1、塑料物性及測試方法介紹塑料物性及測試方法介紹 塑料的物理性能塑料的物理性能 1、比重、比重（ASTM D792, ISO 1183） 密度是單位體積物質的質量。比重是在密度是單位體積物質的質量。比重是在23 C下，一下，一 定體積物質的質量與相定體積物質的質量與相 同體積去離子水質量之比同體積去離子水質量之比. 比比 重和密度至關重要重和密度至關重要. 因為塑料是以每磅為因為塑料是以每磅為 基礎售出的基礎售出的 ，而低密度或低比重意味著每榜重量含更多的材，而低密度或低比重意味著每榜重量含更多的材 料料，常用，常用 液體浮力法作測定方法。液體浮力法作測定方法。 比重比重 a/(a+w)-b a

2、試樣在空氣中的質量試樣在空氣中的質量 b 試樣和小錘（若被使用）在水中的質試樣和小錘（若被使用）在水中的質 量量 w 完全浸沒的小錘（若被使用）和部分完全浸沒的小錘（若被使用）和部分 浸浸 沒的金屬絲質量沒的金屬絲質量 密度（密度（kg/m3） 比重比重 997.6 塑料的物理性能塑料的物理性能 2、吸水性、吸水性(24小時小時/平衡平衡) ASTM D570 吸水性是用來確定在規定條件下被吸收的水的總量吸水性是用來確定在規定條件下被吸收的水的總量. 影響吸水性的因素有影響吸水性的因素有: 塑料的類型、使用的添加劑、溫度以及暴露時間塑料的類型、使用的添加劑、溫度以及暴露時間. 吸水性試驗中吸水

3、性試驗中, 將試樣在規定溫度的烘箱里烘干規定時間將試樣在規定溫度的烘箱里烘干規定時間, 移至干燥器冷卻移至干燥器冷卻, 冷卻完畢后，立即稱重冷卻完畢后，立即稱重. 將試樣規定條件下浸于水中將試樣規定條件下浸于水中, 通常是在通常是在23 C下下 浸泡浸泡24小時或直到平衡小時或直到平衡. 將試樣取出將試樣取出, 用用lint free cloth 擦干擦干, 稱重稱重 吸水百分率吸水百分率(浸水后質量浸水后質量 - 浸水前質量浸水前質量) / 浸水前質量浸水前質量 x 100 塑料的物理性能塑料的物理性能 3、成型收縮率、成型收縮率 熱塑性塑料在模具中成型，冷卻後脫模的成型品，會有收縮現象，即

4、成熱塑性塑料在模具中成型，冷卻後脫模的成型品，會有收縮現象，即成 型品小於模腔尺寸，這就是成型收縮率。型品小於模腔尺寸，這就是成型收縮率。 算式：收縮率算式：收縮率(%)=(型腔尺寸型腔尺寸-成品尺寸成品尺寸)/型腔尺寸型腔尺寸*100 光學特性光學特性 1.光澤度光澤度 (ASTM D2457, D523 ) 描述描述：鏡面光澤度是光被某種材料反射時反射光強度的鏡面光澤度是光被某種材料反射時反射光強度的 量度量度. 光澤度可以是光澤度可以是 材料所固有的材料所固有的, 也可以是成也可以是成 型過程或表面網紋的結果型過程或表面網紋的結果. 光澤度也受風蝕光澤度也受風蝕 和表和表 面腐蝕等環境因

5、素的影響面腐蝕等環境因素的影響. 測試測試：光澤度的測量：光澤度的測量, 通常以某種標準為參考給定反射通常以某種標準為參考給定反射 角角(20o，60o或或 85o). 將光澤計的角度調試成適當將光澤計的角度調試成適當 的角度的角度, 量好口徑量好口徑, 并與光澤計中給并與光澤計中給 定的標準相定的標準相 比較比較.將光度計置于試樣上將光度計置于試樣上, 讀取數據讀取數據. 光學特性光學特性 2、透明塑料的霧度、透明塑料的霧度ASTM D1003 (方法方法 B) 霧度是射入透明材料中的光由于散射作用而導致霧度是射入透明材料中的光由于散射作用而導致 的不清晰和的不清晰和/或閃耀的程度或閃耀的程

6、度, 可以是材料本身固有可以是材料本身固有 的性質，或是成型過程的結果的性質，或是成型過程的結果. 它也可能是由表它也可能是由表 面面 網紋或風蝕、表面腐蝕等環境因網紋或風蝕、表面腐蝕等環境因 素造成的素造成的 3、透明塑料的透光度、透明塑料的透光度ASTM D1003 (方法方法 B) 透透 光率是測定透過試樣的光通量的光率是測定透過試樣的光通量的. 光學特性光學特性 4、黃色指數、黃色指數（YI）ASTM E313 黃色指數由分光光度計的讀數計算而得黃色指數由分光光度計的讀數計算而得, 描述描述 了一種試樣從無色透明或白了一種試樣從無色透明或白 色到黃色的顏色變色到黃色的顏色變 化化. 這

7、一試驗最常用于評價一種材料在真實或這一試驗最常用于評價一種材料在真實或 模擬的模擬的 日照下的顏色變化日照下的顏色變化. 光學特性光學特性 5、透明有機塑料折射指數、透明有機塑料折射指數(折光率折光率) ASTM D542 折光率是光在真空中的傳播速率與在透明折光率是光在真空中的傳播速率與在透明 介質中的介質中的 傳播速率之比傳播速率之比. 折光率可用來計折光率可用來計 算一束光從一透明算一束光從一透明 介質進入另一透明介質介質進入另一透明介質 時的折射角時的折射角. 因此因此, 折光率折光率 用于光學棱鏡的用于光學棱鏡的 設計和透明塑料的質量控制檢驗設計和透明塑料的質量控制檢驗. 流變學特性

8、流變學特性 1、熔體流動指數、熔體流動指數 MFI OR MFR ASTM D1238 (方法方法 A), D 3364 ISO 1133 (方法方法 A) 熔體流動速率測定的是熱塑性塑料在規定溫度和熔體流動速率測定的是熱塑性塑料在規定溫度和 負荷下從孔板中擠出的速率負荷下從孔板中擠出的速率. .它提供了測定熔融它提供了測定熔融 材料流動性能的方法。材料流動性能的方法。 將熔體流動速率儀加熱至此試樣的規定溫度將熔體流動速率儀加熱至此試樣的規定溫度 ，并，并 加約加約7 7克物料于速率儀的料筒中克物料于速率儀的料筒中. . 將此物料的規將此物料的規 定負荷加于活塞上，使熔融的物料從孔板中擠定負荷

9、加于活塞上，使熔融的物料從孔板中擠 出出. . 收集一定時間內的擠出物并稱量收集一定時間內的擠出物并稱量. . 熔體流熔體流 動速率動速率 的單位是的單位是 克克/10/10分鐘分鐘. . 機械性能機械性能 1、塑料的拉伸性能、塑料的拉伸性能ASTM D638, D882, D1708 ISO 27 拉伸試驗測定斷裂一個試樣所需的拉伸試驗測定斷裂一個試樣所需的 力以及試樣力以及試樣 拉伸到斷點時的伸拉伸到斷點時的伸 長程度長程度. 拉伸試驗可產生應力拉伸試驗可產生應力 應變圖，這張圖可用于確定應變圖，這張圖可用于確定 拉伸模量拉伸模量. ASTM D638中試驗速度取決于中試驗速度取決于 試樣

10、試樣 規格，規格，ASTM D882 (塑料片材塑料片材) 中則取決于材中則取決于材 料料 的斷裂伸長率，的斷裂伸長率，ISO 527中，中， 測應力和伸長測應力和伸長 率時的試驗速度率時的試驗速度 為為5或或50mm/min，測模量，測模量 時的試驗速度為時的試驗速度為1mm/min. 機械性能機械性能 2、 懸臂梁沖擊強度懸臂梁沖擊強度(有缺口有缺口) ASTM D256, ISO 180 缺口試樣懸臂梁式沖擊試驗測定的是材料被擺錘沖擊時缺口試樣懸臂梁式沖擊試驗測定的是材料被擺錘沖擊時 的抗沖性能的抗沖性能. 懸懸 臂梁沖擊強度被定義為從材料開始破壞臂梁沖擊強度被定義為從材料開始破壞 至完

11、全破壞時所吸收的能量至完全破壞時所吸收的能量. 為為 了防止試樣破壞，受沖了防止試樣破壞，受沖 擊的試樣有缺口擊的試樣有缺口. 本實驗可用于快捷的質量控制本實驗可用于快捷的質量控制 檢驗檢驗, 以確定一個材料是否符合需沖擊強度要求以確定一個材料是否符合需沖擊強度要求, 也可比也可比 較材料的韌性較材料的韌性. 機械性能機械性能 3、懸臂梁沖擊強度、懸臂梁沖擊強度(反置缺口反置缺口) (IZOD) 測定的是材料被擺錘沖擊時的抗測定的是材料被擺錘沖擊時的抗 沖性沖性 能能. 懸臂梁沖擊強度被定義為從材料開始破壞懸臂梁沖擊強度被定義為從材料開始破壞 至完全至完全 破壞時所吸收的能量破壞時所吸收的能量

12、. 本實驗可用于快捷質量控本實驗可用于快捷質量控 制檢驗制檢驗, 以確定一個材料以確定一個材料 是否符合所需沖擊強度是否符合所需沖擊強度 要求要求, 也可比較材料的彎曲韌性也可比較材料的彎曲韌性. 4、簡支梁沖擊強度、簡支梁沖擊強度 （CHARPY)ISO 179 測定測定 的是受到擺錘的沖擊時的是受到擺錘的沖擊時, 材料所產生的抵抗力材料所產生的抵抗力. 簡支梁沖擊能簡支梁沖擊能 定義為試樣在沖擊定義為試樣在沖擊 負荷作用下負荷作用下, 被被 破壞時吸收的能量破壞時吸收的能量.它是一種性能指標，可用于它是一種性能指標，可用于 生產過程的質量生產過程的質量 控制中控制中,可用于比較不同材料可用

13、于比較不同材料 的韌性的韌性. 機械性能機械性能 機械性能機械性能 5、彎曲性能、彎曲性能ASTM D790, ISO 178 彎曲試驗測定在三點加負荷的情況下彎曲試驗測定在三點加負荷的情況下, 使橫梁型使橫梁型 的試樣彎曲時所需力的大小的試樣彎曲時所需力的大小. 彎曲試彎曲試 驗的結果經常用來選擇在彎曲負荷作用下無形變的材料驗的結果經常用來選擇在彎曲負荷作用下無形變的材料. 彎彎 曲模量也用于衡量某曲模量也用于衡量某 種材料種材料 的勁度的勁度. 機械性能機械性能 6 6、邵氏硬度、邵氏硬度 邵氏硬度用于確定塑料或橡膠等軟性材料的相邵氏硬度用于確定塑料或橡膠等軟性材料的相 對硬度對硬度. 它

14、測量了規定壓針在它測量了規定壓針在 指定壓強和時間指定壓強和時間 條件下的針入度條件下的針入度. 硬度值用來識別或指定特殊硬度值用來識別或指定特殊 硬度的塑硬度的塑 料。硬度值由硬度計讀出料。硬度值由硬度計讀出. 常見的硬度計有常見的硬度計有 A型和型和 D型型. A型用于較軟材型用于較軟材 料；料；D 型用于較硬材料型用于較硬材料. 機械性能機械性能 7、洛氏硬度、洛氏硬度ASTM D785, ISO 2039 洛氏硬度試驗是基于試樣上施加不同負荷時壓入試樣的深度差的硬度測量方洛氏硬度試驗是基于試樣上施加不同負荷時壓入試樣的深度差的硬度測量方 法法.硬度值無量綱硬度值無量綱, 通常用通常用R

15、, L, M, E和和K標尺給出標尺給出. 每個標尺表示的硬每個標尺表示的硬 度值越高度值越高, 材料越硬，材料越硬，R, M標尺標尺 通常用于塑料通常用于塑料. 電性能電性能 1、介電常數和介質損耗因子、介電常數和介質損耗因子 ASTM D150 IEC 60250 介電常數用于衡量絕緣體儲存電能的性能介電常數用于衡量絕緣體儲存電能的性能. 它是兩它是兩 塊金塊金 屬板之間以絕緣材料為介質時的電容量與同樣屬板之間以絕緣材料為介質時的電容量與同樣 的兩的兩 塊板之間以空氣為介質或真空時的電容量之比塊板之間以空氣為介質或真空時的電容量之比. 介質介質 損耗因子定義為一定頻率下絕緣材料的電抗與損耗

16、因子定義為一定頻率下絕緣材料的電抗與 其電其電 阻的比值阻的比值. 它測量了絕緣材料的無效性它測量了絕緣材料的無效性 如果如果 要將一種材料應用于嚴格絕緣的用途上要將一種材料應用于嚴格絕緣的用途上, 則它的介則它的介 電常數越小越好電常數越小越好. 如果一種材料會應用在需要高電抗的電器上如果一種材料會應用在需要高電抗的電器上, 則需則需 要高要高 損耗因子損耗因子. 電性能電性能 2、介電強度、介電強度ASTM D149 IEC 80243 介電強度是一種材料作為絕緣體時的電強度的量度介電強度是一種材料作為絕緣體時的電強度的量度. 它定義為試樣被擊穿時它定義為試樣被擊穿時, 單位厚度承受的最大

17、電壓單位厚度承受的最大電壓, 表示為伏特每單位厚度表示為伏特每單位厚度. 物質的介電強度越大物質的介電強度越大, 它作為絕緣體的質量越好它作為絕緣體的質量越好. 電性能電性能 3、表面電阻率、表面電阻率/體積電阻率體積電阻率ASTM D257, IFC60093 表面電阻率是絕緣材料抵抗表面漏泄電流的能力表面電阻率是絕緣材料抵抗表面漏泄電流的能力. 體積電阻率是絕緣材料抵體積電阻率是絕緣材料抵 抗體內漏泄電流的能力抗體內漏泄電流的能力. 表面電阻率、體積電阻率越高表面電阻率、體積電阻率越高, 漏泄電流越小漏泄電流越小, 材料的導電性能越差材料的導電性能越差. 熱性能熱性能 1、維卡軟化點、維卡

18、軟化點ASTM D1525, ISO 306 維卡軟化點是壓頭針在規定負荷下維卡軟化點是壓頭針在規定負荷下, 刺入試樣刺入試樣1mm時的溫度時的溫度. 該溫度反映了該溫度反映了 當一種材料在升溫裝置中使用時期望的軟化點當一種材料在升溫裝置中使用時期望的軟化點. 在試樣上加在試樣上加10N或或50N負荷負荷, 把試樣放進把試樣放進23 C的油浴中，以的油浴中，以50或或100 C 每每 小時的速度提升油浴溫度小時的速度提升油浴溫度,直到針頭刺入試樣直到針頭刺入試樣 1mm. 熱性能熱性能 2、負荷變形溫度、負荷變形溫度(DTUL或或HDT) ASTM D648, ISO 75 熱變形溫度定義為標

19、準試驗條在一定負荷下熱變形溫度定義為標準試驗條在一定負荷下, 其變形量達到規定值的溫度其變形量達到規定值的溫度. 它規定了短程耐熱性能它規定了短程耐熱性能. 不同材料的負荷熱變形溫度相互區別不同材料的負荷熱變形溫度相互區別, 有的能在有的能在 高溫下承受小負荷高溫下承受小負荷; 有的在一個窄的溫度范圍內就會變形有的在一個窄的溫度范圍內就會變形. 在每在每 個樣品上加個樣品上加0.45Mpa或或1.80Mpa負荷負荷. 將試樣放進硅油浴中將試樣放進硅油浴中, 每分鐘每分鐘 溫度升高溫度升高2 C, 直直 到形變量達到規定值到形變量達到規定值 熱性能熱性能 3、線性熱膨脹系數、線性熱膨脹系數AST

20、M E831, D696 ISO 11359 線性熱膨脹系數用來確定某材料隨溫度的膨脹程線性熱膨脹系數用來確定某材料隨溫度的膨脹程 度度. 本試驗用于設計目的本試驗用于設計目的, 也用于確定材料在熱也用于確定材料在熱 應力下是否會發生破裂應力下是否會發生破裂. 理解相互接觸的兩種材理解相互接觸的兩種材 料料 之間的相對膨脹之間的相對膨脹/收縮特性收縮特性 室溫下室溫下, 將試樣置于將試樣置于TMA的支架上的支架上, 并用探測并用探測 器測定其高度器測定其高度. 將熔爐升高將熔爐升高, 并調節溫度使之低并調節溫度使之低 于所需溫度于所需溫度20 C. 以一定的速率加熱試樣以一定的速率加熱試樣,

21、通通 常是常是 10 C/分鐘分鐘, 直到試樣達到所需溫度范圍直到試樣達到所需溫度范圍. 得出一個曲線得出一個曲線 4、燃燒性能、燃燒性能(UL94) A、HB（水平燃燒）（水平燃燒） 熱性能熱性能 判定標準判定標準 1、厚度在313mm，燃燒 長度大於75mm的試片， 其燃燒速率40mm/min 、厚度小於3mm，燃燒 長度大於75mm的試片， 其燃燒速率75mm/min 熱性能熱性能 B B、94V-0,V-1,V-2(94V-0,V-1,V-2(垂直燃燒）垂直燃燒） 標準狀況標準狀況V-0V-1V-2 對於每一測試試片之余燃時間10s30s30s No No 對於任何處理狀況之組別的總

22、余燃時間50s 在第二次火焰燃燒測試後，對 於每一測試試片之燃余時間和 余輝時間的時間和 試片在余燃和余輝現象後，是 否有燒至夾具處 NoYes 燃燒試片時的跌落物是否會點 燃干棉花 250s 250s 30s60s60s NoNo 熱性能熱性能 C、5VA,5VB(垂直燃燒）垂直燃燒） 標準狀況標準狀況5VA5VB 60s No 對於每一根試片在第5次供給 火焰之後，余燃時間和余輝時 間總和 60s No 任何飾板樣品在測試後是否會 產生燃燒穿透效果 NoYes 燃燒試片時的跌落物是否會點 燃干棉花 5VA是針對長條試片所設計的測試（1255mm,13.00.3mm) 5VB是針對飾板樣品所

23、設計的測試 (1505mm,1505mm) 熱性能熱性能 QMFZ2 Component Plastics Wednesday, August 04, 2004 E45575 TICONA POLYESTER BUSINESS LINE 86 MORRIS AVE SUMMIT NJ 07901 Material Designation: 3316(b), 3316HF Product Description: Polybutylene Terephthalate (PBT), designated Celanex furnished as pellets. Color Min. Thick.

24、 (mm) Flame Class HWI HAI RTI RTI RTI IEC IEC Elec Imp Str GWIT GWFI NC 0.38 V-0 - - - - - - - ALL 0.75 V-0 3 0 140 130 140 - - 1.5 V-0, 5VA 2 0 140 130 140 - - 2.0 V-0, 5VA 2 0 140 130 140 925 960 3.0 V-0, 5VA 1 0 140 130 140 925 960 CTI: 2 HVTR: 0 D495: 6 IEC Ball Pressure (C): - Dielectric Streng

25、th (kV/mm): 23 Volume Resistivity (10 xohm-cm): 16 Dimensional Stability(%): 0.0 ISO Tensile Strength (MPa): - ISO Flexural Strength (MPa): - ISO Heat Deflection (C): - ISO Tensile Impact (kJ/m2): - ISO Izod Impact (kJ/m2): - ISO Charpy Impact (kJ/m2): - (b) Virgin and regrind from 1 to 50% by weigh

26、t incl., have the same basic material characteristics. NOTE Celanex material designations may have the suffix D, may lack the suffix -2 or have the suffix -3 to indicate lubricity. Report Date: 1/29/1997 Underwriters Laboratories Inc UL94 small-scale test data does not pertain to building materials,

27、 furnishings and related contents. UL 94 small- scale test data is intended solely for determining the flammability of plastic materials used in components and parts of end-product devices and appliances, where the acceptability of the combination is determined by ULI. UL Yellow Card n在下面的例子在下面的例子 中

28、，以顏色為天中，以顏色為天 然色或黑色、厚然色或黑色、厚 度為度為1mm1mm的試片的試片 進行試驗時，難進行試驗時，難 燃性為燃性為V-0V-0、 0.5VB0.5VB，HWIHWI為為4 4 級，級，HAIHAI為為0 0級，級， RTIRTI為為140140。 IECIEC標準未測定。標準未測定。 由于由于CTICTI不因厚不因厚 度而改變，所以度而改變，所以 為為2 2級。級。HVTRHVTR為為0 0 級，級，D495D495評價為評價為 6 6級。級。 UL Yellow Card 用語用語含義含義說明說明 Color顏色顏色NC 為天然色（無著色的顏色）BK為黑色 ALL為全部顏

29、色。 Min. Thick.試片最小厚試片最小厚 度度 單位為mm。在上述黃卡中，試片厚度為3mm時，難燃性為5VA。 試片厚度為1mm時，難燃性為5VB。 Flame Class難燃性難燃性根據UL94標準判定材料的難燃性水平。按照HB、V-2、V-1、V- 0的順序，難燃性依次增大。一般說的難燃材料指的是V-0。除了 傳統的評價方法之外，還設定了上一級的5V評價。作為定位， 難燃性順序依次為V-0、5VB、5VA。由于5V評價的試驗方法與 傳統相比有些不同，所以卡中象“V-0、5VA”那樣就表示進行了 兩個試驗。 HWI熱金屬絲的熱金屬絲的 發火性發火性 是Hot wire ignitio

30、n的縮略語。將鎳絲纏繞在試片上，使規定電流 從中通過。按照到開始燃燒的時間，將材料難燃性分級。到開始 燃燒的時間12分鐘者為1級。到開始燃燒的時間715秒鐘者為4 級。級別的數字越大，材料越容易燃燒。 UL Yellow Card HAI高電流弧的發火性高電流弧的發火性高電流電弧在試片旁邊飛過。根據到燃燒為止所需要的飛過 次數，將材料難燃性分級。級別數字越小，材料越難以燃燒。 RTI相對保證溫度相對保證溫度是UL保證材料使用的最高溫度。單位為。有時也只標注 為TI（保證溫度）。Elec表示對于電氣特性的TI ；imp表示 有沖擊負荷時的TI；str表示靜態下的TI。 IEC國際電氣化標準會議國際電氣化標準會議是電氣領域中的國際標準化組織。相當于非電氣領域的ISO、 通信領域的ITU。 GWIT 灼熱絲發火溫度灼熱絲發火溫度是Glow wire ignition temparature的縮略語，是IEC規定 的燃燒性指標之一。 G