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PC/ABS常见的材料评价方法

方法


一、光老化实验


塑胶材料制件在使用过程中,或多或少都会面临光老化的问题。在材料开发过程中或者客户选材过程中,按照材料应用要求,仔细评价材料的光老化特性。


老化测试


1.试验原理


UV老化测试仪用于模拟由日照、雨淋及结露等自然气候对材料造成之劣化。UVA-340灯管主要用于室外阳光老化,UVA-351则主要用于透过窗玻璃的阳光老化。


2.测试标准


可用于GB/T14522、GB/T16422.3、ASTM G154、D4587、ISO11507、 ISO 4892-3等标准的测试。


3.特点


模拟日光匹配程度不如氙灯老化,但更经济。


氙灯老化测试


1.试验原理


氙灯耐老化试验是一种综合气候试验装置,除进行气候老化试验外,还可进行高分子材料的耐光性的测试,即高分子材料暴露于模拟透过玻璃的日光光谱的人造光源下来评价材料耐光性能。从光能、温度、降雨或凝露、湿度这几种主要气候因素进行模拟强化试验。



2.测试标准


可用于ASTMG155、ISO4892-2、GB/T16422.2、PSA D47 1431、SAE J2412、SAEJ2527、VW PV1303、VW PV3929、VW PV3930等标准 


二、材料粘度特性试验


塑胶材料的粘度特性,对材料的成型,制品的性能等至关重要。我们在实验室使用毛细管流变模拟材料的出和注塑,得到材料的加工粘弹特性。测试结果用于指导材料的配方设计和材料的挤出和注塑加工。


毛细管流变测试


1.测试原理


材料在料桶里被加热熔融,料桶的下部安装有一定规格的毛细管口模,温度稳定后,料杆在驱动马达的带动下以一定的速度或以一定规律变化的速度把物料从毛细管口模种挤出。同时测量出毛细管口模入口处的压力,根据流变学模型结合已知参数得出在不同剪切速率下熔体的剪切粘度。



2.应用


a.测试材料的剪切粘度;

b.熔体破裂测试;

c.应力松弛测试;

d.材料粘滞温度测试。



三、耐化学品实验


用于评价塑胶材料对各种化学品,例如酸、碱,油脂等的耐受能力。塑胶制品在后加工或者使用过程中或多或少会接触一些化学品。通过耐化学品试验,可以了解各种材料的耐化学品特性,规避使用中由于耐化学品性引发的风险。


四分之一椭圆法


1.测试治具和测试样条


四分之一椭圆治具(见下图),测试样条为3.2mm厚ASTM拉伸样条(见图2)。



2.样条安装

用夹条将3.0mm厚样条紧贴在椭圆面上固定。


3.测试步骤


a.选择希望评估的化学品;

b.将测试化学品均匀涂覆在试片装夹在治具上外露的部分;

c.建议同一组样条平行测试五组,涂覆完化学品后静止存放(环境要求23℃,50%RH),测试时间根据实际情况自定。


  ε0={0.139(1-0.0000617X2)-3/2}T×100


  其中:

  ε0临界应变(%);

  X 从椭圆心开始到临界点的距离(mm); 

  T 试验片的厚度(mm)

  a 四分之一椭圆治具长轴(120mm)

  b 四分之一椭圆治具短轴(40mm) 


4.结果分析 


界应变值 

材料产生裂纹的应力状况 

小于0.3 

非常低的应力下 产生裂纹 

0.3-0.5 

低的应力下 产生裂纹 

0.5-0.8 

较高应力下会 产生裂纹 

0.8-2.0 

高应力下才会 产生裂纹 

大于2.0 

应力作用下不会 产生裂纹 


(图2)

W 样条宽度 12.7mm;

L 样条长度 127.0mm;

H 样条厚度 3.0mm


四、断面分析实验


采用环氧固样技术,对产品指定位置进行剖面观察分析。可用于塑胶制件表面处理缺陷问题分析,材料填充物分散分布等。


断面分析


1.测试步骤


a.取样:根据试样实际情况,截取需要观察部分,以备镶样。截取时应与观察断面位置保留一定距离,以防止改变或者破坏观察位置断面的原始形态。


b.镶样:使用双面胶,将样品需要观察的断面朝上,固定在制样容器内。然后浇注两相环氧树脂至完全包埋样品。(见下图)



c.磨抛:待环氧树脂固化后,从制样容器中取出环氧树脂块。首先使用粗砂纸磨抛样品至需要观察的位置,然后对观察面进行精抛处理,直至样品表面没有划痕为止。整个磨抛过程中采用喷水冷却,防止摩擦生热导致温度过高破坏样品。

d.观察:待磨抛完成,即可使用各种观察分析仪器对断面进行观察,分析等。(如下图)



2.注意事项


a.应注意环氧树脂与固化剂的比例,在镶样时树脂要搅拌均匀,并在浇注前静止一段时间以利于气泡排除。

b.因树脂固化时间较长,要保证样品稳固,以防止样品在树脂中侧滑,不利于后续磨抛观察。


五、热停留实验


材料在成型时,随着在炮筒中停留时间的增加,可能会发生材料降解,从而影响到材料的机械性能以及注塑产品的外观等。本方法就是由于评估停留时间与材料物性、制件外观等性能之间的关系。 


热停留前后物性对比


1.试验方法


 a.首先按照正常条件注塑物性测试样条(可根据需要注塑ASTM,ISO,DIN等标准的样条)。

 b.在同样注塑工艺下,分别让料在注塑机炮筒中停留5min,10min,15min,20min(停留时间可以根据实际情况设定),每次停留完只注塑一模,两次停留之间要做清机处理。


2.测试


根据不同样条采用相对应的测试标准进行测试,比较停留时间对材料各种机械性能参数的影响。 



热停留降解银丝


1.试验方法


 在固定注塑工艺下注塑高光色板,分别让料在注塑机炮筒中停留5min,10min,15min,20min(停留时间可以根据实际情况设定),每次停留完只注塑一模,两次停留之间要做清机处理。


热停留高光板银丝放大图片 


PC/ABS混合结构


2.判断依据


观察不同停留时间下,高光色板发雾,银丝,变色等等现象的情况,从而知道材料热停留时间与材料外观变化关系的情况。【本文来源:锦湖日丽】 


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