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1、塑料热变形温度测试实验实验目的1. 掌握塑料热变形温度的测试原理和测试方法;2. 测定热塑性塑料的热变形温度。二、实验原理负荷热变形温度是衡量塑料耐热性的主要指标之一,现在世界各国的大部分塑料产品的标准中,都有负荷变形温度这一产品质量控制指标。 塑料热变形温度 测定的是在规定的载荷大小、施力方式、升温速度下到达规定的变形值的温度, 它不是材料的最高使用温度。1.仪器A A图1负荷变形温度测定典型设备负荷热变形温度侧定仪由试样支架、负荷压头、砝码、中点形变测定仪、温 度计及能恒速升温的加热浴箱组成, 其基本结构如图1所示。试样支架两支点的 距离即跨度,通常为100土 2mm,负荷压头位于支架的中
2、央,支架及负荷压头与 试样接触的部位是半径 3.0mm土 0.2mm的圆角。加热浴箱中的液体热介质,应 选取在试验过程中对试样不造成溶胀、 软化、开裂等影响的液体,对于大部分塑 料,选用硅油较合适。温度计及形变测定仪应定期进行校正。2.试样试样为一矩形样条,可采用两种放置方式:平放式和侧立式。对于平放试验, 要求使用尺寸为80mmX 10mmX4mm的试样,对侧立试样没有严格的规定。使 用80mmx 10mmx 4mm的ISO样条具有以下优点:试样的热膨胀对试验结果的 影响较小;斜角不会影响试验结果,不会以侧棱为底立住试样;可以更严格地规 定模塑参数和试样尺寸。平放方式是实验优选。实验跨度设定
3、为:平放64 1mm, 侧立 100 2mm。3.测定这个试验方法的最大特点是试样尺寸可以在一定范围内变化, 因此在侧定之 前,先要精确侧量试样的尺寸,再根据试样实际的尺寸计算出负荷力的大小, 计 算公式为:L 2- bd2F 二3L式中:F负荷,N ;匚一一试样表面承受的弯曲正应力,MPa;b 试样宽度,mm;d 实验厚度,mm;L支座间距离(跨度),mm。施加的弯曲正应力二应为下列三者之一:1.80MPa( A法),0.45MPa (B法), 8.00MPa(C法)。测量b和d时,应精确到0.1mm;测量L时,应精确到0.5mm。 根据计算出来的负荷力,调节试样的负荷,实验设备中的负载杆及
4、变形测量装置 的附加力都应计入总负荷之中。因此,应加砝码重量W:式中:W应加砝码重量,g;F由式1计算所得的负荷力,N ;g重力加速度,9.8N/g;m1 负载杆、压头和托盘等的质量,g;m2 变形测量装置的附加重量,g。其后按规定进行升温,当试样中点的变形量达到规定值时, 选取的温度即为 负荷热变形温度。还需指出,试样高度的变化不但要改变负荷力的大小, 而且对 试验终了时的中点变形量也要作出相应的改变。 试样高度与标准变形量的对应关 系见表1 0表1对应于不同试样高度的标准扰度平放试验用的 80mm x 10mm x 4mm试样试样厚度d (高度)/ mm标准变形量(扰度)/ mm3.80.
5、363.90.354.00.344.10.334.20.32三、主要仪器及试样XWB-300A型热变形、维卡软化点温度测定仪(承德普惠检测设备制造公司),游标卡尺,镊子等。四、实验步骤1. 测定试样尺寸,计算砝码重量。2. 升起试样台,把试样对称地放在试样支座上,再压下负载杆,将试样台放回 油浴槽内,在托盘上面放上已经计算好重量的砝码,将变形传感器稳定地固 定在砝码中心上面。3. 软件设定:(1) 打开电源,按下“设定”键,左上方温度显示单元显示“Aset”,表示对 上限温度进行设定,这时在1号变形量显示单元中显示上限温度值。 系统 默认上限温度为300C,若要修改,按下“清零”键,再按下数字
6、键输入, 然后按“回车”键确认。(2) 再按下“设定键”,温度显示单元显示“ bset”,表示对升温速率进行设定, 这时在1号变形量显示单元中显示升温速率。 系统默认升温速率为120C /h,若要修改,按下“清零”键,再按下数字键输入正确的数字量,然后按“回车”键确认。(3) 再按下“设定键”,温度显示单元显示“ cset”,表示对变形量进行设定, 这时在 1 号变形量显示单元中显示变形量的值。系统默认变形值为 0.25m m,若要修改,按下“清零”键,再按下数字键输入正确的数字量, 然后按“回车”键确认。(4) 再按下“设定键”,温度显示单元显示“ dset”,表示对试样架进行设定。 如果
7、1、2、3号试样架全部使用,按下“回车”键即可。若选择其中一个 或两个试样架, 先按“清零”键,再按选择的第一个试样架对应的数字键, 再按下“ #”功能键,最后按“回车”键确认,完成了第一个试样架的设 定,如果还要选择第二个试样架,就接着依次按下对应的数字键、 “#”功 能键、“回车”键,这样就完成了第二个试样架的设定。(5) 以上数值设定完成后,逐次按下“设定”键,可以在 1 号变形量显示单元 中对设定的各项参数进行检查。4 完成各个参数设定后, 实验开始前, 必须先对位移传感器调零。 按下“调零” 键对设定的各个试样架位移传感器进行调零。 如果位移传感器不在零点范围, 仪器将发出警报。注意调零时,必须先调整出有数字量显示,然后再慢慢调 至零点范围(0.01mm至U 0.49mm)。5 完成设定和调零工作后,按下“启动”键即开始试验。6 样条达至设定的变形量后, 仪器自动停止加热, 测试结束, 按下“打印” 键, 打印机将打出试验报告。7 将位移传感器升高,取下砝码,升起试样台,取下试样。8 关闭电源,清理仪器和现场。五、试验数据记录 试样的名称、尺寸 最大弯曲正应力 起始温度、升温速率 砝码重量、变形量 热变形温度六、思考题1. 测定材料的耐热性能一般有哪几种方法?2. 影响材料耐热性能的因素有哪些?不同方法测得的耐热性能能够相互比较 吗?