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成品POM各项指标概念聚合物的熔体流动性质一、MI-熔融指数（MFR-熔体质量流动速率）：1、概念：熔体质量流动速率（MFR ）的定义是热塑性塑料试样在一定温度、恒定 压力下，熔体在10min内流经标准毛细管的质量值，单位：g/（10min）。通常用 MFR来表示。熔体流动速率以前称为熔融指数（MI）。是一种表示塑胶材料加工 时的流动性的数值。热塑性塑料熔体流动速率（MFR）测试方法：将一定质量的热塑性塑胶粒 试样装在一条指定的长度和直径的垂直料筒中，在规定温度（190°C），荷载 （2.16kg）和桶内活塞位置的情况下，加热到熔融状态（360s）后，在承受负荷 的活塞作用下从标准规定直径的口模被压出的质量。下图是熔体流动速率试验的结构示意图。料筒外面包裹的是加热器，在料筒 的底部有一只口模，口模中心是熔体挤压流出的毛细管。料筒内插入一支活塞杆， 在杆的顶部压着砝码。试验时，先将料筒加热，达到预期的试验温度后，将活塞 杆拔出，在料筒中心孔中灌入试样（塑料粒子或粉末），用工具压实后，再将活 塞杆放入，待试样熔融，在活塞杆顶部压上砝码，熔融的试样料通过口模毛细管 被挤出。2、熔体流动速率可以用作区别各种热塑性塑料在熔融状态时的流动性的一个指 标。对于同一类高聚物，可由此来比较出分子量的大小。一般来说，同类的高聚 物，分子量越高，其强度、硬度、韧性、缺口冲击等物理性能也会相应有所提高。 反之，分子量小，熔体流动速率则增大，材料的流动性就相应好一些。在塑料加 工成型中，对塑料的流动性常有一定的要求。如压制大型或形状复杂的制品时， 需要塑料有较大的流动性，如果流动性太小，常会使塑料在模腔内填塞不紧，从 而使制品质量下降，甚至成为废品。聚甲醛MI值与其分子量大小密切相关，一 般情况MI值越小，平均分子量越高及粘度愈大，处于熔融时的流动性越差，反 之MI愈大平均分子量越低粘度愈小，处于熔融时的流动性越好。因此，熔体流 动速率的应用上，主要是用来表征由同一工艺流程制成的高聚物其性能的均匀 性，并对热塑料高聚物进行质量控制，简便地给出热塑料高聚物熔体流动性的度 量，作为加工性能的指标。3、测试仪器：我公司测MI值的仪器为德国Zwick GmbH公司Zwick4106型全 自动融熔指数仪。4、蓝型钢的A、A1、A2级MI值为9±1。聚合物的力学性能二、）M （拉伸强度-tensile stength）和断裂dl （断裂伸长率）1、概念：在拉伸实验过程中，按标准规定的条件，标准试样承受的最大拉伸应 力（保持试样受力至最终，测量材料断裂过程中所承受的最大拉伸应力），单位： Mpa，该指标是塑料的力学性能中最重要最基本的性能之一。2、为了评价聚合物材料的力学性能，通常用等速施力下所获得的应力-应变曲线 来进行描述。这里，所谓应力是指拉伸力引起的在试样内部单位截面上产生的内 力；而应变是指试样在外力作用下发生形变时，相对其原尺寸的相对形变量。拉 伸实验是对试样沿纵轴方向施加静态拉伸负荷保持这种受力至最终，是式样断裂 破坏的过程。下图为拉伸试验所使用的ISO-527标准试片及材料试验机等速条件下，应力-应变曲线如上图所示。图中的a点为弹性极限，a为弹性极限强度，位为弹性极限伸长。在a点前，应力-应变服从虎克定律：° = E 8。曲线的斜率E称为弹性（杨氏）模量，它 反映材料的硬性。首先解释一下材料受力变形。材料的变形分为弹性变形（外力撤销可以恢复 原来形状）和塑性变形（外力撤销不能恢复原来形状，形状发生变化）当材料的 形变超出弹性形变发生的范围，其应力将不再与应变成正比，永久的、不可回复 的形变发生，即为塑性形变。当材料所受应力超过弹性极限后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外， 还产生部分塑性变形。当应力达到一个值后，塑性应变急剧增加，曲线出现一个 波动的小平台，这种现象称为屈服。y称屈服点，对应的气和匕称屈服强度和 屈服伸长。材料屈服后，可在t点处，也可在"点处断裂。因而视情况，材料断裂强 度可大于或小于屈服强度。年（或£t，）称断裂伸长率，反映材料的延伸性。拉伸强度。：拉伸强度是指材料在拉伸应力下产生最大均匀塑性变形的应 力值。按照这个概念，结合材料的应力-应变曲线来讲，材料在受到拉伸外力作 用时，其曲线除开最初的一小段外都属于塑性变形的范畴啊，也就是说从最初塑 性变形开始到断裂结束这一段的最大应力值才是拉伸强度，拉伸强度是整个曲线 的最大值，只有一个。从的大小，可以判断材料的强与弱：而从。的大小，更正确地讲是从曲 线下的面积大小，可判断材料的脆性与韧性。对于结晶型聚合物POM，是在屈服之后的断裂，称为韧性断裂。此时的拉 伸强度%和屈服强度气相等，下图是POM拉伸的应力-应变曲线图。影响聚合物实际强度的因素很多，总的来说可以分为两类：一类是与材料本 身有关的，包括高分子的化学结构、分子量及其分布、支化和交联、结晶与取向、 添加剂、共混、应力集中物等；另一类是与外界条件有关的，包括温度、湿度、 光照、氧化老化、作用力的速度等，因此，要规定测试的标准环境。三、拉伸弹性模量Et1、概念：拉伸模量是指材料在拉伸时的弹性。应力。2与。1的差值与对应的应 变七与'的差值（£2=0.0025；匕=0.0005）的比值单位：MpaE = (3 / E0.25四、°fM （弯曲强度-flexural strehgth）:1、概念：弯曲是试样在弯曲应力作用下的形变行为。表征弯曲形变行为的指标 有弯曲应力、弯曲强度、弯曲模量及挠度等。弯曲应力是试样跨度中心外表面的 正应力。弯曲强度，也称挠曲强度，是指标准试样在弯曲过程中承受的最大 弯曲应力，单位：Mpa。挠度s是指试样弯曲过程中，试样跨度中心的顶面或底 面偏离原始位置的距离（mm）。弯曲应变匕是试样跨度中心外表面上单元长度 的微量变化。弯曲负载所产生的应力是压缩应力和拉伸应力的组合，其作用情况见下图:梁受到力的作用而弯曲的情况当试样弯曲形变产生断裂时材料的极限弯曲强度就是弯曲强度，但是，有些 聚合物在发生很大的形变时也不发生破坏或断裂，这样就不能测定其极限弯曲强 度，这时，通常是以试样外层纤维的最大应变达到5%时的应力作为弯曲屈服强 度。2、弯曲试验主要用于测定材料承受弯曲载荷时的力学特性的试验，是材料 机械性能试验的基本方法之一。一般的工程塑料如POM的弯曲可采用三点 弯曲的加载荷方法，三点弯曲是在一个简支梁上施加一个中心负载，一个 横截面为矩形的棒放置在两个规定距离的支座上利用位于中间的压头来加 载，见下图：测Zwick Z020电子拉力性极限内抵抗弯曲变形又称挠曲模量）是指材料在弹Zwick GmbH国的能力。应力Of2与Of1的差值与对应的应变笔与的差值（82=0.0025；£1=0.0005 ）的比值，单位:Mpa六、冲击强度"kizod impact strength of notched specimens :1、概念：冲击强度a*是衡量材料韧性的一种强度指标，表征材料抵抗冲击载荷k破坏的能力。通常定义为试样受冲击载荷而折断时单位面积所吸收的能量。缺口 试样悬臂粱冲击强度aiN指缺口试样在悬臂粱冲击破坏过程中所吸收的能量与在 缺口处原始横截面积之比。单位:kJ/m2。（摆锤冲击有缺口的一面）。2、冲击强度的测试方法很多，可依据实验温度、依据试样的受力状态、依据采 用的能量和冲击次数等的不同来区分。本厂采用摆锤式冲击试验方法。摆锤冲 击试验，是将标准试样放在冲击机上规定位置上，然后让重锤自由落下冲击试样， 测量摆锤冲断试样所消耗的功来计算冲击强度。根据试样的安放方式，摆锤冲击试验又可分为简支梁型（Charpy法）和悬 臂粱型（Izod法）。前者试样二端固定，摆锤冲击试样的中部：后者试样一端 固定，摆锤打击自由端。试样可采用带缺口和无缺口两种，采用带缺口试样的目的是使缺口处试样的 截面积大为减小，受冲击时试样断裂一定发生在这一薄弱处所有的冲击能量都能 在这局部的地方被吸收，从而提高试验的准确性。POM的冲击强度较高，POM 对缺口敏感，有缺口可使冲击强度下降90%。冲击实验时温度、湿度、冲击速度、试样的尺寸和几何形状和缺口的大小以 及应力方式等对结果有影响，将得到不同的冲击实验结果，这些结果并不能进行 横向比较。因此，冲击性能实验得不到表征该材料特性的固定参数，但可以表征 该材料在实验方法规定条件下的冲击韧性或不同材料在同一冲击实验条件下的 冲击性能好坏的比较。3、测试仪器：我厂测a讷的仪器为德国Zwick GmbH公司Zwick HIT 25冲击试 验机及缺口制样机七、洛氏硬度HR1、概念：洛氏硬度HR表示材料抵抗其他较硬物体的压入能力。塑料通常用的硬 度有布氏硬度，洛氏硬度，邵氏硬度，前两种都是用同一原理，即以深度换算成 单位面积上的重力。我厂采用的是洛氏硬度法，洛氏硬度是用规定的压头先施加 初试验力再施加主试验力，然后返回初实验力，用前后二次初试验力作用下的压 头压入深度差求得的值。洛氏硬度数值通过一个表明所使用标尺的字母和一个表明读数的数字来报洛氏硬度标尺：在洛氏硬度试验中，各种总试验力和各种洛氏压头的组合而 成的符号。塑料洛氏硬度常用的是L、M、R三种标尺。根据材料软硬程度选择适宜的标尺，尽可能使洛氏硬度值处于50115之 间。如果一种材料可以用两种标尺进行试验时，所得值都处于限值内，则选用较 小值的标尺。相同材料应选用同一标尺。硬度值(hardness Value).由硬度数和硬度标尺符号组成，前者是硬度数，后者是硬度标尺符号。如：70HRM则表示用M标尺测定的洛氏硬度值为70。2、塑料的硬度是材料机械物理性能上的一项重要指标，硬度的大小反映了材料 表面抗静态外力的能力，洛氏硬度的数值与塑胶材料的压痕硬度有直接关系，材 料越硬数值越大，硬度随着分子量及分子链的交联增加而增加。硬度是材料软硬程度的有条件性的定量反映，是由材料的弹性、塑性、韧性 等一系列力学性能组成的综合指标，通过硬度测量可间接了解材料的其他力学性 能，如磨耗、拉伸强度等。3、测试仪器：我厂测强度的仪器为Zwick ZHR4150洛氏硬度计试验机聚合物的热性能差示扫描量热法DSC (Differential Scanning Calorimetry)1、概念：在程序温度控制下，测定输入到试样和参比样的热流速率(热功率) 差对温度和时间关系的技术。通常，每次测量记录一条以温度或时间为X轴，热 流速率差或热功率差为Y轴的曲线。2、DSC测量的是与材料内部热转变相关的温度、热流的关系。利用差示扫描量 热仪，可以研究材料的熔融与结晶过程、结晶度、玻璃化转变、相转变、液晶转 变、氧化稳定性(氧化诱导期O.I.T.)、反应温度与反应热焓，测定物质的比热、 纯度，研究高分子共混物的相容性、热固性树脂的固化过程，进行反应动力学研 究等。这些变化是物质在加热或冷却过程中发生的，它在曲线上表现为吸热或放 热的峰或基线的不连续偏移。普通的热流型差示扫描量热仪用康铜片作为热量传递到样品和从样品传递 出热量的通道，并作为测温热电偶结点的一部分，其测试原理与差热计仪类似。 热流型差示扫描量热仪的结构如下图所示，该仪器的特点是利用导热性能好的康 铜盘把热量传输到样品和参比物，使它们受热均匀。样品和参比的热流差是通过 试样和参比物平台下的热电偶进行测量。样品温度由镍铭板下的镍铭一镍铝热电 偶进行测量。热流型差示扫描量热仪的基本原理示意如下：热流型DSC加热炉1一康铜盘；2一热电偶热点；3镍铭板；4镍铝丝；5镍铭丝；6一加热块在程序温度（线性升温、降温、恒温及其组合等）过程中，当样品发生热效应时， 在样品端与参比端之间产生了热流差，通过热电偶对这一热流差进行测定，即可 获得如下类型的图谱:注：用下标“m”注明勺培融现象有关的温度,下标"注明与维晶现象有关的温世，她图1 温度-混度图1特征温度测定示例按照DIN标准，图中所示向下的为样品的吸热峰（较为典型的吸热效应有熔融、 解吸等），向上的为放热峰（较为典型的放热效应有结晶、氧化、固化等），比 热变化则体现为基线高度的变化，即曲线上的台阶状拐折（较为典型的比热变化 效应为二级相变，包括玻璃化转变、铁磁性转变等）八、熔点1、概念：熔点是固体将其物态由固态转变（熔化）为液态的温度。单位：。C。是 DSC最常测定的物性数据之一。大多数材料，在DSC中得到的熔融温度都有一定宽度。典型的DSC熔融曲 线如图2所示。即使是纯物质铟的熔融曲线也不会是通过熔点温度的一条谱线， 而是有一定宽度的吸收峰，当样品量很小和升温速率很慢时，峰前沿是一条直线，dT斜率是说 命，其中R0是试样皿和样品支持器之间的热阻，它是热滞后的主要 原因。从样品熔融峰（图3-7-6 b）的峰顶作一条直线，其斜率等于同样测定 条件下图中直线的斜率，并与等温基线相交为C，C是真正的熔点，其测定误差 不超过土 0.2oC。实际上，只有需要非常精确的测定熔点时（如利用熔点计算物 质纯度）时，才如此确定熔点。一般，与扫描基线的交点C'已经能给出足够精 确的熔点值，。图2典型的DSC熔融曲线及熔点的确定a一高纯铟的熔融峰；b一高分子材料熔融曲线及熔点的确定通常，确定熔点用以下两种方法较为简便，一种是以峰前沿的切线与扫描基 线的交点B为熔点，一种是直接以峰顶A为熔点，根据不同的需要选择不同的 方法，例如，高分子材料由于峰形复杂，难以作切线，一般选取后一种方法较为 便利。九、结晶温度1、概念：结晶温度是指聚合物熔体以一定冷却速率冷却时晶体开始析出的温度。 单位：。C2、测量仪器：美国TA Intruments公司Q200型DSC仪十、维卡软化点（Vicat softening point test）评价热塑性塑料高温变形趋势的一 种方法。是在等速升温条件下，用一根带有规定负荷（由ASTM D1525和ISO 306规定的典型试验条件是：荷载为50N，加热速度为50 °C/小时）、截面积为 1mm2的平顶针放在试样上，当平顶针刺入试样1mm时的温度，即为测得的维 卡软化温度。聚合物的耐热性能，通常是指它在温度升高时保持其物理机械性质的能力。 一般情况下，热塑性塑料在常温下呈玻璃态，但随着温度的提高，逐渐向高弹态 转变，逐渐失去了它原有的刚性，变得柔软，因此，在较小的外力作用下，就会 产生较大的变形。热塑性塑料的软化点温度的测定，即基于此。十、热变形温Heat deflection temperature under load）聚合物耐热性的 一种量度，是将聚合物试样浸在一种等速升温的适宜传热介质中，在简支梁式的 静弯曲负荷作用下，测出试样弯曲变形达到规定值时的温度，即为热变形温度， 简称HDT把一个具有一定尺寸要求的长条形钜型试样，二端用支座搁置，并在二支座 中点处，施以规定的负荷，这个试验中标准的测量荷载是1.8MPa（根据ISO 75-2 方法 A, ASTM D648），或者 0.46 MPa （ISO 75-2 方法 B, ASTM D648）。形成三点 式简支梁式静弯曲，将该受荷后的试样升温，试样必定随着温度的上升，逐渐加 大变形，标准规定，将试样中点的变形量达到某一规定值时试样所处的温度，作 为热变形温度，以。C表示。热变形温度是相态转化到一定程度所对应温度。维卡软化点测试仪器和热变形温度测定仪往往设计成可共用的传热介质选 用常温下粘度低一些的、化学和物理性能比较稳定的液体，如硅油就比较理想。维卡软化点、负荷热变形温度是用来确定短期耐热性。是用于控制产品质量 和判断材料的热性能的一个重要指标，但不代表材料的使用温度。虽然Vicat法确实可以反映材料在短暂表面受热情况下的抵御能力，它对于 晶体状的塑料十分有用，但对于可能在试验中出现蠕变的材料就有了局限性。所 以HDT是更加普遍的一种对塑料抗热性能的检验标准。一般说来，两个试验都能预测正确结果，只要不把他们的数值混为一谈！3. 测试仪器：测定塑料试样的热变形温度和维卡软化点的是德国Zwick/Roell 公司HDT-VicatA专门设备。十二、色度。值）、HunterL、a、b颜色空间是一个基于对立颜色学说的3- 维矩形空间。-L （明度）轴-0代表黑，100代表白。-a （红-绿）轴-正值为红；负值为绿，0为中性色。-b （蓝-黄）轴-正值为黄;负值为蓝，0为中性色。1、概念:Lab色彩模型是由照度组成L(L)和有关色彩的a, b二个要素组成。L表示照度(Luminosity),相当于亮度，a表示从红色至绿色的范围，b表 示从蓝色至黄色的范围。L的值域由0到100, L= 50时，就相当于50% 的黑；a和b的值域都是由+120至-120，+120 b是黄色，渐渐过渡到-120 b是蓝色。3、测量仪器：美国HunterLab® XE颜色品质管理系统LabScan XE是一带波长范围400700纳米(nm)的全扫描的光谱色度计， 样品被一闪光氙灯照明，反射光由一 15点光纤环接收。为了最大的稳定性， 每当作测试时仪器就被自动校正到一内置参比板。4、测量时目前主要以b值为主，b值越大，粒料偏黄，成品合格品b值W1.5。十三、WLH值（热重损失）：1、POM粒放在烘箱温度设定为230OC，加热45分钟，目的是使HCHO挥发，并 以微量天平精确称量样品重量。测定POM遇热分解所造成的重量损失，该项指 标是测定塑料粒子的热稳定性能。单位：%/min2、WLH值越小，粒料热稳定性能越好。3、测量仪器：日本YAMATCDN410I型精密烘箱、瑞士梅特勒精密天平。三、GM值（POM粒中的HCHO含量测定）1、概念：用做熔融指数的方法使POM熔融自然流下，测定仪底部，组装集气 瓶装置，以蠕动泵抽气，以水吸收甲醛气体。并用紫外分光光度法测定水中的甲 醛含量，单位：ppm2、GM值越低，甲醛气体的挥发量就越小，粒料热稳定性能越好，这与WLH 是一致的3、测量仪器：Zwick4106型全自动融熔指数仪、美国科尔帕默型07518-00蠕动泵。