塑料物性表介绍-黄皮书课件.ppt
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1、長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠股份有限公司長華塑膠股份有限公司 -L-Lanceance-陈马陈马 長華塑膠公司長華塑膠公司”Datasheet Datasheet”或中文稱或中文稱 “物性表物性表 ”,由物性表可概略了解該規格為何種原,由物性表可概略了解該規格為何種原料,是哪家公司的哪個品牌,並列出依標準規範所測試的各種物性之代表值,料,是哪家公司的哪個品牌,並列出依標準規範所測試的各種物性之代表值,部分物性表也會包含製造商建議的成型條件資料。使用者可藉由這些數據,部分物性表也會包含製造商建議的成型條件資料。使用者可藉由這些數據,了解材料的特性加以選擇、比較,且於成型時,可作為加工的依據。
2、了解材料的特性加以選擇、比較,且於成型時,可作為加工的依據。一般物性表都會列出物理特性、機械特性、熱特性、電氣特性一般物性表都會列出物理特性、機械特性、熱特性、電氣特性等幾大類材等幾大類材料特性。接下來會一一介紹。料特性。接下來會一一介紹。長華塑膠公司長華塑膠公司常見的測試標準:常見的測試標準:ASTM:美國材料與試驗協會(American Society for Testing and Materials)之標準。UL-746:UL-746A:塑膠材料的短期性物性評等。UL-746B:塑膠材料的長期性物性評等。UL-746C:塑膠材料的電氣用途評等,部分電氣特性相關項目會以 PCL(Perf
3、ormance Level Categories)Code來標示其評等,PCL 值愈小其特性愈佳。如:高電流電弧起火測試(HAI)、熱線圈起火測試(HWI)、相對電痕指數(CTI)等。ISO:國際標準組織(International Organization for Standardization)所訂定之標準。常見的單位:常見的單位:SI :國際單位(MPa J/m )Metric:公制單位(kgf/cm2 kg cm/cm )British:英制單位(psi ft-lb/in )UL-94:UL所制定的耐燃度標準。塑料通常會用 水平燃燒性測試(HB)、垂直燃燒性測試 (V2、V1、V0)、
4、5V燃燒性測試(5VA、5VB)等三種測試法去定義耐燃度。長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠公司J/m kg cm/cm KJ/m2注意注意:在Impact 測試常會看到不同的單位,其中J/m 和 kg cm/cm 是可以換算的,但和 KJ/m2 無法直接換算,所以當在不同材料的物性表上,分別以此兩類標示時,請勿直接比較,應找出相同單位之數據後再做比較。長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠公司注意注意:MI 愈高,表示黏度愈越低,亦即流動性愈好,通常也表示分子量也比較低。不同種類的材料間,其 MI 的測試標準不同,不能直接以 MI 比較非同類材料。即使是同類材料時,仍可能有溫
5、度和荷重的不同,也請注意。長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠公司原料的基本物性可藉由物性表原料的基本物性可藉由物性表(Datasheet)(Datasheet)了解。了解。規格名稱、地區、材料種類及主要特點描述機械特性耐溫特性物理特性電氣特性防火度特性耐衝擊強度測試標準長華塑膠公司長華塑膠公司新出廠的原料可由出廠檢驗報告新出廠的原料可由出廠檢驗報告(C.O.C)(C.O.C)檢視其物性是否在規範的範圍內。檢視其物性是否在規範的範圍內。SPEC.出廠值長華塑膠公司長華
6、塑膠公司 SI:國際單位(The International System of Units)British:英制單位 Metric:公制單位ASTM ASTM :美國材料與試驗協會美國材料與試驗協會 American Society for Testing and Materials ISO ISO :國際標準化組織國際標準化組織 International Organization for StandardizationDIN DIN :德國標準化學會德國標準化學會 Deutsches Institut fur NormungIEC IEC :國際電工委員會國際電工委員會 Internat
7、ional Electrotechnical CommissionJIS JIS :日本工業標準調查會日本工業標準調查會 Japanese Industrial Standard 長華塑膠公司長華塑膠公司彈性彈性 ElasticityElasticity *受力後變形受力後變形 ,外力消失後回復原狀態的性質外力消失後回復原狀態的性質.塑性塑性 PlasticityPlasticity *受力後變形受力後變形 ,外力消失後不完全回復原狀態的性質外力消失後不完全回復原狀態的性質.黏性黏性 ViscosityViscosity *非和類似氣體和液體等流體受外力時呈現的性質非和類似氣體和液體等流體受外
8、力時呈現的性質靭性靭性 ToughnessToughness脆性脆性 BrittlenessBrittleness硬度硬度 HardnessHardness剛性剛性 RigidityRigidity強度強度 StrengthStrength長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠公司硬度從外部對物質施加短時間的局部力(集中荷重),從當時物質的變形程度,判斷對物質的阻力長華塑膠公司長華塑膠公司簡單說,剛性剛性就是指容不容易變形剛性dhPEmg hUPPLEIPmgmghEIL()ddd1232633p長華塑膠公司長華塑膠公司玻璃很硬,只要少許的變形就會破裂,這種性質稱作脆性脆性。反之,在受外
9、力作用之下能有較大的變形而不被破壞就是韌性韌性。長華塑膠公司長華塑膠公司強度強度則可做為剛性、韌性、硬度等材料特性的總稱,強度好就是指能承受外力而不容易壞的意思。如:拉伸強度、彈性強度、衝擊強度。長華塑膠公司長華塑膠公司拉伸壓縮彎曲 剪斷 長華塑膠公司長華塑膠公司PPPPPL1L1L0L0L1L1拉伸應變拉伸應變壓縮應變壓縮應變剪斷應變剪斷應變長華塑膠公司長華塑膠公司1)拉伸2)壓縮3)剪斷4)彎曲5)扭曲6)硬度 -長華塑膠公司長華塑膠公司衝擊強度(Izod Impact)擺鎚強度(Charpy Impact)落球測試(Drop-ball test)測試方試測試方試長華塑膠公司長華塑膠公司Y
10、:降伏點降伏點EPB:延性斷裂延性斷裂荷重荷重(拉伸拉伸)變形變形(伸張伸張),%比例界限比例界限彈性界限彈性界限0Kg/c E,BPNon-GF GF脆性斷裂脆性斷裂模數模數長華塑膠公司長華塑膠公司拉伸應力應變(伸度,%)軟脆材軟脆材硬脆材硬脆材硬強材硬強材軟而強韌軟而強韌強韌材料強韌材料長華塑膠公司長華塑膠公司各種塑料比較各種塑料比較長華塑膠公司長華塑膠公司伸張強度、伸長率(應變)、彎曲強度、彎曲模數,這幾項測試都可以在如下方左圖的萬能測試機上做測試。下方右圖為拉伸測試的做法,上下夾鉗會夾住試片,然後以固定速度將試片拉伸,而夾在試片中段的伸長計是用來測量試片的伸長量(應變)。過程中所測得的
11、受力(應力)和 伸長量(應變)的變化會繪成應力-應變曲線圖。測量長度變化ASTM D638M/ISO R527長華塑膠公司長華塑膠公司ABC拉伸測試所得結果為如右下圖之應力應變圖。伸伸張張強強度度XStrain(%)AYield Point(降伏點降伏點)Break Point(斷裂點斷裂點)STRESSP比例界限比例界限Modulus(模數模數)EBC彈性界限彈性界限模數模數:在比例界限內應力對應變的比值。E=/降伏點降伏點:應力-應變曲線上,當應變增加但應力沒有增加的點。在物性表上的”伸張強度”應變”這二項,會看到有 yld 或 brk 的標註,這是代表其值是取自降伏點或斷裂點。長華塑膠公
12、司長華塑膠公司彎曲強度彎曲強度 用來測知材料抵抗彎折破壞的能力有多好。彎曲模數彎曲模數(應力-應變的比率)則相等於由應力應變曲線未變形段開始的切線的斜率,模數愈高剛性剛性會愈好。通常塑膠在加 Filler 之後伸張強度、彎曲強度、模數都會增強,但伸長率(應變)會降低,變成較脆性的材料。ASTM D790/ISO 178長華塑膠公司長華塑膠公司洛式硬度測試,在金屬及塑膠的測試是相似的,測試時把塑膠置成圓板狀,用壓子以預負荷及主負荷施壓後,依壓入的深度差計算其硬度。一般在塑膠常見的有 M 及 R 兩種標度(Scale),如 PC 的洛式硬度為M78 或 R118。硬度硬度為材料對外部施加短時間的局
13、部力(集中荷重)的抵抗力。ASTM D785/ISO 2039-2長華塑膠公司長華塑膠公司1090 20 90Shore AShore D軟軟硬硬另外,TPU之類的軟膠或橡膠,因為硬度較不足,無法用洛式硬度機來測試,可以 Durometer 測量,該方法分為 Shore A 或 Shore D 兩種標度,兩種測試的儀器相似,差別在於測試探針的尖端不同,其結果會以“Shore D 70 度”的說法表示。硬度測試比較如下:ASTM D2240/ISO 868長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠公司測試片此測試是藉由測量測試片與表面粗糙的滾輪摩擦的損耗量來判斷材料的耐
14、磨耗程度。試片會放在可旋轉的圓盤上,以60RPM的速度旋轉,上面的滾輪會有荷重壓在試片上,在旋轉到一定圈數後,測量其損耗量。單位:mg/1000 cycles滾輪ASTM D1044/ISO 3537長華塑膠公司長華塑膠公司Izod impact 測試已經是比較材料耐衝擊性的標準,一般多以在試片上做”缺口(notched)”之試片的測試結果作為參考。此試驗會將標準尺寸的試片夾在測試夾具上,讓擺錘以鐘擺方式落下擊斷試片,並以撞擊後擺錘擺盪的角度計算撞擊時能量損耗多少,即材料受衝擊所吸受的能量。Notched 有缺口Unnotched 無缺口此測試,ASTM 及 ISO 規範的試片尺寸不同,且AS
15、TM 的單位為 J/m,ISO 的單位為kJ/m2,此兩單位的結果不能直接換算比較。但若不得已要做比較的話,將 J/m 的值除10 可做概略的比較值。ASTM D256/ISO 180長華塑膠公司長華塑膠公司Charpy 與 Izod 測試主要的差異在於試片的放置方式,Charpy 測試的試片並沒有夾具夾持,僅只是水平放置在定位座上,且試片的缺口背向衝擊處。ASTM D256/ISO 179長華塑膠公司長華塑膠公司這個測試可當作是一個高速伸張測試。它也是利用擺錘對試片衝擊,然後計算試片吸收的能量,裝置如右圖。ASTM D1822/ISO 8256長華塑膠公司長華塑膠公司落錘測試比較少見,但此法
16、是較具實用性的衝擊測試法。另也可依成品的需要,以不同的高度或落錘重量模擬使用中承受的衝擊力。ASTM D1709/ISO 7765-1長華塑膠公司長華塑膠公司ASTM 648/ISO 75Heat Deflection Temperature(HDT)values measured by ISO methods may show lower numbers.熱變形溫度的測試方式,是將試片置於23 的油槽中,試片中間加上荷重(1.80MPa or 0.45MPa),然後以每分鐘昇溫兩度的速度加溫,觀察試片在多少度產生變形且變形量達 0.25mm(ASTM)或 0.32mm(ISO),即是該材料的
17、熱變形溫度。長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠公司05.010.015.040506090加熱溫度時加熱溫度時室溫冷卻室溫冷卻 S 跨距跨距鐵板鐵板 3MMABS 3MM撓度撓度ABS ABS 線膨脹係數線膨脹係數 :9 x 10 E:9 x 10 E 5 5鐵板鐵板 線膨脹係數線膨脹係數 :1.2x 10 E:1.2x 10 E 5 5After 3 Hr mmCoefficent of Linear Thermal長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠公司長華塑膠公司此測試是測量材料開始軟化的溫度。試片被放在油槽中,油的溫度會慢慢上升,觀察在多少度時尖端會插入試片達1mm的深度,即是維
18、卡乾化點溫度。例如在電器方面,UL746C 規定某些電氣設備的支架部件的維卡軟化點須達 115度以上。ASTM D1525/ISO 306長華塑膠公司長華塑膠公司 比重比重 Specific Gravity 吸水率吸水率 Water Aborption 成形收縮率成形收縮率 Mold Shrinkage長華塑膠公司長華塑膠公司Specific GravityPS 1.04PVC 0.95PPO 1.08 1.28PC 1.18 1.52ABS 1.04 1.22PBT 1.31 1.64PC+10%GF 1.42Heavy Valox 2.46 (陶瓷塑料陶瓷塑料)長華塑膠公司長華塑膠公司吸水
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