工程塑料常用测试方法有哪些？

1.机械测试

应力拉伸强度、应变和模量ASTMD638(ISO 527)

理解材料性能的基础是有了解关材料在负荷作用下的变化。知道了一定负荷(应力)引起的变形量(变)后，设计者就可以开始预测产品在工作环境下的情况、拉紧情况下的应力尸应变关系是使用最广泛地用于比较材料或设计产品的力学性能。

拉伸应力/应变关系是这样确定： 一个狗骨形的试样，以恒定速率拉长)记录下所加负荷和伸长量，然后计算应力和应变。

应力负荷/最初截面积单位：应力，负荷/最初截面积单位，MPa(psi)；应变，(延长长度/原长度)×100%。

其他由应力厂应变关系决定的力学性能有： 模量、应力尸应变、弯曲时应力强度、最初最大应力、断裂时应力、失效时的应力、断裂应变、失效时的应变或最大延长长度(%)、比例极限、开始呈现非线性关系时的值、弹性模量、比例极限下的模量[MPa (psi)]。

弯曲强度和模量ASTM D790 (ISO 178)

弯曲强度用来衡量材料抵抗弯曲的能力，也就是材料的刚度。和拉伸负荷不同，所有的负荷都加在同一方向上。在试样中部加上一个简单的活动支撑梁，产生三点载荷，在标准测试机上，加载鼻以2mm/min的恒定速度压向试样。

通过记录下来的数据画出负荷挠曲曲线，然后计算出弯曲模量。这要用到五个负荷和挠曲并采用曲线刚开始的一段线性部分。

在需要说明弯曲性能时，弯曲模量(应力与应变的比值)是使用最广泛的。弯曲模量相当于应力应变曲线材料未变形部分的切线的斜率。

弯曲应力和弯曲模量的值以MPa (psi) 为单位。

2.冲击测试

在标准测试，如拉伸或弯曲测试中，材料缓慢吸收能量。而在实际生活中材料经常遭受迅速的冲击：下落物体、突然打击、碰撞、跌落等。冲击测试的目的就是模拟这些情况。Izod 和charpy 方法被用来测验试样受到一定的冲击力作用时的状态，并估计其脆性或韧性。但这种数据不能用作元作元件设计计算时的数据来源。一种材料的典型状态可以通过在不同条件、不同缺口半径和测试温度下测定不同类型的试样而获得。

两种测试都在摆锤冲击实验机上进行。试样夹在夹具上，有一定半径的硬化钢冲击刃的摆锤从预定的高度落下，导致试样受到突然负载而剪切。摆锤的剩余能量使它上升：根据下降高度和回升高度的差值可以求得试棒断裂需要的能量。这个测试可以在温室下进行，也可以在低温下进行，以测量低温脆性。试棒的类型和缺口尺寸可以不同。

重物落下冲击测试，如Gardner和Flexed板的结果与落下重物和支持物的几何形状有关。它们只能用于测定材料相对等级。

除非测试设备和试样的几何形状与最终使用要求一致，否则冲击值不能绝对化。如果失效模式和冲击速度相同的话，通过各种测试方法得到的材料相对等级应该相同。

冲击性能对试样厚度和分子取向很敏感。ASTM 和ISO方法中使用的试样厚度差别可能对冲击值有很大影响。厚度从3mm 变为4mm 甚至能够通过分子质量和试样厚度对Izod 缺口冲击的影响使失效方式发生转变，从塑性转变为脆性性能。但在3mm厚度时已经显示出脆性的材料，如矿物和玻璃填充等级的材料不受影响。冲击强化的材料也不会受到影响。

然而必须意识到——材料没有改变，改变的只是测试方法；这里提到的塑性/脆性转变很少在实际生活中出现：零件厚度大多为3mm或更小。

缺口Izod 冲击测试已经成为比较塑料材料抗冲击能力的标准。然而，这个测试测出的模型零件的性能和实际环境中测出的冲击性能没有相关性。因为材料的缺口敏感性不同，这个测试对某些材料的影响可能会大于另一些材料。尽管它们经常被用来测量材料的抗冲击能力，但这项测试更趋向于测量塑料的缺口敏感性而非其抗冲击能力。测试值被广泛接受为比较材料韧性的参考值。缺口Izod 测试在确定具有许多尖角的零件，如加强筋和其他增加应力的零件的抗冲击力时效果最好。无缺口Izod测试使用同样的负载分布，只是试样上没有缺口 (或者说试样被反过来夹紧)。因为没有引起应力集中的部位，这种测试的结果总是高于缺口测试的结果。

ISO命名反应的试样类型和缺口类型如下。

#ISO 180/1A 表示试样类型1和缺口类型A。试样类型1的尺寸是长80mm，宽10mm，厚4mm。

#ISO 180/1U 表示同样的试样类型1，但反向夹紧(说明没有缺口)。使用ASTM方法的试样尺寸相似，缺口半径和高度相同，但长度不同：63.5mm，而且更重要的在于厚度：3.2mm。

#ISO 的结果定义为破碎试样的以焦耳为单位的能量除以试样的缺口面积。结果的单位为kj/m²。

ASTM 的结果定义为以焦耳为单位的冲击能量除以缺口长度 (试样的厚度)。其单位为J/m。

3. 燃性测试

可燃性UL94 等级是应用最广泛的塑料材料可燃性能标准。它用来评价材料在被点燃后熄灭的能力。根据燃烧速度、燃烧时间、抗滴能力以及滴珠是否燃烧可有多种评判方法。每种被测材料根据颜色或厚度都可以得到许多值。当选定某个产品的材料时，其UL等级应满足塑料零件壁部分的厚度要求。UL等级应与厚度值一起报告，只报告UL 等级而没有厚度是不够的。UL 94 等级总结如下。

HB： 厚度3mm 的水平试样缓慢燃烧，燃烧速度＜76mm/min。

V-0： 垂直试样在10s 内停止燃烧；不允许有液滴。

V-1： 垂直试样在30s 内停止燃烧；不允许有液滴。

V-2： 垂直试样在30s 内停止燃烧； 允许有燃烧物滴下。

5V：  对试棒燃烧5 次，每次火焰都大于V 测试中的火焰，每次持续5S。燃烧在60s 内停。

5VB： 试样板被烧穿(产生一个洞)。

5VA： 试样板未被烧穿 (没有产生洞)—UL 最高等级。

(1) UL 94 HB*水平测试过程 对可燃性有安全方面的要求时，不允许使用HB材料。通常情况下HB级的材料不能于电器，但机械或装饰品除外。有时，人们会有误解：非FR材料(或没有打算用作FR材料的材料) 不会自动满足HB的要求。尽管最不严格，UL 94 HB仍是一个可燃性分类等级，必须经测试检测。

(2) UL 94 V0，V1和V2*垂直测试过程 垂直测试使用与HB检测中相同的试样。燃烧时间、发光时间、何时开始滴落以及下面的棉花是否被引燃都应注明。燃烧滴落被认为是燃烧扩散的主要原因，也是区分V1与V2 的标准。

(3) UL 94-5V*垂直测试过程 UL 94-5V*是所有UL测试中最严格的UL94-5V 垂直测试过程，它包括两个步骤。

1.步骤一 垂直安装一个标准可燃性试棒，使其经受五次127mm 火焰，每次持续5S。如果此后试棒燃烧时间短于60s且液滴不引燃下面的棉花，则通过测试。

整个过程要对5 个试棒进行重复测试。

2.步骤二 同样厚度的试样板在水平位置经受同等火焰的测试，整个过程要对3 个试样板重复进行测试。这个水平测试形成2 个等级：5VB 和5VA。5VB 允许产生洞 (烧穿)。5VA 不允许产生洞。

UL94-5VA是所有UL测试中最严格的，特别用于大型办公机械的防火罩。对于那些预期壁厚小于1.5mm的产品，应使用玻璃填充材料等级。

(4)CSA可燃性CSA C22.2第0.6号，测试A*这个加拿大标准协会的可燃性测试的方法与UL94 5V测试的方法相似。然而，这个测试更加严格：每次测试火焰要持续15s。而且在前4次火焰测试中，试样必须在30s内熄灭；在第五次测试后，火焰在60s内熄灭(而UL94-5V的5此火焰测试各持续5s)。

满足CSA测试的结果也被认为满足UL94-5V。

(5) 有限氧气指数ASTM D2863 (ISO 4589)* 有限氧气指数用来测量材料在受控环境中的相对可燃性。有限氧气指数是维持热塑性塑料材料火焰时，空气中所需的最低氧气含量。

测试所用气体是外部控制的氮气和氧气的混合物。一个支撑的试样由引火火焰点燃，然后拿走引火火焰。在下面过程中，氧气浓度逐渐降低，直至试样不能维持燃烧。有限氧气指数或LOI定义为材料可以燃烧3min 或50mm 所需的最低气浓度。LOI值越高就越不容易燃烧。