注塑工艺培训教材（二）聚合物性能.ppt

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psiASTM D 63813300弯曲强度,断裂psiASTM D 79020000弯曲模量psiASTM D 790780000压缩强度psiASTM D 69510800硬度,Rockwell R-ASTM D 785109抗冲击性能 Izod 冲击,无缺口ft lb/inASTM D 25612.0Izod 冲击,有缺口ft lb/inASTM D 2563.2热性能 DTUL,66 psideg FASTM D 648400DTUL,264 psideg FASTM D 648300CTE,flow,-40F to 100Fin/in FASTM E 8311.50 E-5CTE,flow,140F to 280Fin/in FASTM E 8311.10 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,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 psi2,000,000 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，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 Impact&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,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,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-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,18,75,Air(21%),100%氧,含氧量,0,25,50,75,100,燃烧,没有燃烧,e,GE Plastics,UL 94,可燃性测试,UL实验室按UL94等级，把燃烧性能分为以下等级,94 5,-,V,最佳,即使在较热的火焰下,也不能点燃。,垂直燃烧,自熄,94 V,-,0(,很好,),94 V,-,1(,好,),94 V,-,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。,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.,SABIC Innovative Plastics Global Disclaimer,THE MATERIALS,PRODUCTS AND SERVICES OF SABIC INNOVATIVE PLASTICS HOLDING BV,ITS SUBSIDIARIES AND AFFILIATES(“SELLER”),ARE SOLD SUBJECT TO SELLERS STANDARD CONDITIONS OF SALE,WHICH CAN BE FOUND AT http:/www.sabic-AND ARE AVAILABLE UPON REQUEST.ALTHOUGH ANY INFORMATION OR RECOMMENDATION CONTAINED HEREIN IS GIVEN IN GOOD FAITH,SELLER MAKES NO WARRANTY OR GUARANTEE,EXPRESS OR IMPLIED,(i)THAT THE RESULTS DESCRIBED HEREIN WILL BE OBTAINED UNDER END-USE CONDITIONS,OR(ii)AS TO THE PRODUCTS,SERVICES OR RECOMMENDATIONS.EXCEPT AS PROVIDED IN SELLERS STANDARD CONDITIONS OF SALE,SELLER SHALL NOT BE RESPONSIBLE FOR ANY LOSS RESULTING FROM ANY USE OF ITS PRODUCTS OR SERVICES DESCRIBED HEREIN.Each user is responsible for making its own determination as to the suitability of Sellers products,services or recommendations for the users particular use through appropriate end-use testing and analysis.Nothing in any document or oral statement shall be deemed to alter or waive any provision of Sellers Standard Conditions of Sale or this Disclaimer,unless it is specifically agreed to in a writing signed by Seller.No statement by Seller concerning a possible use of any product,service or design is intended,or should be construed,to grant any license under any patent or other intellectual property right of Seller or as a recommendation for the use of such product,service or design in a manner that infringes any patent or other intellectual property right.SABIC Innovative Plastics is a trademark of Sabic Holding Europe BV*Trademark of SABIC Innovative Plastics IP BV,