源于化学组成和结构的不同，塑料与金属等材料性能上有很大不同，也因此有其他材料所不能代替的应用领域，它们的性能表征与测试也有自身的许多特点。因此，必须以了解塑料的基本组成和结构为基础，了解塑料的性能表征与测试。

 

“表征”，常用于评价塑料的分子或结构特性，表征手段如：GPC，X光衍射，NMR，质谱，UV，IR，DSC，TGA等。

 

“测试”则用于塑料对外加负荷、环境等作用所引起的相应行为的评价。“测试”，并非仅限于塑料树脂性能的测试，还常常测试树脂制成品塑料制件的性能，以保证合适的最终产品使用性能的要求。

 

常用的塑料性能测试仪器包括以下几类：

 

试验机类：

• 材料试验机；

• 疲劳试验机；

• 冲击试验机；

• 硬度计；

• 耐磨试验机；

• 热变形试验机；

• 熔体流动速率熔体体积流率测试仪。

 

热分析类：

• 热膨胀仪TMA；

• 差示扫描量热仪DSC;

• 热重分析仪TGA；

• 动态热机械分析仪DMA。

 

流变仪类：

• 转矩流变仪；

• 毛细管流变仪；

• 旋转流变仪.

 

其它：

• 燃烧测定仪；

• 雾度计；

• 密度计；

• 老化试验箱；

• 电阻率测定仪。

 

材料试验机

 

材料试验机概念：

就是对材料、零件、构件进行力学性能和工艺性能试验的仪器和设备。

 

材料试验机能做的试验有：

拉伸、压缩、弯曲、撕裂、剥离、剪切等。

 

分类

• 按对象可分为金属与非金属材料试验机；

• 按试验时间可分为长时与短时试验机；

• 按试验温度可分为高温.常温.低温试验机；

• 按试样的受力状态和试验力的施加速度可分为静态力和动态力试验机；

• 按测定力学性能和试验力的施加方式可分拉力、压力、万能、扭转、蠕变、松弛、疲劳、冲击试验机以及硬度计和摩擦磨损试验机等；

• 按结构原理可分为机械式、液压式、电子式试验机等。

 

简介

万能实验机的大小用机架的最大负载额定值和测量负载/力的负载传感器来描述。负载传感器装在电动机或者液压部件驱动的移动十字头上。与夹具串联的负载传感器测量力的大小，测量值可以在数字显示屏或计算机上读出。许多万能实验机有可互换的负载传感器，以便能与被测试的材料相匹配。

动态或者循环测试（例如裂纹增长和疲劳）一般都在长时间内负载较低的液压伺服万能实验机上进行。

电子万能试验机由滚珠丝杠传动，试验速度可达0.01mm/min～1000mm/min。

 

选购

• 测试模式和受力状态；

• 最大负荷；

• 最大行程；

• 测试负荷准确度；

• 测试速度准确度；

• 夹具；

• 引伸计；

• 测试环境箱；

• 价格及服务。

 

生产商

• 美国Instron英斯特朗公司

• 德国Zwick

• 日本Shimadzu岛津公司

• 美国Tinius Olsen

• 新三思

• 济南试金

 

冲击试验机

冲击性能试验对工程材料的缺陷很敏感，而其影响因素也很多。特别是对高分子材料，其抗冲击性能常常受到温度、湿度、冲击速度、试样的几何形状以及应力方式等影响。

 

分类

• 摆锤冲击试验机（简支梁、悬臂梁）；

• 试样缺口形式因采用标准不同而不同。

• 落锤冲击试验机；

• 仪器化落镖冲击试验机；

 

摆锤冲击试验机工作原理图

 

 

1、摆锤；2、试样；3、机架；4、扬臂

 

落锤落球冲击试验原理

在规定的条件下，用一特定形状及一定质量的重锤，在某一高度上自由落下而对试样进行冲击，通过改变重锤的质量或落下的高度、对一定量的试样进行试验，从而可测出制品冲击破坏所需的能量。

 

选购

• 冲击能量范围；

• 冲击线速度；

• 符合相应测试标准；

• 价格和服务。

 

生产商

• 美国Tinius Olsen

• 意大利CEAST

 

熔体流动速率熔体体积流率测试仪

热塑性塑料在规定的温度和负荷条件下，每10min通过标准口模，物质的量为熔体流动速率；体积的量为熔体体积流率。

单位：g/10min

GB/T 3682-2000

ISO 1133

ASTM D 1238

 

 

简介

• 热塑性塑料熔体质量流动速率和熔体体积流动速率与剪切速率有关。

• 本试验中的剪切速率远小于实际加工时的剪切速率。因此，由本方法得到的各种热塑性塑料的数据不一定与它们在实际使用中的性能有关。两种方法在质量控制中都是有用的。

• 一种规定条件下的动力粘度计，由于聚合物粘度对其材料结构上的敏感性，而被用来监视材料变化。

 

 

选购

• 测试所需温度范围；

• 温度准确度和稳定性；

• 挤塑计几何尺寸精度；

• 自动测量装置精度；

• 易用性；

• 价格和服务。

 

生产商

• 德国GOETTFERT

• 美国Tinius Olsen

• 意大利CEAST

 

热变形试验机

 

HDT标准：

ISO 75

ASTM D 648

GB/T 1634

 

VST标准：

ISO 306

ASTM D 1512

GB/T 1633

 

热变形温度/维卡软化点温度测定仪

 

简介

把一个具有一定尺寸要求的矩形试样，放在规定跨距的支座上，并在两支座的中点处，施加规定的负荷，形成三点式简支梁式静弯曲，负荷力的大小，必须使试样形成1.8MPa或0.45MPa的表面弯曲应力，把受荷后的试样浸在导热的液体介质中，以规定的升温速率开温，当试样中点的变形量达到与试样高度相对应的规定值时的温度，就是负荷热变形温度。

在规定升温速率的导热的液体介质浸没下，在规定负荷条件下，端面为1mm2圆形测针刺入试样1mm深度时的温度，即为维卡软化点温度。

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—个指标，但不代表材料的使用温度。

 

选购

• 测试所需温度范围；

• 温度测量准确度；

• 导热介质温度准确度和均匀性；

• 自动测量装置精度；

• 测头数量；

• 易用性；

• 价格和服务。

 

生产商

• 德国GOETTFERT

• 美国Tinius Olsen

• 意大利CEAST

 

热膨胀仪(热机械分析仪TMA)

• 热膨胀系数测量；

• 热机械曲线测试。

 

生产商

• NETZSCH德国耐驰公司

• 美国TA公司

 

差示扫描量热仪DSC（1）

在程序温度控制下，测定输入到试样和参比样的热流速率（热功率）差对温度和/或时间关系的技术。

标准

①ISO 11357；

②ASTM D 3417；

③GB/T 19466。

 

 

 

测量参数

• 比热

• 玻璃化转变温度

• 熔点

• 结晶温度

• 结晶度

• 熔融焓

• 结晶焓

• 结晶动力学

• 热固性塑料的反应热

• 热固性塑料的反应动力学

• 胶凝转化率

 

选购

• 试验温度范围；

• 冷却方式；

• 量热灵敏度；

• 调制DSC；

• 软件选择；

• 价格和服务。

 

生产商

• 美国TA公司

• Mettler-Toledo瑞士梅特勒-托利多公司

• NETZSCH德国耐驰公司

• PerkinElmer美国PE公司

 

动态热机械分析仪DMA

动态力学分析是在程序温度下，测量物质在振动负荷下的动态模量和阻尼与温度的关系的技术。动态力学试验通常是对试样施加一个呈正弦波函数的应变或应力，取决于试样的形状，力学方式可分为：伸长或弯曲；剪切或扭转；压缩。

 

选购

• 试验温度范围；

• 冷却方式；

• 工作模式；

• 工作频率；

• 价格和服务.

 

生产商

• 美国TA公司

• Mettler-Toledo瑞士梅特勒-托利多公司

• NETZSCH德国耐驰公司

• PerkinElmer美国PE公司

 

热重分析仪TGA

热重法(TG)是在程序温度下，测量试样的质量与温度或时间的关系的—种技术。试样可以是固体或液体．并以某一速率升温或降温，或在某一固定温度保持恒温。TG可用于测量分解、氧化、还原、蒸发、升华和其他质量变化。

 

 

选购

• 试验温度范围；

• 温度准确度；

• 天平准确度；

• 价格和服务。

 

生产商

• 美国TA公司

• Mettler-Toledo瑞士梅特勒-托利多公司

• NETZSCH德国耐驰公司

• PerkinElmer美国PE公司

 

流变仪

Thermo Haake转矩流变仪：

在高剪切效果下使聚合物熔体的多相组分得以良好混合。在此工艺条件下，被高度剪切的物料反抗混合的阻力与其粘度成正比，转矩流变仪通过扭矩传感器测量这种阻力，得到扭矩随时间变化曲线称之为“流变曲线”，用来分析高分子材料的加工和流变性能，同时制备各种预混试样用于物理和化学性能的测试。