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二、熱學性能
1.熔融指數(shù)
熔融指數(shù)是一種表示塑膠材料加工時的流動性的數(shù)值。它是美國量測標準協(xié)會(ASTM)根據美國杜邦公司慣用的鑒定塑料特性的方法制定而成,其測試方法是先讓塑料粒在一定時間(10分鐘)內、一定溫度及壓力(各種材料標準不同)下,融化成塑料流體,然后通過一直徑為2.095mm圓管所流出的克(g)數(shù)。表示方法有MFI:流體質量;MVR:流體體積。
在微觀上,融指越大表示體現(xiàn)粘度愈小及分子重量愈小,反之則**該塑料粘度愈大及分子重量愈大。在宏觀上,其值越大,表示該塑膠材料的加工流動性越佳,反之則越差。
2.灰分
一般在馬沸爐中高溫灼燒,聚合物發(fā)生一系列物理和化學變化,*后有機成分揮發(fā)逸散,而無機成分(主要是無機鹽和氧化物)則殘留下來,這些殘留物稱為灰分。一般改性的產品里面,灰分就是硅石、碳酸鈣、滑石粉、玻纖、鈦白粉等一些無機礦物質。
目的:測定塑料中無機物質的含量,作為判斷材料真假的一個依據以及評判材料性能的一個依據,如:在加玻纖的塑料中,高了塑料材料剛性增加,耐熱性增加,但韌性降低,反之,韌性增加,剛性耐熱性下降。
3.水分
指含在物體內部的水。水分含量是影響諸如聚酰胺(PA)和聚碳酸酯(PC)等樹脂的加工工藝、產品外觀和產品特性的一個重要因素。在注塑過程中,如果使用水分含量過多的塑料粒子進行生產,則會產生一些加工問題,并*終影響成品質量,如:表面開裂、反光,以及抗沖擊性能和拉伸強度等機械性能降低等。
4.熱失重
熱失重就是通過對物質加熱,使物質逐漸揮發(fā)、分解,測量他隨溫度升高的重量的變化。這樣可以用來測定物質的某些物理性質,如:分解溫度,熔點等之類的。
5.玻璃化溫度
高聚物由高彈態(tài)轉變?yōu)椴AB(tài)的溫度,指無定型聚合物(包括結晶型聚合物中的非結晶部分)由玻璃態(tài)向高彈態(tài)或者由后者向前者的轉變溫度,是無定型聚合物大分子鏈段自由運動的*低溫度,通常用Tg表示,隨測定的方法和條件有一定的不同。高聚物的一種重要的工藝指標。在此溫度以上,高聚物表現(xiàn)出彈性;在此溫度以下,高聚物表現(xiàn)出脆性。
6.熱變形溫度
熱變形溫度(Heat deflection temperature):對高分子材料或聚合物施加一定的負荷,以一定的速度升溫,當達到規(guī)定形變時所對應的溫度。
測試目的:處于玻璃態(tài)或結晶態(tài)的高聚物,隨著溫度的提高,原子和分子運動能量提高,在外力作用下因其定向運動而導致變形的能力增加,即材料抵抗外力的能力——模量隨溫度升高而下降,隨著溫度的提高,固定負荷下塑料產生的變形增加。
7.維卡軟化溫度
維卡軟化溫度是評價材料耐熱性能,反映制品在受熱條件下物理力學性能的指標之一。材料的維卡軟化溫度雖不能直接用于評價材料的實際使用溫度,但可以用來指導材料的質量控制。維卡軟化溫度越高,表明材料受熱時的尺寸穩(wěn)定性越好,熱變形越小,即耐熱變形能力越好,剛性越大,模量越高。
8. 熱傳導系數(shù)
定義:物體熱傳導能力的熱性能參數(shù),單位為W/m.K (kcal/m.℃.h)。
試驗儀器:熱導率測定儀,適用于導熱材料和絕熱材料的測試
9.低溫脆化
塑料的剛性會隨著環(huán)境溫度的變化而變化,當溫度降低到某一定溫度范圍時,就表現(xiàn)出呈剛性,繼而變脆。
脆化溫度的測定:在規(guī)定的受力及變形條件下,測出其顯示脆性破壞時的溫度
10. 熱膨脹系數(shù)
物體在體積或長度隨溫度的升高而增大的現(xiàn)象稱為熱膨脹。熱膨脹系數(shù)是材料的主要物理性質之一,它是衡量材料的熱穩(wěn)定性好壞的一個重要指標。當兩種不同的材料彼此焊接或熔接時,都要求這兩種材料具備相近的膨脹系數(shù)。
原因:如果選擇材料的膨脹系數(shù)相差比較大,焊接或熔接時由于膨脹速度不同,在焊接處產生應力,降低了材料的機械強度和氣密性,嚴重時還會導致焊接處脫落、炸裂、漏氣或漏油。
11. 燃燒測試
是指材料燃燒遇火時所發(fā)生的一切物理和化學變化,這項性能有材料表面的著火性和火焰?zhèn)鞑バ?、發(fā)熱、發(fā)煙、碳化、失重,以及毒性生成物的產生等來衡量。
測試方法:主要有氧指數(shù)燃燒性能測試、水平燃燒性能測試、垂直燃燒性能測試、灼熱絲可燃指數(shù)測試等,其中材料的阻燃性能直接影響材料的使用。
1、極限氧指數(shù)法
是在規(guī)定的實驗條件下,測量維持樣品燃燒所需要的*低氧濃度的一種方法,燃燒的實驗環(huán)境氣體為氮氣/氧氣混合物,測試樣品垂直放置(頂端接觸點火器)。因為空氣中氧氣的體積濃度為21%,所以如果LOI值高于21%(體積比)說明材料具有阻燃性能。LOI值越大,說明材料的阻燃性能越好。
2、灼熱絲測試
模仿了這種由熱或點燃所產生的作用(例如過載電阻器的生熱),來評價火災的危害。灼熱絲測試的溫度為550,650,750,850,960 ℃甚至更高,具體的溫度由相關規(guī)范來決定:
· 如果滿足了下列條件之一就認為材料樣品能夠經受灼熱絲測試:材料無火焰和材料無火星。
· 樣品的火焰或者火星在移開灼熱絲30秒后熄滅,而且鋪在下面的棉花或者紙張沒有被點燃或者燒焦。
3、水平/垂直燃燒
將長方形條形樣條的一端固定在水平或垂直夾具上,其另一端暴露于規(guī)定的試驗火焰中,通過測量線性燃燒速率,評價試樣的水平燃燒行為;通過測量其余焰火和余焰時間,燃燒范圍以及顆粒低落的情況評價塑料的燃燒性能。