼热丝测试模仿了这种由热或点燃所产生的作用(例如过载电阻器的生热),来评价火灾的危害。
灼热丝测试的温度为550, 650, 750, 850, 960 °C,具体的温度由相关规范来决定:如果满足了下列条件之一就认为材料样品能够经受灼热丝测试:材料无火焰和材料无火星。
样品的火焰或者火星在移开灼热丝30秒后熄灭,而且铺在下面的棉花或者纸张没有被点燃或者烧焦.※灼热丝试验是 IEC6 0695-2-10 :2000 ~ IEC6 0695-2-13 :2000 《灼热丝 / 热线,基本试验方法,灼热丝试验装置和通用试验程序》和 UL 746A 、 IEC829 DIN695 、 VDE0471 等标准规定使用无火焰起燃源程序仿真试验项目。
灼热丝试验仪将规定材质(4 Ni80/Cr20) 和形状的电热丝用大电流加热至试验温度 (550℃~960 ℃ )1min 后,以规定压力 (1.0N) 垂直灼烫试品 30s ,视试品和铺垫物是否起燃或持燃时间来测定电工电子设备成品的着火危险性;测定固体绝缘材料及其它固体可燃材料的起燃性、起燃温度 (GWIT) 、可燃性和可燃性指数 (GWFI) 。
灼热丝试验仪适用于照明设备、低压电器、家用电器、机床电器、电机、电动工具、电子仪器、电工仪表、信息技术设备、电气事务设备、电气连接件和辅件等电工电子产品及其组件部件的研究、生产和质检部门,也适用于绝缘材料、工程塑料或其它固体可燃材料行业。
折射率科技名词定义中文名称:折射率英文名称:refractive index定义:光在真空中的相速度与光在介质中的相速度之比值。