一、機械力學(xué)性能

1、密度與比重

塑料的比重是在一定的溫度下,秤量試樣的重量與同體積水的重量之比值,單位為g/cm3,常用液體浮力法作測定方法.

在質(zhì)量相同的條件下，密度越輕，根據(jù)ρ=m/V，比重越小，在等體積，價格相同的情況下，比重越小的材料可以制造的產(chǎn)品越多，單個產(chǎn)品的材料成本也就越低，而且可以減少產(chǎn)品的重量，節(jié)省運輸?shù)荣M用。所以，比重是非常重要的屬性。特別是在塑料代替金屬等材料的時候，是特別大的一個優(yōu)勢。

2、拉伸/彎曲

在拉伸性能的測試中，通常的測試項目為拉伸應(yīng)力、拉伸強度、拉伸屈服強度、斷裂伸長率、拉伸彈性模量，彎曲模量/彎曲強度等。

拉伸測試：測定高聚物材料的基本物性，對材料施加應(yīng)力后，測出變形量，求出應(yīng)力，應(yīng)力應(yīng)變曲線是普通的方法。將樣條的兩端用器具固定好，施加軸方向的拉伸荷重，直到遭破壞時的應(yīng)力與扭曲。

彈性模量：E=(F/S)/(dL/L)（材料在彈性變形階段，其應(yīng)力和應(yīng)變成正比例關(guān)系）彈性模量”是描述物質(zhì)彈性的一個物理量，是一個總稱，包括“楊氏模量”、“剪切模量”、“體積模量”等。

彈性模量的意義：彈性模量是工程材料重要的性能參數(shù)，從宏觀角度來說，彈性模量是衡量物體抵抗彈性變形能力大小的尺度，從微觀角度來說，則是原子、離子或分子之間鍵合強度的反應(yīng)。

強度：材料在載荷作用下抵抗塑性變形或被破壞的大能力。

屈服強度：材料發(fā)生明顯塑性變形的抗力

拉伸強度：在拉伸試驗中，試樣直至斷裂為止所承受的大拉伸應(yīng)力。

拉伸應(yīng)力：試樣在計量標(biāo)距范圍內(nèi)，單位初始橫截面上承受的拉伸負(fù)荷。

拉伸斷裂應(yīng)力：σｔ－εｔ曲線上斷裂時的應(yīng)力。

拉伸屈服應(yīng)力：σｔ－εｔ曲線上屈服點處的應(yīng)力。

斷裂伸長率：試樣斷裂時，標(biāo)線間距離的增加量與初始標(biāo)距之比。

屈服點：σｔ－εｔ曲線上σｔ不隨εｔ增加的初始點。

注：

E越大，說明材料越硬，相反則越軟；

σb或σy越大，說材料越強，相反則越弱；

εb或S越大，說明材料越韌，相反則越脆

3、沖擊

定義：擺錘打擊簡支梁試樣的中部，使試樣受到?jīng)_擊而斷裂，試樣斷裂時單位面積或單位寬度所消耗的沖擊功即為沖擊強度。

意義：沖擊韌性是描述高分子材料在高速碰擊下所呈現(xiàn)的堅韌程度，或抗斷裂能力。一般來說，沖擊韌性包括兩個方面：受沖擊后的變形能力以及扛斷裂能力，前者一般用斷裂伸長率表示，而后者一般用沖擊強度來表示。

沖擊強度計算公式：E=A/bd

A：表示沖動時所消耗的功；b/d分別表示受沖擊部位的寬和厚；E即為沖擊強度

沖斷試樣所消耗的功一般分為以下幾個方面：

使試樣產(chǎn)生破裂的裂紋

使其中某些裂紋發(fā)展貫穿整個試樣而斷開

使裂紋附近的聚合物發(fā)生形變

使斷開的試樣片段飛出去

少量的克服空氣阻力以及機械零件之間的摩擦力

注：一般來說，在被破壞前所吸收的沖擊能越大，斷裂伸長也越大，材料的沖擊韌性越好。

4、洛氏/邵氏硬度

定義：材料抵抗其他較硬物體壓入其表面的能力。

目的：測量材料的適用性，間接了解材料的磨擦性能、拉伸性能、固化程度等力學(xué)性能

常用的硬度測試方法：邵氏硬度、洛氏硬度，硬度體現(xiàn)的是產(chǎn)品的堅硬程度。在施加荷重的狀態(tài)下，測定堅硬的圓珠凹陷時的抗衡性的實驗。如果塑料中膠含量較多的話，沖擊強度將會增加，但硬度會下降。

5、撕裂強度

撕裂力Ft：撕裂試樣所需的平均力或大力。

撕裂強度：若已知試樣的厚度為dmm,則撕裂強度為撕裂力和厚度的比值Ft/d。GB和ISO多用F/d作撕裂強度，但ASTMD1004(塑料片材)以F作撕裂強度，ASTMD624(橡膠)則以F/d作撕裂強度。

6、塑料粘度

是指塑料熔融流動時大分子之間相互摩擦系數(shù)的大小。它是塑料熔融流動性高低的反映，即粘度越大，熔體粘性越強，流動性越差，加工越困難，同時也是聚合物分子量大小的一個測評方法。塑料粘度的大小與塑料熔融指數(shù)大小成反比。塑料粘度隨塑料本身特性，外界溫度，壓力等條件變化而變化。

二、熱學(xué)性能

1、熔融指數(shù)

熔融指數(shù)是一種表示塑膠材料加工時的流動性的數(shù)值。它是美國量測標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ASTM)根據(jù)美國杜邦公司慣用的鑒定塑料特性的方法制定而成，其測試方法是先讓塑料粒在一定時間（10分鐘）內(nèi)、一定溫度及壓力（各種材料標(biāo)準(zhǔn)不同）下，融化成塑料流體，然后通過一直徑為2.095mm圓管所流出的克（g）數(shù)。表示方法有MFI：流體質(zhì)量；MVR：流體體積。

在微觀上，融指越大表示體現(xiàn)粘度愈小及分子重量愈小，反之則代表該塑料粘度愈大及分子重量愈大。在宏觀上，其值越大，表示該塑膠材料的加工流動性越佳，反之則越差。

2、灰分

一般在馬沸爐中高溫灼燒，聚合物發(fā)生一系列物理和化學(xué)變化，后有機成分揮發(fā)逸散，而無機成分（主要是無機鹽和氧化物）則殘留下來，這些殘留物稱為灰分。一般改性的產(chǎn)品里面，灰分就是硅石、碳酸鈣、滑石粉、玻纖、鈦白粉等一些無機礦物質(zhì)。

目的：測定塑料中無機物質(zhì)的含量，作為判斷材料真假的一個依據(jù)以及評判材料性能的一個依據(jù)，如：在加玻纖的塑料中，高了塑料材料剛性增加，耐熱性增加，但韌性降低，反之，韌性增加，剛性耐熱性下降。

3、水分

指含在物體內(nèi)部的水。水分含量是影響諸如聚酰胺（PA）和聚碳酸酯（PC）等樹脂的加工工藝、產(chǎn)品外觀和產(chǎn)品特性的一個重要因素。在注塑過程中,如果使用水分含量過多的塑料粒子進(jìn)行生產(chǎn),則會產(chǎn)生一些加工問題,并終影響成品質(zhì)量,如：表面開裂、反光,以及抗沖擊性能和拉伸強度等機械性能降低等。

4、熱失重

熱失重就是通過對物質(zhì)加熱，使物質(zhì)逐漸揮發(fā)、分解，測量他隨溫度升高的重量的變化。這樣可以用來測定物質(zhì)的某些物理性質(zhì)，如：分解溫度，熔點等之類的。

5、玻璃化溫度

高聚物由高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴ＡB(tài)的溫度，指無定型聚合物（包括結(jié)晶型聚合物中的非結(jié)晶部分）由玻璃態(tài)向高彈態(tài)或者由后者向前者的轉(zhuǎn)變溫度，是無定型聚合物大分子鏈段自由運動的低溫度，通常用Tg表示，隨測定的方法和條件有一定的不同。高聚物的一種重要的工藝指標(biāo)。在此溫度以上，高聚物表現(xiàn)出彈性；在此溫度以下，高聚物表現(xiàn)出脆性。

6、熱變形溫度

熱變形溫度（Heatdeflectiontemperature）：對高分子材料或聚合物施加一定的負(fù)荷，以一定的速度升溫，當(dāng)達(dá)到規(guī)定形變時所對應(yīng)的溫度。

測試目的：處于玻璃態(tài)或結(jié)晶態(tài)的高聚物，隨著溫度的提高，原子和分子運動能量提高，在外力作用下因其定向運動而導(dǎo)致變形的能力增加，即材料抵抗外力的能力——模量隨溫度升高而下降，隨著溫度的提高，固定負(fù)荷下塑料產(chǎn)生的變形增加。

7、維卡軟化溫度

維卡軟化溫度是評價材料耐熱性能，反映制品在受熱條件下物理力學(xué)性能的指標(biāo)之一。材料的維卡軟化溫度雖不能直接用于評價材料的實際使用溫度，但可以用來指導(dǎo)材料的質(zhì)量控制。維卡軟化溫度越高，表明材料受熱時的尺寸穩(wěn)定性越好，熱變形越小，即耐熱變形能力越好，剛性越大，模量越高。

8、熱傳導(dǎo)系數(shù)

定義：物體熱傳導(dǎo)能力的熱性能參數(shù)，單位為W/m.K(kcal/m.℃.h)。

試驗儀器：熱導(dǎo)率測定儀，適用于導(dǎo)熱材料和絕熱材料的測試

9、低溫脆化

塑料的剛性會隨著環(huán)境溫度的變化而變化，當(dāng)溫度降低到某一定溫度范圍時，就表現(xiàn)出呈剛性，繼而變脆。

脆化溫度的測定：在規(guī)定的受力及變形條件下，測出其顯示脆性破壞時的溫度

10、熱膨脹系數(shù)

物體在體積或長度隨溫度的升高而增大的現(xiàn)象稱為熱膨脹。熱膨脹系數(shù)是材料的主要物理性質(zhì)之一，它是衡量材料的熱穩(wěn)定性好壞的一個重要指標(biāo)。當(dāng)兩種不同的材料彼此焊接或熔接時，都要求這兩種材料具備相近的膨脹系數(shù)。

原因：如果選擇材料的膨脹系數(shù)相差比較大，焊接或熔接時由于膨脹速度不同，在焊接處產(chǎn)生應(yīng)力，降低了材料的機械強度和氣密性，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致焊接處脫落、炸裂、漏氣或漏油。

11、燃燒測試

是指材料燃燒遇火時所發(fā)生的一切物理和化學(xué)變化，這項性能有材料表面的著火性和火焰?zhèn)鞑バ?、發(fā)熱、發(fā)煙、碳化、失重，以及毒性生成物的產(chǎn)生等來衡量。

測試方法：主要有氧指數(shù)燃燒性能測試、水平燃燒性能測試、垂直燃燒性能測試、灼熱絲可燃指數(shù)測試等，其中材料的阻燃性能直接影響材料的使用。

1）極限氧指數(shù)法

是在規(guī)定的實驗條件下，測量維持樣品燃燒所需要的低氧濃度的一種方法，燃燒的實驗環(huán)境氣體為氮氣/氧氣混合物，測試樣品垂直放置（頂端接觸點火器）。因為空氣中氧氣的體積濃度為21％，所以如果LOI值高于21％（體積比）說明材料具有阻燃性能。LOI值越大，說明材料的阻燃性能越好。

2）灼熱絲測試

模仿了這種由熱或點燃所產(chǎn)生的作用（例如過載電阻器的生熱），來評價火災(zāi)的危害。灼熱絲測試的溫度為550，650，750，850，960℃甚至更高，具體的溫度由相關(guān)規(guī)范來決定：

如果滿足了下列條件之一就認(rèn)為材料樣品能夠經(jīng)受灼熱絲測試：材料無火焰和材料無火星。

樣品的火焰或者火星在移開灼熱絲30秒后熄滅，而且鋪在下面的棉花或者紙張沒有被點燃或者燒焦。

3）水平/垂直燃燒

將長方形條形樣條的一端固定在水平或垂直夾具上，其另一端暴露于規(guī)定的試驗火焰中，通過測量線性燃燒速率，評價試樣的水平燃燒行為；通過測量其余焰火和余焰時間，燃燒范圍以及顆粒低落的情況評價塑料的燃燒性能。

三、絕緣電性能

1、表面電阻率

材料表面的抗衡程度。在試片表面兩個位置之間施加電極，測定試片表面的電阻特性

2、體積電阻率

材料內(nèi)部的阻力程度。在材料的反面施加電壓，測定試片的阻力。阻力數(shù)值越大，導(dǎo)電性越差，絕緣性越好。

3、擊穿電壓

高分子材料在一定電壓范圍內(nèi)是絕緣體，但隨著施加電壓的升高，性能會逐漸下降。當(dāng)電壓升到一定值時變成局部導(dǎo)電，此時稱材料被擊穿。

4、漏電起痕

固體絕緣材料表面在電場和電解液的聯(lián)合作用下逐漸形成導(dǎo)電通路的過程，稱為漏電起痕。而絕緣材料表面抗漏電起痕的能力，稱為耐漏電起痕。

耐漏電起痕試驗主要是模擬家用電器產(chǎn)品在實際使用中不同極性帶電部件在絕緣材料表面沉積的導(dǎo)電物質(zhì)是否引起絕緣材料表面爬電、擊穿短路和起火危險而進(jìn)行的檢驗。

試驗主要是一種模擬極惡劣條件的加速試驗以檢驗絕緣材料是否會形成漏電痕跡，從而能在短時間內(nèi)區(qū)別固體絕緣材料抗漏電起痕的能力。

5、耐電弧

顯示為塑料在高電壓電弧下的承受能力，測定形成導(dǎo)電路（ConductingPath）且電弧消失時所需時間。耐電弧性是未經(jīng)污染的干燥狀態(tài)下的特性，CTI是因電解質(zhì)而受到污染的環(huán)境下的特性。

6、介電損耗

電介質(zhì)在外電場的作用下，將一部分電能轉(zhuǎn)變成熱能的物理過程，稱為電介質(zhì)的損耗。

意義：介電損耗越大，材料的性能就越差，其為判斷材料性能好壞，選擇材料和制作器件的重要依據(jù)。

7、介電常數(shù)

介電常數(shù)ε是表征絕緣材料在交流電場下介質(zhì)極化程度的參數(shù)，它是充滿此絕緣材料的電容器的電容量，與以真空為電介質(zhì)時同樣電極尺寸電容器的電容量的比值。

8、介電強度

材料對高電壓的承受能力，為電性的大強度，測定材料產(chǎn)生破損時的電壓。通常介電強度越高，材料的絕緣質(zhì)量越好。

四、老化測試

老化試驗包括：人工氣候老化試驗（氙弧燈、碳弧燈、紫外燈）、自然氣候暴曬試驗、材料貯存壽命推算、鹽霧試驗、濕熱試驗、高低溫試驗、臭氧試驗、二氧化硫-臭氧試驗、熱氧老化試驗、液體介質(zhì)老化試驗、用戶特定條件老化試驗等等。一般測試項目會根據(jù)需要來做。

1、人工加速老化

在實驗室利用老化箱模擬自然環(huán)境條件的某些老化因素進(jìn)行的老化試驗。

熱老化測試：是評定材料對高溫的適應(yīng)性的一種簡單的人工模擬實驗方法，是將材料放于高于相對使用溫度的較高溫度中使其受熱作用，通過測試暴露前后性能的變化來評定材料的耐熱性能。更多相關(guān)文章請登錄嘉峪檢測網(wǎng)查閱。

2、氙燈光老化

氙弧輻射源經(jīng)過兩種不同的光過濾系統(tǒng)之一來改變其產(chǎn)生的輻射光譜分布，分別模擬太陽輻射的紫外和可見光的光譜分布，模擬3mm厚的窗玻璃濾過的光輻射的紫外和可見光的光譜分布。

氙燈老化測試就是評定戶外無遮蔽使用和儲存的設(shè)備經(jīng)受太陽輻射熱和光學(xué)效應(yīng)的能力。影響的范圍包括待測物