熱塑性塑料性能測試解決方案

更新時間：2023-04-23

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隨著科技發(fā)展，塑料朝著更耐熱、更耐寒、更高強度、可降解等方向發(fā)展，其性能表征也越來越困難。如何幫您簡單、高效地獲得可靠的數(shù)據(jù)，始終是 Instron 努力的方向。

本期 Instron 為您帶來全面的熱塑性塑料性能測試解決方案，充分滿足您的測試需求！

塑料的熱-力學性能測試

塑料常規(guī)的熱-力學性能測試包含熔體流動速率測試、流變性能測試、維卡軟化溫度測試和負荷變形溫度測試。熔體流動速率和流變性能測試反映了塑料的流動性能；維卡軟化溫度和負荷變形溫度則反映了成品的使用溫度。

熔體流動速率測試

熔體流動速率，又稱熔融指數(shù)，是熱塑性材料的一個重要性能指標。因其便捷的測試方式，熔體流動速率被廣泛應用于產(chǎn)線上的質(zhì)量控制以及來料質(zhì)量檢測。對于同一種材料，通常分子量越大，熔融指數(shù)就越小?；亓显诩庸な褂眠^程中通常伴隨著分子鏈的降解，因此熔融指數(shù)測試結(jié)果可以便捷地半定量地反饋回料的添加情況。

Instron MFi 系列新熔指儀提高了傳感器的精度；其出色的解決方案在防止測試錯誤的同時提高了測試結(jié)果的均勻性，讓測試變得更便捷；全新的設計提高了設備的耐用性，同時擴大了測試范圍，滿足更多材料的測試需求。

流變性能測試

Instron CEAST Smart Rheo 毛細管流變儀可評估各種條件下的流變性能及試樣的其他特性，包括熱降解、剪切靈敏度、粘度溫度依賴性、熔體不穩(wěn)定性和出模膨脹性。配合其他模塊，還可測試熔體拉伸性能以及PVT性能，既可為材料研發(fā)提供精確的數(shù)據(jù)，也可為材料成型提供準確的工藝指導。

維卡軟化溫度測試及負荷變形溫度測試

維卡軟化溫度又稱為維卡軟化點，反映了聚合物材料在一定負荷和溫度條件下能夠保持幾何公差的能力。負荷變形溫度又稱為熱變形溫度，反映了一個組件在整體裝配中能夠維持其結(jié)構(gòu)作用的最高溫度。

Instron HV 系列油浴加熱維卡/熱變形測試儀具備以下優(yōu)勢：

可提供高達 300℃ 的測試溫度；
采用精心設計的油液加熱以及循環(huán)系統(tǒng)，配合高精度溫度傳感器，讓您遠離溫度不均勻以及升溫速率不穩(wěn)定的煩惱；
高精度位移傳感器讓測試終止點精準可控；
特殊的材質(zhì)盡可能減少熱膨脹，同時，軟件的熱膨脹補償系統(tǒng)可讓位移測試更加精準；
其出色的二進制砝碼以及軟件，可直接提示用戶砝碼選項，免于計算；
軟件的智能算法配合液位傳感器，可檢測液位高度以及導熱油的壽命，避免因?qū)嵊偷膯栴}造成停機或引入誤差；
高度自動化能力，讓測試更加簡單。

此外，Instron 的 HV500 系列氧化鋁粉末加熱式無油維卡/熱變形試驗機最高溫度可達 500℃ ，能夠滿足絕大部分耐高溫高分子材料的測試需求。

靜態(tài)力學性能測試

不管是新材料研發(fā)、結(jié)構(gòu)設計，還是品質(zhì)控制、來料檢測，塑料的靜態(tài)力學性能都是最主要的指標，貫穿于塑料的整個生命周期。

由于塑料種類繁多且加工方式不同，如何針對合適的材料選用合適的測試主機、工裝夾具、力值傳感器、引伸計、設計合適的測試方法，是獲得可靠的塑料靜態(tài)力學性能數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。

拉伸試驗

拉伸性能是塑料最重要的基本性能之一，通常需要測試拉伸模量、屈服應力應變、拉伸強度、斷裂應力、斷裂伸長率等性能。拉伸測試的難點在于夾具以及引伸計的選擇。

夾具

Instron 可提供適用面廣泛的氣動夾具及經(jīng)典的手動夾具。多種不同的夾面確保材料能穩(wěn)定夾持，滿足塑料樣條、塑料薄膜樣條等不同的需求。

引伸計

Instron 可根據(jù)不同試驗需求提供先進的非接觸式視頻引伸計、全自動夾持式引伸計及傳統(tǒng)的夾持式引伸計。

自動化測試解決方案

Instron 的自動化測試解決方案可提供精確的控制和處理能力以滿足廣泛的應用范圍，有效縮短人工操作時間，提高試驗效率，根據(jù)用戶的測試操作與測試量需求量身定制整體解決方案。

彎曲試驗

彎曲測試一般包含彎曲模量和彎曲強度的測試。相比于拉伸，彎曲模量測試非常精細，性能測試難度較高。彎曲模量對力值傳感器加載鏈剛度有較高要求。

Instron 的力值傳感器從滿量程的 0.1% 開始即可滿足1級精度要求，避免用戶過多地采購或更換傳感器。

同時，Instron 的試驗機采用超高剛度的機架，即便不使用引伸計也能得到非常精細的撓度測量數(shù)據(jù)，從而得到準確的模量結(jié)果。

此外，柔度修正功能可扣除加載鏈本身的柔度，進一步提升撓度測試結(jié)果的精度，從而得到更加精確的模量結(jié)果。

壓縮試驗

針對承壓部件來說，塑料的壓縮性能也非常重要。為避免塑料試樣在承壓的情況下彎曲，Instron 在提供壓盤的基礎上，能根據(jù)標準提供對應的夾具，幫助試樣在測試過程中始終豎直，得到理想的測試結(jié)果。

塑料薄膜的其他性能測試

塑料除了常規(guī)的板材/片材，最常見的莫過于膜材。塑料薄膜除了拉伸性能外，根據(jù)其不同場合的使用情況，最主要的性能包括熱合強度、撕裂強度、剝離強度、穿刺強度以及摩擦系數(shù)。熱合強度、撕裂強度以及180°剝離強度的測試可采用拉伸夾具實現(xiàn)，其他測試則需要專門的夾具工裝夾具。

Instron 的氣動剝離夾具、穿刺夾具等各類測試工裝，可滿足不同試驗需求，提高測試結(jié)果精確度。

動態(tài)力學性能測試

材料在實際使用過程中，除了靜態(tài)受力外，更多往往是高速、動態(tài)失效的情況，因此動態(tài)力學性能的測試尤其重要。

擺錘沖擊試驗

Instron 擺錘試驗機采用一體化鑄造成型的機架、底座，最大限度減少結(jié)構(gòu)性震蕩導致的能量損失；經(jīng)設計的一體化成型擺錘可減少能量損失及風阻造成的能量損失；在線式低溫冷卻系統(tǒng)，讓低溫測試數(shù)據(jù)更加精準；采用無線傳輸技術(shù)的儀器化擺錘，讓儀器化沖擊遠離線纜連接的影響，測試結(jié)果更準確；穩(wěn)定的機架讓設備在滿足高達 50J 的擺錘沖擊的同時，也讓小能量沖擊結(jié)果更準確。

落錘沖擊試驗

落錘沖擊試驗可表征塑料受到?jīng)_擊時的實際受力情況。Instron 9400 系列落錘試驗機具備高達1800J的能量和24m/s的沖擊速度，可滿足各類材料的測試能力需求。此外，多樣的夾具以及沖頭、優(yōu)異的環(huán)境箱控制系統(tǒng)、高速攝像機、自動進樣機和大尺寸底座，讓測試更加高效且應用廣泛。

高應變速率測試

許多材料在不同應變速率下表現(xiàn)出極其不同的行為。當產(chǎn)品實際應用于高應變速率條件下，在廣泛的速度范圍內(nèi)表征這些動態(tài)特性就變得非常重要，尤其是在調(diào)查產(chǎn)品失效和確定最佳設計時。

Instron 的高速試驗機可提供高達 25m/s 的測試速度，高達 60MHz 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，讓僅僅 3~10ms 的測試持續(xù)時間內(nèi)試樣的變化變得易于探測。此外，設備兼容高速 DIC 攝像頭，讓測試不僅僅是一串數(shù)據(jù)和一根曲線。

疲勞/蠕變試驗

塑料的結(jié)構(gòu)特殊性造就了塑料專屬的疲勞、蠕變性能。疲勞、蠕變性能的測試關(guān)鍵在于動態(tài)試驗機的選擇。

Instron 的 EP 系列電子疲勞萬能試驗機具備以下優(yōu)勢：

可配有拉扭一體的電機，同時測試拉伸和扭轉(zhuǎn)疲勞；

斷電剎車保護裝置在斷電或測試觸發(fā)限值時，防止電機及夾具突然向下沖擊，保護樣品和傳感器及測試人員安全；
出色的PID調(diào)諧技術(shù)，調(diào)諧過程全自動，一次調(diào)諧所有通道，大大減少測試人員的專業(yè)能力需求；
出色 Dynacell 載荷傳感器，消除慣性力，確保測試更精準；
極低的功耗，大大減少用戶的使用成本，非常適用于低力值動態(tài)力學測試。

部分結(jié)構(gòu)件的動態(tài)性能測試要求非常高的力值，8800 系列液壓疲勞動態(tài)萬能試驗機可高度符合測試需求。

8800 系列液壓疲勞動態(tài)萬能試驗機采用液壓作動缸，同樣具有基于加載鏈剛度的自動 PID 調(diào)諧的出色技術(shù)，出色的 Dynacell 載荷傳感器，消除慣性力，確保測試更精準。