注塑工艺培训教材(二)聚合物性能.ppt
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1、聚合物的性能,聚合物的性能,机械性能 热性能 电性能 阻燃性 物理性能,材料的性能,描述了材料在模拟使用条件的一系列测试中的性能表现,产品物性表,性能 单位 测试方法 典型数据 机械性能 拉伸强度, 断裂 psi ASTM D 638 13300 弯曲强度, 断裂 psi ASTM D 790 20000 弯曲模量 psi ASTM D 790 780000 压缩强度 psi ASTM D 695 10800 硬度, Rockwell R - ASTM D 785 109 抗冲击性能 Izod 冲击, 无缺口 ft lb / in ASTM D 256 12.0 Izod 冲击, 有缺口 ft
2、 lb / in ASTM D 256 3.2 热性能 DTUL, 66 psi deg F ASTM D 648 400 DTUL, 264 psi deg F ASTM D 648 300 CTE, flow, -40F to 100F in / in F ASTM E 831 1.50 E-5 CTE, flow, 140F to 280F in / in F ASTM E 831 1.10 E-5,产品物性表为材料间的比较提供了标准化测试的数据。,图表数据,图表数据描述了材料对条件变化的反应。,Y,X,应变量,自变量,工程图表,沙伯塑料的工程设计数据库包括图表数据。 这一数据描述了材料
3、有效使用范围的性能表现。,应力是应变的函数,应变,应力,低,高,应力-应变,轻载荷,重载荷,断裂,风力,如何阅读工程图表,物性表的特性是从工程图表得来的。,从伸长直至断裂,应变(形变),应力(载荷),低,高,断裂点,屈伏应力,模量 (倾斜),聚合物的性能,机械性能 模量(刚性) 强度 冲击强度 硬度 伸长率 热性能 电性能 阻燃性 物理性能,模量(刚性),模量是指一种材料在载荷下抗形变的能力。,相同的模量/ 不同的载荷,钢的模量,卡车,形变(应变),载荷 (应力),人,相同的载荷/ 不同的模量,卡车,变形(扭曲),载荷 (紧压),低,高,恒定的载荷,高模量(钢),低模量 (胶合板),模量和强度
4、,铅笔和粉笔的模量相同(直线的斜率),但是铅笔的强度比粉笔大得多。,铅笔断裂,粉笔断裂,应变,应力,模量 (刚性) 2,000,000 psi 2,000,000 psi,(强度) 高 低,机械强度,强度是指材料在屈伏或断裂之前可承受的最大载荷。,拉伸强度 拉,弯曲强度 弯曲,压缩强度 挤压,拉伸强度,拉伸强度是指材料在屈伏或断裂之前,能够承受的最大拉伸力。,拉伸强度,拉伸强度是用样条来测试的。,应变,应力,拉伸强度,屈伏,抵抗,B,A,拉伸率,拉伸率是指材料在断裂之前延伸了的最大长度。,拉伸率,拉伸率是用样条来测试的,记作超过原始长度的百分比。 举个例子,100英寸的产品如果有15%的延伸,
5、那么在它断裂之前,产品延伸到了115英寸。,应变,应力,屈伏,抵抗,B,A,断裂点,C,压缩强度,大象宝宝,大象妈妈,压缩强度是指材料在断裂或是屈伏之前可以承受的最大挤压力。,挤压强度,挤压强度是指材料在屈伏或断裂之前可以承受的最大载荷。,应变,应力,最大载荷,弯曲强度,弯曲强度,弯曲强度是通过弯曲材料样条测得的。,扭曲,紧压,最大载荷,弯曲强度,载荷,载荷,冲击强度,冲击强度是指敲断一种材料所需的能量。,落靶试验,Izod 冲击试验,Izod 冲击试验,无缺口 Izod,有缺口Izod,Izod 冲击强度的单位记作 ft-lbs/inch.,落靶冲击试验,典型试验为 Gardner Impa
6、ct & Dynatup 冲击试验。,落靶测试检验一种材料,当表面遭到重击时,其抗断裂的能力。,硬度,硬度是 指 材料表面的刚性.,Rockwell 硬度 测试材料抵抗表面抗划痕的能力。 硬度有相对应的尺度来表示,以作比较。,聚合物的性能,机械性能 热性能 热变形温度(HDT) 热传导 热膨胀系数 (CTE) 相对热指数(RTI) 电性能 阻燃性 物理特性,温度对热塑性塑料的影响,温度,“橡胶态”,材料在低于玻璃化转变温度的时候呈刚性,此时它处于玻璃态。在高于玻璃化转变温度的时候呈韧性,此时它处于橡胶态。,“玻璃态”,TG,热变形温度,热变形温度是指材料在一定载荷下发生0.01英寸形变的温度。
7、 它可表示为在 66psi 和 264psi压力下的变形温度,单位记作F 或C,温度,热变形温度.,0.01英寸的形变,热传导,热传导性能衡量材料传递热能的速度快慢。,金属杯子 高热传导,聚苯乙烯泡棉咖啡杯 低热传导,热膨胀,由于热膨胀的缘故,罐子上的盖子被热水冲洗后变松了。,热膨胀系数(CTE),热膨胀系数衡量材料遇热膨胀,遇冷收缩的特性。,温度,室温,长度上的变化,原始长度,CTE 的比较,曲线的斜率 = 热膨胀系数,温度,膨胀,较高的 CTE (Plastic),低 CTE (Metal),较低 的CTE (Glass),相对热指数(RTI),如果汽油在高于它的建议使用温度的温度下使用,
8、那么它会降解得更快。 塑料在高温下使用更快老化。,周末驾车,赛车,汽油 汽油使用时间长,汽油 汽油使用时间短,冷,冷,热,热,U.L. 相对热指数,相对热指数是指材料在保证相对使用要求的条件下,可以承受的持续的最高温度。,聚合物的性能,机械性能 热性能 电性能 绝缘强度 体积电阻 抗电弧性 高压电弧轨迹速度 阻燃性 物理特性,绝缘强度,绝缘强度是指产生断裂时施加的压力(在样板上烧出一条断裂轨迹)。,电压增加,地面,施加电压,产生裂口时所施加的电压,体积电阻,体积电阻衡量材料抵抗电流的能力。,高于 105 OHM-cm = 绝缘体 103 105 OHM-cm = 半导体 低于 103 OHM-
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