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塑料的热学性能与解析

日期:2019-12-11 02:50
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摘要: 塑料的热学性能与解析 1、熔融指数 熔融指数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2.095mm圆管所流出的克(g)数。表示方法有MFI:流体质量;MVR:流体体积。 在微观上,融指越大表示体现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。在宏观上,其值越大,表示该塑胶材料的加工流动性越佳...

塑料的热学性能与解析

1、熔融指数
熔融指数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2.095mm圆管所流出的克(g)数。表示方法有MFI:流体质量;MVR:流体体积。
 
在微观上,融指越大表示体现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。在宏观上,其值越大,表示该塑胶材料的加工流动性越佳,反之则越差。
 
2、灰分
一般在马沸炉中高温灼烧,聚合物发生一系列物理和化学变化,*后有机成分挥发逸散,而无机成分(主要是无机盐和氧化物)则残留下来,这些残留物称为灰分。一般改性的产品里面,灰分就是硅石、碳酸钙、滑石粉、玻纤、钛白粉等一些无机矿物质。
 
目的:测定塑料中无机物质的含量,作为判断材料真假的一个依据以及评判材料性能的一个依据,如:在加玻纤的塑料中,高了塑料材料刚性增加,耐热性增加,但韧性降低,反之,韧性增加,刚性耐热性下降。
 
3、水分
指含在物体内部的水。水分含量是影响诸如聚酰胺(PA)和聚碳酸酯(PC)等树脂的加工工艺、产品外观和产品特性的一个重要因素。在注塑过程中,如果使用水分含量过多的塑料粒子进行生产,则会产生一些加工问题,并*终影响成品质量,如:表面开裂、反光,以及抗冲击性能和拉伸强度等机械性能降低等。
 
4、热失重
热失重就是通过对物质加热,使物质逐渐挥发、分解,测量他随温度升高的重量的变化。这样可以用来测定物质的某些物理性质,如:分解温度,熔点等之类的。
 
5、玻璃化温度
高聚物由高弹态转变为玻璃态的温度,指无定型聚合物(包括结晶型聚合物中的非结晶部分)由玻璃态向高弹态或者由后者向前者的转变温度,是无定型聚合物大分子链段自由运动的*低温度,通常用Tg表示,随测定的方法和条件有一定的不同。高聚物的一种重要的工艺指标。在此温度以上,高聚物表现出弹性;在此温度以下,高聚物表现出脆性。
 
6、热变形温度
热变形温度(Heat deflection temperature):对高分子材料或聚合物施加一定的负荷,以一定的速度升温,当达到规定形变时所对应的温度。
测试目的:处于玻璃态或结晶态的高聚物,随着温度的提高,原子和分子运动能量提高,在外力作用下因其定向运动而导致变形的能力增加,即材料抵抗外力的能力——模量随温度升高而下降,随着温度的提高,固定负荷下塑料产生的变形增加。
 
7、维卡软化温度
维卡软化温度是评价材料耐热性能,反映制品在受热条件下物理力学性能的指标之一。材料的维卡软化温度虽不能直接用于评价材料的实际使用温度,但可以用来指导材料的质量控制。维卡软化温度越高,表明材料受热时的尺寸稳定性越好,热变形越小,即耐热变形能力越好,刚性越大,模量越高。
 
8、热传导系数
定义:物体热传导能力的热性能参数,单位为W/m.K (kcal/m.℃.h)。
试验仪器:热导率测定仪,适用于导热材料和绝热材料的测试
 
9、低温脆化
塑料的刚性会随着环境温度的变化而变化,当温度降低到某一定温度范围时,就表现出呈刚性,继而变脆。
脆化温度的测定:在规定的受力及变形条件下,测出其显示脆性破坏时的温度
 
10、热膨胀系数
物体在体积或长度随温度的升高而增大的现象称为热膨胀。热膨胀系数是材料的主要物理性质之一,它是衡量材料的热稳定性好坏的一个重要指标。当两种不同的材料彼此焊接或熔接时,都要求这两种材料具备相近的膨胀系数。
原因:如果选择材料的膨胀系数相差比较大,焊接或熔接时由于膨胀速度不同,在焊接处产生应力,降低了材料的机械强度和气密性,严重时还会导致焊接处脱落、炸裂、漏气或漏油。
 
11、燃烧测试
是指材料燃烧遇火时所发生的一切物理和化学变化,这项性能有材料表面的着火性和火焰传播性、发热、发烟、碳化、失重,以及毒性生成物的产生等来衡量。
 
测试方法:主要有氧指数燃烧性能测试、水平燃烧性能测试、垂直燃烧性能测试、灼热丝可燃指数测试等,其中材料的阻燃性能直接影响材料的使用。
1)极限氧指数法
是在规定的实验条件下,测量维持样品燃烧所需要的*低氧浓度的一种方法,燃烧的实验环境气体为氮气/氧气混合物,测试样品垂直放置(顶端接触点火器)。因为空气中氧气的体积浓度为21%,所以如果LOI值高于21%(体积比)说明材料具有阻燃性能。LOI值越大,说明材料的阻燃性能越好。
2)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 ℃甚至更高,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。
3)水平/垂直燃烧
将长方形条形样条的一端固定在水平或垂直夹具上,其另一端暴露于规定的试验火焰中,通过测量线性燃烧速率,评价试样的水平燃烧行为;通过测量其余焰火和余焰时间,燃烧范围以及颗粒低落的情况评价塑料的燃烧性能。
 
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