塑料物性表性能說明與使用性能(下)

塑料的使用性能以及塑料製品在實際應用中的需求,主要包括物理性能、化學性能、力學性能和熱性能等。這些性能可通過特定指標進行量化,並通過相應的實驗方法進行測試與驗證。了解這些性能有助於選擇合適的塑料材料,滿足不同使用場景的需求。

4. 熱性能

(4-1) 負荷熱變形溫度

負荷熱變形溫度是指具有一定尺寸的矩形塑膠試樣浸在一種等速升溫導熱介質中, 在三點式簡支梁靜彎曲負載作用下,試樣彎曲變形達到規定值的溫度。單位以℃表示。

(4-2) 維卡軟化點

維卡軟化點是指在等速升溫條件下,用一根帶有規定負荷、截面積為 l mm2 的平頂針放在試樣上,當平頂針刺入試樣1mm時的溫度即為該試樣的維卡軟化點。單位以℃表示。

(4-3) 馬丁耐熱溫度

馬丁耐熱溫度是指試樣在一定彎曲力矩作用下, 在一定等速升溫環境中發生彎曲變形,試樣達到規定變形量時的溫度。單位以℃表示。

(4-4) 線膨脹係數

(4-4-1) 線膨脹係數

指單位長度塑膠溫度每升高1°C的伸長量。

(4-4-2) 平均線膨脹係數

指單位長度塑膠在某一溫度區間,溫度每升高 1°C的平均伸長量。

一般採用連續升溫法測試工程塑料的線膨脹係數;採用連續升溫法或者兩端點溫度法測試平均線膨脹係數。單位以℃-1表示。

(4-5) 熔點

工程塑料的熔點是指在一定的溫度下由固體狀態通過熔化明顯地轉變成液態的溫度。

(4-6) 熔體質量流動速率和熔體體積流動速率

熔體質量流動速率(MFR)和熔體體積流動速率(MVR)是指熱塑性材料在一定的溫度和壓力下,熔體每10min分別通過規定標準口模的品質或體積。過去常稱為熔體指數,俗稱熔融指數,也稱為熔體流動指數。以g/10min表示熔體質量流動速率,以 cm3/10min表示熔體體積流動速率。

(4-7) 熱導率

熱導率是指在穩定條件下,垂直於單位面積方向的每單位溫度梯度通過單位面積上的熱傳導速率。單位為W/(m•K)。

(4-8) 玻璃化溫度

無定形或半結晶或非結晶聚合物以黏流態或高彈態向玻璃態轉變或反向轉變的過程稱為玻璃化轉變,發生玻璃化轉變的較窄溫度範圍的近似中點的溫度稱為玻璃化溫度,通常用Tg表示。

(4-9) 低溫脆化溫度

低溫脆化溫度是工程塑料低溫力學行為的一種量度。是指將塑膠試樣以懸臂梁的方式安裝於規定的夾具中, 然後再將其置千低溫介質中進行恒溫,當試樣達到某一預定溫度後,使用具有一定能量的沖頭衝擊試樣,使試樣繞規定的半徑彎曲90°,記錄並計算試樣開裂或破壞的百分數,試樣開裂或破壞概率達到50%時的溫度稱為低溫脆化溫度,常用t50表示。

(4-10) 尺寸穩定性

尺寸穩定性是衡量塑膠試樣或製品在貯存和使用過程中尺寸穩定性的一種指標。所謂尺寸穩定性即通常所說的尺寸變化率或尺寸收縮率,是指規定尺寸的試樣在規定的溫度、規定的試驗條件下,經過規定的放置時間後,在標準環境條件下進行狀態調節後,互相垂直的三維方向上產生的不可逆尺寸變化,以試樣的尺寸變化率表示。

5. 電性能

(5-1) 體積電阻率和表面電阻率

(5-1-1) 絕緣材料的電阻    

將被測材料置於標準電極中,在給定時間內,電極兩端所加電壓值與兩電極間總電流之比稱為絕緣材料的電阻。單位以Ω表示。

(5-1-2) 體積電阻率

指平行材料中電流方向的電位梯度與電流密度之比。單位以Ω ‧ cm表示。

(5-1-3) 表面電阻率

指平行於通過材料表面上電流方向的電位梯度與表面單位寬度上的電流之比。單位以Ω表示。

(5-2) 相對介電常數和介電損耗因數

(5-2) 相對介電常數和介電損耗因數

(5-2-1)  相對介電常數

絕緣材料的相對介電常數εr是指電極間及其周圍的空間全部充以絕緣材料時,其電容 Cx 與同樣構型的真空電容器的電容C0之比(圖1)。

(5-2-2) 介電損耗角δ 

絕緣材料的介電損耗角δ,是指由該絕緣材料作為介質的電容器上所施加的電壓與流過該電容器的電流之間的相位差的餘角。

(5-2-3) 介電損耗因數tanδ    

絕緣材料的介電損耗因數是介電損耗角δ的正切tanδ。

(5-3) 電氣強度

電氣強度也稱為介電強度,是指在規定的試驗條件下,擊穿電壓與施加電壓的兩導電部分之間距離的商。

(5-4) 耐電弧性

耐電弧性是指絕緣材料抵抗高壓小電流或低壓大電流產生的電弧作用而引起變質的能力。通常用電弧焰在材料表面引起炭化至表面導電所需的時間表示,單位以s表示。

6. 相對耐漏電起痕性

(6-1) 漏電起痕

固體絕緣材料表面在電場和電解液的聯合作用下逐漸形成導電通路的過程。

(6-2) 相對耐漏電起痕性

指固體絕緣材料在電場和含雜質的水作用時的相對耐漏電起痕性。

(6-3) 電蝕損

由於放電作用引起絕緣材料被蝕損的現象。

(6-4) 相比湧電起痕指數 (CTI) 

材料表面能經受住 50 滴電解液而沒有形成漏電痕跡的最高電壓值,以V表示。

(6-5) 耐漏電起痕指數(PTI)

材料表面能經受住50滴電解液而沒有形成漏電痕跡的耐電壓值,以V表示。

7. 耐環境適應性

(7-1) 耐化學藥品性

耐化學藥品性是指塑膠耐酸、鹼、溶劑和其他化學品的能力。

(7-2) 耐環境應力開裂

(7-2-1) 環境應力開裂

指塑膠在某種介質影響或加速作用下,由外部或內部的應力或兩種應力共同作用而引起的開裂。耐環境應力開裂通常用應力開裂破損和環境應力開裂時間F50表示(圖2)。

  • (a) 應力開裂破損 
    • 凡能用眼睛觀察到的裂紋均可認為是應力開裂破損或試樣破損。
  • (b) 環境應力
    • 開裂時間F50。指試樣在某種介質中破損概率為 50 %的時間。

(7-2-2) 耐溶劑性

塑膠抵抗溶劑引起的溶脹、溶解、龜裂或形變的能力。

(7-2-3) 耐油性

塑膠抵抗油類引起的溶解、溶脹、開裂、變形或物理性能降低的能力。

8. 老化性能

老化是指塑膠在使用、貯存和加工過程中, 由於受到光、熱、氧、水、生物、應力 等外來因素的作用,性能隨時間變壞的現象。主要包括以下部分:

(8-1) 氣候老化

塑膠在戶外暴露中,性能隨時間變壞的現象。

(8-2) 人工氣候老化

塑膠暴露於人工類比氣候條件下性能隨時間變壞的現象。

(8-3) 熱空氣老化

塑膠試樣在給定溫度、風速等條件下性能隨時間變壞的現象。

(8-4) 濕熱老化

塑膠試樣在給定溫度和濕度條件下性能隨時間變壞的現象。

(8-5) 臭氧老化

塑膠試樣在臭氧作用下性能隨時間變壞的現象。

(8-6) 抗黴性   

塑膠對黴菌的抵抗力。

9. 加工性能

常用塑膠的成型加工性能見(圖3)和表 (圖4) 。

☆ 其他參考資料及文章

TBD

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