常见塑料物性检测及标准参考.docx
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常见塑料物性检测及标准参考
检测及标准
常见塑料物性
流动系数
（1）测试的标准：
ASTMD1238
（2）常用的测试标准的量测仪器是溶液指数计（MeltIndexer）.
（3）流动系数检测方法：
是一种表示塑胶材料加工时的流动性的数值。
它是美国量测标准协会（ASTM）根据美国杜邦公司（DuPont）惯用的鉴定塑料特性的方法制定而成，其测试方法是先让塑料粒在一定时间（10分钟）内、一定温度及压力（各种材料标准不同）下，融化成塑料流体，然后通过一直径为2.1mm圆管所流出的克（g）数。
其值越大，表示该塑胶材料的加工流动性越佳，反之则越差。
（4）测试的具体操作过程是：
将待测高分子（塑料）原料置入小槽中，槽末接有细管，细管直径为2.095mm，管长为8mm。
加热至某温度后，原料上端藉由活塞施加某一定重量向下压挤，量测该原料在10分钟内所被挤出的重量，即为该塑料的流动指数。
有时您会看到这样的表示法?
MI25g/10min，它表示在10分钟内该塑料被挤出25克。
一般常用塑料的MI值大约介于1~25之间。
MI愈大，代表该塑料原料粘度愈小及分子重量愈小，反之则代表该塑料粘度愈大及分子重量愈大。
收缩率
测试的标准：
ASTMD955
塑胶制品经冷却、固化并脱模成形后，其尺寸与原模具尺寸之差的百分比。
（3）因结构不同的关系，结晶性塑料与非结晶性塑料的收缩率存在明显的差异。
一般地，结晶性塑料的收缩率比非结晶性塑料的收缩率大上好几倍（如下表所示）。
同时有添加玻璃纤维或其它强化剂的塑胶材料，其收缩率可降低好几倍。
影响成型收缩的因素有热收缩、结晶度（热塑性）或硬化度（热固性）、弹性回复、分子配向、与成型条件等因素。
<1>热塑性塑料
塑料名称
成形收缩率（%）
塑料名称
成形收缩率（%）
塑料名称
成形收缩率（%）
ABS
0.3~0.8
PA
0.6~2.5
POM
0.8~3.5
AS
0.2~0.7
PA-6
0.5~2.2
PP
1.0~2.5
CA
0.3~0.8
PA-66
0.5~2.5
PPO
0.5~0.7
CAB
0.4~0.5
PA-610
1.2
PPS
0.6~1.4
CAP
1
PA-612
1.1
PS
0.2~1.0
CP
0.4~0.5
PA-11
1.2
PVA
0.5~1.5
EC
0.4~0.5
PA-12
0.3~1.5
PVAC
0.5~1.5
EPS
0.4
PAR
0.8~1.0
PVB
0.5~1.5
FEP
3.0~4.0
PBT
1.3~2.4
硬质PVC
0.1~0.5
FRP
0.1~0.4
PC
0.4~0.7
软质PVC
1.0~5.0
EVA
0.5~1.5
PCTFE
0.2~2.5
PVCA
1.0~5.0
HDPE
1.2~2.2
PE
0.5~2.5
PVDC
0.5~2.5
HIPS
0.2~1.0
PET
2.0~2.5
PVFM
0.5~1.5
LCP
0.1~1.0
PES
0.5~1.0
SAN
0.2~0.6
LDPE
1.5~3.0
PMMA
0.2~0.8
SB
0.2~1.0
<2>热固性塑料
塑料名称
成形收缩率（%）
塑料名称
成形收缩率（%）
EP
0.1~0.5
SP
0.0~0.5
MF
0.5~1.5
UF
0.6~1.4
PDAP
0.1~0.5
UP
0.1~1.2
PF
0.4~0.9
DAP
0.1~0.5
PU
0.6~0.8
BMC
0.0~0.2
热膨胀系数
测试的标准：
ASTMD696
塑料加热时尺寸膨胀的比率
由于一般塑料的热膨胀系数比金属大2～10倍，因此在设计模具、塑料与金属并用的器具、塑料的钳核物时，必须详加考虑，以防止因内部应力而造成产品的龟裂变形。
玻璃转移点（TG）
当塑料的温度达到玻璃转移点时，其分子键的分枝开始局部脉动，塑料便由玻璃状变成橡胶状。
当聚合物的温度在Tg时，会由较高温下呈现的橡胶态，转至低温下所呈现的具坚硬易脆性质的玻璃状。
结晶性塑料有明显的Tg及潜热值，聚合物是呈现橡胶态还是玻璃状全视Tg与当时使用时的温度而定，故Tg为聚合物在使用上的重要指针。
（3）下列举数种塑料的Tg值：
塑料名称
Tg（℃）
塑料名称
Tg（℃）
PVC（rigid）
80~212
聚碳酸酯（Polycarbonate,PC）
39~150
HDPE
-120
PET
79
LDPE
-120
PBT
20
Polypropylene,PP
-10~-18
PI
410
聚苯乙烯（Polystyrene,PS）
63~112
PPS
85
PMMA
100~120
PSF
190
ABS
88~105
PESF
230
PA
57
PEEK
143
聚缩醛（Polyacetal,POM）
-50~-85
UPolymer
190
PEI
217~220
PAI
280
Nylon6
50~59
Nylon6,6
49~261
Nylon46
78
聚乙烯（Polyethylene,PE）
-120~-125
Polyvinylchloride
60~76
Polysulfone
146~273
聚丙烯（Polypropylene,PP）
-10~-18
ASA
104
HIPS
100
PES
230
SAN
100
PU
120
塑料的熔点（TM）
塑料的熔点是指塑料由固体状态变成熔融状态时的温度，此时结晶性塑料的比容显着增加，此温度又称可加工温度。
（2）下表为一些塑料的Tm值：
塑料名称
Tm（℃）
塑料名称
Tm（℃）
HDPE
130~135
PET
250~265
LDPE
107~120
PBT
225~230
Polypropylene,PP
165~176
POB
450
PA
220
PEEK
334
聚缩醛（Polyacetal,POM）
175~181
PPS
285~290
PTFE
327
Nylon6
215~225
Nylon46
295
Nylon11
184~187
聚碳酸酯（Polycarbonate,PC）
220
Nylon12
177~178
PMMA
160
Nylon6,6
225~265
PVC（rigid）
212
Nylon6,10
213
ACETAL
160
聚乙烯（Polyethylene,PE）
115~176
Nylon6,12
210~220
聚丙烯（Polypropylene,PP）
176
热变形温度（HDT）
测试的标准：
ASTMD648
显示塑胶材料在高温受压下能否保持不变的外形，一般用来表示塑料的短期耐热性。
测试方法：
将试片在一定压力及一定加温速度下，弯曲到一定程度时的温度。
例如，在一标准试片（127×13×3mm）的中心，置放在455kPa或1820kPa负载下，并以2℃/min条件升温直到变形量为0.25mm时的温度。
对非结晶塑料，HDT比Tg小10~20℃；对结晶塑料，HDT则接近于Tm。
通常加入纤维补强后，塑料的HDT会上升，因为纤维补强可以大幅提升塑料的机械强度，以致在升温的耐挠曲测试时，会呈现HDT急剧升高的现象。
弹性系数
弹性系数是指塑料受外力作用变形后恢复原来形状的能力，一般以应力对应变的比值表示。
弹性值愈大表示塑料材料的刚性（Rigidity）愈好。
硬度
测试的标准：
塑料的硬度常采用洛氏硬度萧氏硬度法来测试。
其中ShoreA常用来测定较软的塑料，如TPE等弹性体或橡胶；ShoreD则来测定较硬的塑料；而RockWell几乎都是测定较硬之工程塑料或高性能工程塑料。
它们的公式换算为ShoreD＋50=ShoreA。
普通PE、MF、UF、FRP等塑料较硬，PE类较软。
冲击强度
测试的标准：
ASTMD256。
其中有夏比（Charpy）法及艾氏（Izod）法两种。
计算方法是将破坏试片所需的能量值除以试片的宽度。
一般塑料以PVC、PE、PP、ABS等冲击强度较高。
压缩强度
测试的标准：
ASTMD695。
塑料承受外来压缩力的能力。
聚缩醛、聚酯、压克力、尿权树脂和美腊明树脂在这方面性能较突出。
弯曲强度
测试的标准：
ASTMD790
主要用来测定塑料耐折的能力，以每单位面积多少力来表示。
一般塑料以PVC、美腊明树脂、环氧树脂及聚酯类弯曲强度为佳。
玻璃纤维也常用来提升塑料的耐折性。
弯曲弹性率是指将试片弯曲时（测试方法如弯曲强度），在弹性范围内，单位变形量所产生的弯曲应力。
一般弯曲弹性率越大，则表示该塑胶材料的刚性越好。
抗张强度
测试的标准：
ASTMD638
检测的方法：
将塑胶材料拉伸到某一程度，所需力量的大小，通常以每单位面积多少力来表示，而其所拉伸长度的百分比即为伸长率。
拉伸强度试片其拉伸的速度通常为5.0～6.5mm/min。
透气率
测试的标准：
ASTMD1434
塑料膜或塑料板气体穿透难易的程度。
吸水率
测试的标准：
检测的方法：
将样品烘干后称重，再浸入水中24或48小时，然后取出来再称重，计算重量增加的百分比。
酚醛树脂、尿醛树脂、尼龙、纤维素树脂等吸水率较高，PE、PP等吸水率较低。
一般吸水率大者，其机械强度与尺寸稳定性易受影响。
游离单体
游离单体含量可表示树脂聚合的程度，一般以?
或ppm表示。
用做食品容器的塑料，或单体聚有毒性的塑料对游离单体含量管制较严。
假比重及粒径分布
测试的标准：
粒径分布可依ASTMD1921的筛分法测得，假比重可依ASTMD1895的方法测得。
显示塑料原料的颗粒大小及填塞紧密状况。
黏度
测试的标准：
ASTMD1823及ASTMD1824的方法测得。
显示胶塑体及胶溶体的特性。
分子量
测试的标准：
ASTMD3598。
一般化合物的分子量是不变的，而聚合体的分子量则是大小不均，所以必须采用平均值及分布度表示。
常用的分子量表示法为重量平均分子量MW及数目平均分子量MN，其比值MW/MN称为分子量分布。
比重
测试的标准：
ASTMD792水中置换法测得。
物质密度与水密度的比值（水密度为1），所谓密度是指单位体积的重量。
比重可用来估算制品所需原料的重量，而要减轻塑料的用量或重量可采用发泡的方式解决。
比重可用来估算制品所需原料的重量，而要减轻塑料的用量或重量可采用发泡的方式解决。
常见塑胶的改性方式及说明
塑料添加剂的简介
添加剂是指分散在塑料分子结构中，不会严重的影响塑料的分子结构，而能改善其性质或降低成本的化学物质。
添加剂的加入，能促使塑料改进基材的加工性、物理性、化学性等功能和增加基材的物理、化学特性。
根据添加剂改进塑料的功能差异，添加剂有许多不同称谓。
具体来说，从增加基材的加工特性方面分析，添加剂包括：
①流动性：
滑剂；②热安定；③热安定剂、抗氧化剂；④分散性：
加工助剂、分散剂；⑤兼容性：
兼容剂、偶合剂；⑥熔融强度：
架桥剂、增黏剂。
从增加基材的物理、化学特性方面分析，添加剂包括：
①刚性、强度：
填充剂、晶核剂；②冲击性：
冲击改质剂；③耐热性：
填充剂、晶核剂；④耐燃性：
耐燃剂；⑤耐候性：
安定剂UV安定剂；⑥导电性：
抗静电剂导电涂料填料；⑦颜色：
色料；⑧软硬度：
可塑剂加工油；⑨密度：
发泡剂；⑩透明性：
晶核剂，卫生性：
抗菌剂。
抗氧化剂
塑料中的不饱和双键受氧原子、热与光的侵袭而引起断裂产生自由基，由此引起连锁反应，使分子链断裂或形成链交联，而导致塑料成品的强度降低或变脆。
抗氧化剂的功能就在于延缓塑料因氧化而分解，延长塑料产品的寿命。
塑料工业所用的抗氧化剂依功能可区分为：
氧化连锁反应抑制剂：
如烷基酚（Alkylphenol）、丁基化基甲苯（Butylatedhydroxytoluene简称BHT）、芳香胺类（Aromaticamines）、苯基–B-耐胺（Phenyl–B-Naphthylamine）、烷对锟（AlkylQuinone）、烯基双酚（Alkylenebisphenol）、烷基酚硫醚（Alkylphenolthioether）、水杨酸苯指（Phenylsalicylate）等。
过氧化物分解剂：
如刘醇急硫醚系、硫丙酸酯（Thiopropionateester）、有机亚磷酸化合物（Organicphosphites）、二硫磺酸盐系等。
（3）重金属不活性化剂：
如酰胺化物、联氨化物、芳香族胺系化合物等。
抗静电剂
抗静电剂的主要功能是赋予塑料产生导电性，以使其避免因摩擦而造成静电的积存。
常用的抗静电剂有四级铵盐（Quaternaryammoniumsalt）、乙氧化胺类、脂肪酸酯类与磺化腊类（Sulfonatedwax）等。
发泡剂
塑料用发泡剂主要有三类：
氮气、二氧化碳、及空气，直接压入塑料熔胶中使发泡。
挥发性液体如丁烷、戊烷、石油醚、二氟二氯甲烷等，在升温后即挥发膨胀，而使塑料体发泡，常见的聚苯乙烯泡绵即属于这类型。
分解性化学发泡剂，这类发泡剂一般为固体粉末，它们在加热时即分解放出气体（通常为氮或二氧化碳），而使塑料产生细胞状结构，并减轻重量。
该类发泡剂多为有机的偶氮化合物，如偶氮双甲酰胺（Azodicarbonamide）、偶氮双异丁晴（Azobisisobutyro-nitrile简称AIBN）。
发泡的塑料主要有：
ABS、PS、PVC、PU、EVA、PE、PP等。
难燃剂
当添加难燃剂的塑料暴露于火焰时，能自行抑制火焰的蔓延，防止烟雾的形成，当火焰去掉时燃烧便会停止。
塑料使用的难燃剂原理大致可分三种：
反应型（Reactivetype）的难燃剂可与氧反应形成惰性气体，笼罩在燃烧物四周，降低燃烧物氧气含量，以达到终止燃烧的目的。
凡是燃烧时能产生CO、CO2、NH3及卤素化合物，如PVC、PU泡绵、聚酯或环氧树酯等均选用本法。
非反应型（Non-Reactivetype）的难燃剂是含有卤素、磷、氮或硼的化合物，当发生燃烧时，就能分解出一种惰性物，披盖在塑料燃烧物表面，形成一层障碍物，以隔绝外界之氧气，达到耐燃之目的。
含水氧化物如氧化铝的难燃剂遭遇燃烧时，可放出水气，吸收燃烧过程之热气，使燃烧物周围温度降低而达抑制火焰的蔓延，防止烟雾形成。
滑剂
滑剂可分为内部滑剂与外部滑剂，内部滑剂最主要的功能是改善树脂的内流动性，减少树脂分子链间的内摩擦，如脂肪酸脂类（硬脂酸单甘油酯）；外部滑剂在降低树脂对加工机械之黏着，并提高产品表面的光滑易于脱模，如HoechstWax。
耐冲击改质剂
耐冲击改质剂通常是具有特殊性的树脂以混炼（Compounding）方式添加，而改善塑料的耐冲击性。
耐冲击改质剂常常影响到塑料的耐热性、流动性或加工性，选择时必须慎重。
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