聚氨酯泡沫塑料的性能测试

《聚氨酯泡沫塑料的性能测试》由会员分享，可在线阅读，更多相关《聚氨酯泡沫塑料的性能测试（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、聚氨酯泡沫塑料的性能测试材料性能的测试和分析是认识、鉴别材料的唯一手段，是了解其基本性能、 建立性能与结构关系，为材料配方、加工和使用提供充分和必要条件的“数据库”。同一材料、同种性能的测试方法，结果表征都可能有多种方式，为了能有效 地进行不同体系的配方比较、生产上的品质控制和质量验收，以及在应用中作为 性能指标和工程设计的数据，在实际检测中形成了一系列统一的、规范的概念。一、检测中的数据处理与误差分析1. 数据位数：有效数字，在测试中，由于测量总含有误差，测得的数值总是 近似数，因此，表示测量结果数字的位数不宜大多，也不宜太少。太多容易使人 误认为精度很高，太少则会损失精度。例：如果测量结晶

2、L的极限误差是某一位 上的半个单位，该位到L的左起第一个非零数字一共有几位数，则我们说L有几 位有效数字。2. 数字舍入规则：当实验结果由于计算或其它原因位数较多时，须采用以下 的舍入规则进行：舍去部分的数值，大于 0.5，则末位加 1；反之末位不变；末位数等于 0.5时则奇进偶不进。3. 误差：对一个物理量测量后，测量结果与该物理量真实值大小之间的差异。 即误差=(测量值)-(真实值)，这里真实值可以是绝对正确的值，也可以是标称值，更多的则是精确度较高的测量值。(1) 绝对和相对误差：其中，绝对误差指误差的绝对值，绝对误差=丨测量值-真实值Io相对误差指误差与真实值的比较，相对误差二误差/真

3、实值误差/测量值(2) 误差的种类：从误差的性质来看，误差可以分为四种：偶然误差：单项测量时，误差可大可小，可正可负，但多项测量后，其平均 值趋于零的误差。系统误差：服从某一确定规律的误差。综合误差：偶然误差与系统误差的合成。粗 差：明显歪曲测量结果的误差。在测量结果中是不允许存在的。4. 精度：实际上是误差的另一种说法，它反映测量结果与其真实值接近的程度。精度高的实验其误差小。精度又分为：(1)精密度：表示实测值彼此之间一致的程度。反映偶然误 差大小的程度。(2) 准确度：表示实测值与其“实际”值或“真实”值的接近程度，反映系统误差大小的程度。(3) 精确度：反映综合误差大小的程度平时常说的

4、精度如何是指精密度。5. 实验数据的整理和取舍由于种种原因，试验数据都有分散性。这些数据的总体有一定的概率分布， 并具有特征值，在一定的概率分布下，如能获得总体的特征值，也就知道了总体 的全貌。样本取自于总体，也能反映总体的基本情况，因此整理数据的最简单的 方法是计算试验结果和平均值。二、测试标准与标准化1. 概况为了测试数据相互可比，要求测试方法的技术条件和操作方法统一化、标准 化、设备仪器定型化，根据这些方法的完善程度，国内外形成了一整套标准化体 系：国际标准、区域性标准、军用标准、国家标准、专业标准等五大类，有些国 家的产业标准还包括主管部门标准、企业标准和同行间通用标准等。其中，国家

5、标准指对全国经济发展有重大意义而必须在全国范围内统一的标准，相对于本国 而言，它是最高形式的标准，但不意味着指标是最高的，而是必须达到的起码要 求。（1）专业标准：指全国的各专业部门范围内统一的标准，由相应的部门组 织制定、审批和发布。（2）企业标准：指地方或企业所制定的标准，可根据自身产品物性或用户 和市场需求，制定比国家标准更高、更严的标准。2. 化工标准化由于化学工业是一个自动化程度高、生产复杂、流程长、耗能大、腐蚀性和 危险性较大并对人民生活环境、人民身体健康有破坏的自成系统的工业，已在发 展过程中建立起完整的标准体系，根据以上特点可分为化工产品标准化和化工测 试方法标准化，化工测试方

6、法的标准化是化工标准化的重点，大体上可分为现场 测试、仲裁测试、测试方法的系列化和通用化、以及模拟试验方法等。3. 主要技术标准及表征我国标准的代号一律用两个汉语拼音字母表示，如国标 GB（Guo Biao 的缩 写），化学工业标准HG,轻工业部标准QB等，企业标准：以Q （企）为分子， 企业区分号为分母。国际标准化组织（ ISOInternationel Osganiztion for Standardixation ） 是世界上最大的国际性标准化专业机构。集中了 138 个国家的全国标准化机构， 拥有数十万专家。ISO成立于1947年，我国亦以中国标准化协会（简称CAS）名 义，于1978

7、年9月1日成为其中一员，参与了大量的工作。ISO标准的编号是 ISO+顺序号+制定年份。我国的大多数现行标准都是参照或等效乃至完全等同 采用ISO标准制定。随着加入WTO,与国际市场的进一步接轨，我们的各方面标 准也必须实现与国际标准一致性同步发展。三、聚氨酯软、硬泡性能测试1.准备工作泡沫塑料成品性能的检测是一件细致而精确的工作，试样在进行测定之前， 必须充分作好准备工作，以使测试工作符合要求。（1）取样 聚氨酯泡沫塑料的试样一般都需从大样中截取，经加工制成标准尺寸的试 片。试样的截取部分和质量对测定结果有很大影响。硬质泡沫塑料质地较脆，加 工不当容易出现裂纹、崩口等缺陷。软质泡沫塑料质地柔

8、软，成型较困难。在加 工时对不同材料应该选择不同的、合理的加工条件。硬泡立切机采用带锯，软泡 分为平切机和立切机，不建议使用电热丝。刀具、加工速度和加工方式都要仔细 选择。有缺陷的样品不要采用或经处理后方可采用。模塑制品一般应该去皮，因 为表皮和中心的物性差距很大。测试采用的样品特别注明外，一律指不带皮的样 品。试样的尺寸要严格按照规定，以使数据有可比性。试样的尺寸不一样，结果 常会不同。试样的尺寸对力学性能的测定和影响尤为显著。例如压缩性能，若试 片的长/高比不同，压缩特性也不同。而拉伸强度的大小和试样的有效宽度有很 大的关系。加工试样时应注意不使加工过程中的热量影响试样的性能，以免结果 失

9、真。取样的方向性也很重要，对于硬质泡沫塑料，诸如现场喷涂发泡材料及冰箱、 冰柜等浇注泡沫等，在做力学性能、导热性能，以及尺寸稳定性等都有很大的方 向差异，平行于发泡方向和垂直于发泡方向之间差别可以高达 30%。（2）试片预处理 外界条件如温度、湿度和放置时间等对测试结果都有较明显的影响，所以在 正式测定之前，必须对试片进行预处理，使其达到标准的温度和湿度。一般采用 下列条件进行处理。温度为（202）C，相对湿度为（655） %；温度为（232）C，相对湿度为（505） %；温度为（272）C，相对湿度为（655） %。处理时间随样品状况、标准要求不同而异，一般从1696 h。除特别注明外，一般

10、采用（232）C，相对湿度为（505） %，处理时间24 h以上。测试的环境温度为（232）C，相对湿度（505） %。（3）测试误差的校正产生误差的主要原因是测试方法的准确度和精确度、测试仪器的质量和测试 人员的熟练程度。当测定结果产生了明显的误差时，要从各方面寻找原因，予以 纠正。2.测试方法聚氨酯软质、硬质、半硬泡、自结皮、慢回弹等泡沫塑料的测试因其结构、 外观状态乃至用途的不同，所测试项目及测试方法都有差异。目前对于硬质泡沫 （喷涂、管道、板材、冰箱、冰柜等不同发泡形式、不同用途材料），常用的评 价其性能的项目有：密度，拉伸强度、伸长率、弯曲强度、压缩强度、导热系数、 吸水率、水蒸气透

11、过率、开孔率、线性膨胀系数等；对于软质泡沫（热塑性、冷 模塑等），常用的评价其性能的项目有：密度、拉伸强度、伸长率、撕裂强度、 回弹性、压缩永久变形、压陷硬度，更进一步的有反复压缩疲劳试验、干、湿热 老化试验等。相对于自结皮，半硬泡，慢回弹等比较新型的材料，国家及相关行 业还没有相应的标准确定统一的评价手段，基本根据其用途、市场需要分别参照 软、硬泡测试标准及方法进行试验，增加一些测定自结皮厚度、韧性、耐磨性、 压缩复原时间等反映这类材料特殊性能的方法。现阶段对于材料阻燃性能非常重视，常用评价方法有：氧指数、水平燃烧、 垂直燃烧、45燃烧、烟密度等。正在制定中的公共场所阻燃制品及组件燃烧 性能

12、要求及标识及正在修定的GB8624建筑材料燃烧性能分级方法标准中 都提到用锥形量热仪（测定材料燃烧热释放速率；质量损失率；产烟性、一氧化 碳和二氧化碳产生率等）评价材料阻燃性能。但由于仪器昂贵、测试过程复杂、 推广普及困难还有待推广和验证。下面依次说明：常用测试方法标准号及基本内容。2.1 密度本方法按GB/T634395标准执行。（1）定义 表观密度：单位体积泡沫材料在规定温度和相对湿度时的质量。表观芯密度：去除模制时形成的全部表皮后，单位体积泡沫材料的质量，不包括 模制时形成的外部表皮。体积密度：在规定条件下，单位体积泡沫材料的质量，包括可渗透和不可渗 透空隙的泡沫材料软件。（2）试样尺寸

13、软质或半硬质材料试样的体积至少 100 cm3; 硬质材料，试样的总表面积至少 100 cm3。（3）操作在分析天平上精确称取试样的重量，精确到0.01 g,用千分卡尺游标卡尺 测量样品的尺寸。精确到0.1 mm。每个样品测量三次，至少测定五个样品。取 其平均值。（4）计算按下式计算(标准测试结果表征单位为：kg/m3)2.2 拉伸强度本法按 GB634496、GB964188 标准执行。( 1 )定义拉伸试样至断裂时所施加的最大拉伸应力。( 2)试样的制备 硬泡样品：硬质泡沫塑料质地较脆，不宜采用冲切法截取试样。先用立切裁 样机制出检测厚度的样片，再用钢锯或裁纸刀裁取样品，然后在砂纸上磨制成

14、规 定的尺寸，或用专用夹具按规定方法进行制样，至少 5个样品。试样的形状和尺 寸见图 1。所有试片的表面不得有明显的裂缝或缺陷。图1软泡样品 用裁样机裁取哑铃状试样，至少5个。试样厚度1015 mm，试 样尺寸见图。拉伸速率为 50050 mm/mm。( 3 )操作测量试片横切面的长度和宽度，取几个点，记录最小数值，准确至 0.05 mm。 试片置于拉力机的夹具上，选择合适的载荷范围和拉伸速度。慢慢调节样品 在中心轴上，开动仪器，记下负荷计数，测定和记录试片断裂时的负荷数值，软 泡试样应记录试样断裂前瞬间两基准线内侧线间的距离，剔除断裂在标距外的试 样。同一试样至少测定5个不同部位的样品，取平

15、均值。( 4 )计算按下式计算：(标准测试结果表征单位为： kPa)式中 F-断裂荷载， N；A-平均截面积， mm2。图 2 软泡拉伸强度试片尺寸2.3 伸长率(扯断伸长率)( 1)定义 试样断裂时的伸长百分率( 2)试样的制备和尺寸 同 2.2。( 3 )操作 同 2.2 。(4) 计算 根据GB/T634486,按下式计算：式中 L-试片原始标线间的距离， mm；0L -试样断裂时标线间的距离， mm。12.4 撕裂强度本法GB1080889标准执行。(1) 试样尺寸见图 3。试样应从中心部位切取，无空隙块状物或不均匀大泡孔等。试样一 端切一 40 mm长的切口。AB的尺寸为试样厚度，厚度的方向为泡沫上升的方向。 试样数量至少 3 个。图 3 撕裂强度试片尺寸(2) 操作按 AB 方向测量试样厚度，每个试样测量三点，取平均值。将试样张开，夹 在仪器的夹具上，以50200 mm/min的速度施加负荷。用刀片切割试样，保持 刀口在中心位置，记录试样断裂或至少撕裂50 mm后的最大值。(3) 计算 按下式计算，取算术平均值。式中 F-测得的最大力值， N；T-试样的平均厚度， cm。2.5 回弹性本法按 GB/T66701997 标准执行。(1) 原理 给出重量和直径的钢球在规定高度上自由落在试样上