新闻中心

重要事件

塑料耐热性能的测定

2020-03-31 12:25 作者:pokerking club 点击:

  实验 4 塑料耐热性能的测定 塑料的耐热性通常是指在温度升高时塑料保持其物理机械性能的能力。测定塑料耐热 性能的实验都是使塑料在一定的外力作用下及一定的升温速率下,其形变达到某一规定值 时的温度,因此这一测定值并无明确的物理意义,常用的测定方法有三种:马丁耐热,热 变形和维卡耐热。 一、实验目的 1.掌握维卡耐热温度和热变形温度的测定方法; 2.测定聚甲基丙烯酸甲酯的维卡耐热温度和热变形温度。 二、实验原理 各类塑料,即使是一些性能优良的工程塑料,当温度升高时,其在负荷作用下的形变 量均会增加,但增加的幅度不尽相同。测出变形能力的大小对于确定材料的使用范围、使 用条件是非常重要的。由于塑料的变形与温度及受力状态有关,故每种实验方法都明确规 定了受力状态。马丁耐热实验,维卡耐热试验及热变形温度试验具体条件如下: 实验名称 马丁耐热试验 维卡耐热试验 热变形温度试验 所用设备 马丁耐热试验箱 热变形试验仪 热变形试验仪 加荷方式及应 悬梁式弯曲力矩,弯曲应 截面积 1mm2 圆形针 支点跨距为 10 mm, 力大小 力 50kg/cm2 加压,压力 1kg 或 5kg 中点加荷,弯曲应力 形变起止点 试样尺寸 长×宽×高 横杆顶端指示器下降 圆针压入试样 1mm 6mm 120×15×10mm 10×10×3mm 为 4.6kg/cm2 或 18.6kg/cm2 试样中点弯曲 0.21mm 120×15×(3-10)mm 升温速率 50℃/小时 50 ℃/小时 小时 120℃/ 120℃/小时 适用范围 热固性塑料;耐热性高于 热塑性塑料 60℃的热塑性塑料 硬质模塑料或板材 三、实验器材 热变形试验机一台,游标卡尺一把,秒表一块。热变形试验仪原理如图1所示。该仪器 在油浴中加入与塑料不产生反应的硅油,浴内还加有加热器、搅拌器及通冷却水的蛇行管, 此管是为了快速冷却油浴,以便进行下一次试验而设置的。样品架有三个作用,一是支持 样品,二是施加载荷,三是测量形变即砝码下降的距离。 四、实验步骤 图 1 热变形试验仪示意图 聚甲基丙烯酸酯维卡耐热温度的测定 1.试样制备:将有机玻璃板锯成大于10×10mm的小块,厚度为3~6mm,如厚度大于 6mm应将一面加工成厚度3-4mm。如厚度在1mm以上,可以由2~3块叠合成厚度大于3mm 才可以进行测定,如厚度小于1mm,按国家标准规定,不能进行耐热性能的测定。 2.负荷选择:按下式计算应加负荷的重量W(克)。 W=1000(或5000)-R-T R为压针及负荷杆的总量。T为百分表的弹力。当百分表装在砝码上端面测量砝码下降 距离时,式中T为正。R及T的数值会因仪器型号而有变化。RW-2型热变形维卡试验议的 R=210克,T=70克。 3.安放试样,加负荷,调整百分表:将样品架从油浴中取出,抬起负荷杆试样放在压 针下面,压针应放在试样的中心。在负荷杆顶端加上选好的负荷,调整百分表使指针指在 1mm处,将温度计插在样品架的斜孔中,使温度计水银球接近但不接触样品。将样品架小 心地放入油浴中。 4.升温:打开仪器总电源,开搅拌器电源,搅拌3分钟,观测百分表是否偏离1mm处, 如偏离则重新调至1mm处,将温度设定盘上的指针拨至200℃,升温速度旋到120℃/小时, 按下升温启动按钮,油浴即按120℃/小时的速度升温。 5.测定变形:由等速升温时刻开始计时,并隔一定时间记录百分表读数、温度及时间。 直到百分表读数为2mm为止,开始记录时间间隔可在15分钟左右,当形变剧烈时每0.5~1 分钟记录一次。 6.试验的停止:当形变量达到2mm时(此时的油浴温度即为所测试样的维卡耐热温度), 即可结束实验。但为了画一个较完整的温度形变曲线,并对所测维卡耐热温度进行检验, 建议形变达到2.5mm,再结束实验。结束试验时,先关闭加热电源,再关闭搅拌器电源,最 后关闭总电源。将砝码取下放回砝码盒。取下温度计擦干净放回原处。将样品架由油浴中 提起,取下试样再放回油浴中。 在下表中填写试验数据,并在备注栏相应的时间处注明“开始升温”,“开始形变”,“形 变 1mm”(百分表读数为 2mm);“停止试验”等有关说明。 试验时间(分) 油浴温度(℃) 形变量(mm) 备注 0 1 开始升温 按照上表的数据在直角坐标系绘制温度~形变曲线及温度~时间曲线,温度~形变图 上与形变 1mm 处所对应的温度即为维卡耐热温度。由温度~时间曲线可判断该试验是否等 速升温,速度是否为 120℃/小时。 聚甲基丙烯酸酯热变形温度的测定 1.试样制备:将有机玻璃板加工成 100×10mm 的小块,厚度为 3~6mm;也可采用无 缺口简支梁冲击试样,其尺寸为 120mm×15mm×10mm。 2.装样——测量试样尺寸,计算应加砝码质量,使试样受载后最大弯曲正应力为 m = 2σbh2 ? R ? T 29.4 9.8 1.82MPa 或 0.455MPa,应加砝码质量由下式计算: 式中 m――砝码质量,kg; σ――试样最大弯曲正应力,Mpa; b――试样宽度,mm; h――试样厚度,mm; l――两支座中心距,mm; R――负载杆及压头质量,kg; T――变形测量装置附加力,N。 把试样对称放在试样支座上,将装好试样的支架放入保温浴槽内,试样应位于液面 35mm 以下,加上砝码。 3.条件设定:设定升温速率为 120℃/h,变形量为 0.21mm。 4.调零:调节变形量测量装置使变形量为零。 5.测试:启动机器,开始加热升温,记录试样中点弯曲变形量达到 0.21mm 时的温度 即为热变形温度。 五、思考题 1.试验开始时为什么百分表要调整到 1mm,调整到零点有什么不好?为什么试验开始 时会发生负变形。 2.提高升温速率对测定温度有何影响? 3.试说明本试验测定的温度形变曲线与热机械曲线有何异同。 六、参考资料 周维祥主编,《塑料测试技术》,化学工业出版社。

pokerking club

返回

网站地图

Copyright©pokerking club  苏ICP备13041245号  技术支持:华润水泥控股有限公司