注塑工艺培训教材(二)聚合物性能

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psiASTMD63813300弯曲强度,断裂psiASTMD79020000弯曲模量psiASTMD790780000压缩强度psiASTMD69510800硬度,RockwellR-ASTMD785109抗冲击性能Izod冲击,无缺口ft–lb/inASTMD25612.0Izod冲击,有缺口ft–lb/inASTMD2563.2热性能DTUL,66psidegFASTMD648400DTUL,264psidegFASTMD648300CTE,flow,-40Fto100Fin/in–FASTME8311.50E-5CTE,flow,140Fto280Fin/in–FASTME8311.10E-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。YX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)低高恒定的载荷模量和强度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)2,000,000psi2,000,000psi(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B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，那么在它断裂之前，产品延伸到了115英寸。应变应力屈伏B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IzodIzod冲击强度的单位记作ft-lbs/inch.落靶冲击试验典型试验为GardnerImpact&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。•它可表示为在66psi和264psi压力下的变形温度，单位记作°F或°C温度载荷载荷载荷载荷热变形温度.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，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105OHM-cm=绝缘体103–105OHM-cm=半导体低于103OHM-cm=导体塑料把柄防止电击（因为体积电阻高）金属轴导电（因为其体积电阻低）应用电流抗电弧性抗电弧性表示电火花总在材料表面上直至表面碳化，使其导电所需的时间。用“秒”表示实际电压地面时间地面实际电压高压电弧轨迹速度测试高压电弧轨迹测试，用以测试电火花使材料表面碳化生成导电轨迹的速度。实际电压实际电压地面地面聚合物的性能机械性能热性能电性能阻燃性•氧指数•U.L.94阻燃性物理性能氧指数氧指数如果高于28，那么在多数应用条件下是阻燃的。没有燃烧燃烧材料A在空气中燃烧材料B没有在空气中燃烧1875Air(21%)100%氧含氧量0255075100燃烧没有燃烧eGEPlasticsUL94可燃性测试UL实验室按UL94等级，把燃烧性能分为以下等级945-V最佳即使在较热的火焰下也不能点燃。垂直燃烧自熄94V-0(很好)94V-1(好)94V-2(次之)水平燃烧缓慢燃烧燃烧四英寸需大于三分钟聚合物的性能机械性能热性能电性能阻燃性物理性能•收缩性•比重收缩由于材料遇冷，聚合物链之间的空间减小。所以冷却导致了所有聚合物体积变小或收缩。聚合物的温度逐渐降低TG结晶影响收缩结晶使聚合物的体积进一步减小，尤其是结晶型聚合物，它的收缩率更大。温度逐渐降低TC收缩率材料的收缩率必须在模具设计时补给，收缩率通常用英寸/英寸，千分之英寸/英寸，或是百分比来表示。这三种表示方法都是正确的。.005英寸/英寸=千分之5英寸/英寸=.5%比重比重是指材料密度相对于水的密度的比值。这两种物质有相同的体积，但却有不同的密度，所以它们的重量也就不同。.81.2水=1每磅的价格和每立方英寸的价格较大的比重每磅产出产品数较少较小的比重每磅产出产品数较多比较每单位体积产品的价格,要比比较每单位产品的价格更准确.SABICInnovativePlasticsGlobalDisclaimer•THEMATERIALS,PRODUCTSANDSERVICESOFSABICINNOVATIVEPLASTICSHOLDINGBV,ITSSUBSIDIARIESANDAFFILIATES(“SELLER”),ARESOLDSUBJECTTOSELLER’SSTANDARDCONDITIONSOFSALE,WHICHCANBEFOUNDAT(i)THATTHERESULTSDESCRIBEDHEREINWILLBEOBTAINEDUNDEREND-USECONDITIONS,OR(ii)ASTOTHE\•PRODUCTS,SERVICESORRECOMMENDATIONS.EXCEPTASPROVIDEDINSELLER’SSTANDARDCONDITIONSOFSALE,SELLERSHALLNOTBERESPONSIBLEFORANYLOSSRESULTINGFROMANYUSEOFITSPRODUCTSORSERVICESDESCRIBEDHEREIN.EachuserisresponsibleformakingitsowndeterminationastothesuitabilityofSeller’sproducts,servicesorrecommendationsfortheuser’sparticularusethroughappropriateend-usetestingandanalysis.NothinginanydocumentororalstatementshallbedeemedtoalterorwaiveanyprovisionofSeller’sStandardConditionsofSaleorthisDisclaimer,unlessitisspecificallyagreedtoinawritingsignedbySeller.NostatementbySellerconcerningapossibleuseofanyproduct,serviceordesignisintended,orshouldbeconstrued,tograntanylicenseunderanypatentorotherintellectualpropertyrightofSellerorasarecommendationfortheuseofsuchproduct,serviceordesigninamannerthatinfringesanypatentorotherintellectualpropertyright.•SABICInnovativePlasticsisatrademarkofSabicHoldingEuropeBV•*TrademarkofSABICInnovativePlasticsIPBV