塑料材料的熱學性能測試

中國是個塑料原料生產大國，更是個巨大的塑料制品消費國。據行業權威數據統計顯示，截止2013年國內塑料制品上一定規模的企業有13699個。全國塑料產品產量6188.66萬噸，同比增長8.02%。其中，塑料薄膜制品產量為1089.3萬噸；塑料日用品產量為471.6萬噸；塑料人造革、合成革制品產量為347萬噸；纖維強化塑料產品產量259.86萬噸；泡沫塑料產品產量為146.5萬噸。SGS在塑料的熱學性能測試方面有著豐富的經驗，如下會列舉其中一些測試：

一、什么是熔融指數測試？

熔體流動速率(Melt mass-flow rate ，簡稱MFR，熔體質量流動速率)，也指熔融指數（MI，melt index），是在標準化熔融指數儀中于一定的溫度和壓力下，樹脂熔料通過標準毛細管在一定時間內（一般10min）內流出的熔料克數

標準適用范圍：熱塑性塑料

項目表征的意義：

表征塑料的流動性能，是一個選擇塑料加工材料和牌號的重要參考依

常用的測試標準為：ISO 1133-1:2011Procedure A、B;GB/T 3682.1-2018Method A、B;JIS K7210:1999;ASTM D1238-13Procedure A,B,C

二、流動速率比（FRR）：同種材料在相同溫度下，兩種不同負荷下獲得的MFR（或MVR）的比值

標準適用范圍：熱塑性塑料

項目表征的意義：表征材料分子量分布對流變行為的影響

常用的測試標準為：ISO 1133-1:2011;GB/T 3682.1-2018;ASTM D1238-13 Procedure D

三、什么是熱變形溫度測試？

試樣承受三點彎曲的恒定負荷，在勻速升溫條件下，測量達到規定變形量時的溫度。

項目表征的意義：

可以用來表征材料的耐熱性能，比較不同材料在同一條件下的耐熱差異。數值越大，耐熱性能越好。

常用的測試標準為：ASTM D648-18;ISO 75-2:2013;GB/T 1634.2-2019;GB/T 17748-2016  Clause 7.7.6(建筑幕墻用鋁塑復合板);ASTM D1784-11 Section11.5（PVC/CPVC）;

四、什么是維卡軟化點？

在恒定負荷、勻速升溫條件下，標準尺寸的壓針（截面積1mm2）壓入試樣表面1mm時的溫度。

項目表征的意義：

可以用來表征材料的耐熱性能，比較不同材料在同一條件下的耐熱差異。數值越大，耐熱性能越好。

常用的測試標準為：ASTM D1525-17ε1;ISO 306:2013 ;GB/T 1633-2000 ;IEC 60065:2014/Cor.2:2016 Table 3 note f;GB/T 8802-2001(塑料管材、管件);ISO 2507.1:1995;ISO 2507.2:1995(塑料管材、管件);EN ISO 2507-1:2017(取代EN 727-1994）(熱塑性管和配件);BS EN ISO 8442-1:1998(2005) Section 6.5(餐廚用刀具、容器);EN 1329-1:2014+Amd.1:2018- Section 8(PVC-U管及管件);BS 5577-1999(R2016) Section 7.7（帶塑料柄的臺面餐具）;

五、什么是TMA測試？

TMA，也稱為熱機械分析，以一定的速率加熱或冷卻試樣，使試樣在恒定的較小負荷下隨溫度發生形變，測量試樣溫度-形變曲線的方法。

什么是線性膨脹系數？

溫度每變化1℃，每單位長度材料的長度可逆變化。可以測定兩種不同的線性膨脹系數：微分線性熱膨脹系數（指定溫度點的微分求導）和平均線性熱膨脹系數（一個溫度范圍的平均尺寸變化）。

標準適用范圍：塑料材料

項目表征的意義：

物體都會有熱脹冷縮的特性，幾乎任何工業設計都必須考慮材料的溫度特性，而膨脹系數就是溫度特性的重要部分，它是衡量材料的熱穩定性好壞的一個重要指標。

常用的測試標準為：ISO 11359-2:1999（塑料）;GB/T 36800.2-2018(塑料）;ASTM E831-19（固體材料）;GB/T 2572-2005（纖維增強塑料）;IPC-TM-650 2.4.24C:1994 PCB或覆銅板);

六、什么是玻璃化轉變溫度？

玻璃化轉變溫度（Tg）是指由玻璃態轉變為高彈態所對應的溫度。本部分為通過TMA的方法進行測定，當材料有Tg時，在TMA曲線上會產生拐點，在拐點前后做切線得到的交點即為Tg。

標準適用范圍：非晶態高分子材料

項目表征的意義：

玻璃化轉變是非晶態高分子材料固有的性質，是高分子運動形式轉變的宏觀體現，它直接影響到材料的使用性能和工藝性能，因此長期以來它都是高分子物理研究的主要內容。

常用的測試標準為：IPC-TM-650 2.4.24C:1994 

(PCB或覆銅板);ISO 11359-2:1999（塑料）;GB/T 36800.2-2018(塑料）;

七、什么是三點彎曲變形溫度？

原理同負荷變形溫度，但本方法為利用TMA的測試方式，樣品尺寸更小，溫度范圍可以更高。

標準適用范圍：尺寸過小無法按熱變形溫度測試的樣品、或者需要更高熱變形溫度的樣品

項目表征的意義：

可以用來表征材料的耐熱性能，比較不同材料在同一條件下的耐熱差異。數值越大，耐熱性能越好。

常用的測試標準為：ASTM E2092-18

八、什么是刺入溫度？

原理同維卡軟化點，但本方法為利用TMA的測試方式，在5℃/min的升溫速率，在0.5N的作用力下，當TMA曲線出現拐點時，在拐點前后做切線得到的交點即為刺入溫度。溫度范圍可以更高，最高可達1000℃。

標準適用范圍：

項目表征的意義：

可以用來表征材料的耐熱性能，比較不同材料在同一條件下的耐熱差異。數值越大，耐熱性能越好。

常用的測試標準為：ISO 11359-3:2002（塑料）

九、什么是低溫脆化溫度測試？

在特定沖擊條件下（2m/s沖擊速度，規定形狀的沖擊頭），通過一系列溫度和試樣的測試，通過統計的方法求得樣品50%破損的溫度點。

標準適用范圍：非硬質塑料，不適合常溫表現脆性的樣品

項目表征的意義：

用于測定聚合物失去韌性的溫度，考察材料的耐低溫性能

常用的測試標準為：ASTM D746-14;ISO 974:2000;GB/T 5470-2008;