技(jì )术文(wén)章
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热塑性塑料性能(néng)测试解决方案
随着科(kē)技(jì )发展,塑料朝着更耐热、更耐寒、更高强度、可(kě)降解等方向发展,其性能(néng)表征也越来越困难。如何帮您简单、高效地获得可(kě)靠的数据,始终是 Instron 努力的方向。
本期 Instron 為(wèi)您带来全面的热塑性塑料性能(néng)测试解决方案,充分(fēn)满足您的测试需求!
塑料的热-力學(xué)性能(néng)测试
塑料常规的热-力學(xué)性能(néng)测试包含熔體(tǐ)流动速率测试、流变性能(néng)测试、维卡软化温度测试和负荷变形温度测试。熔體(tǐ)流动速率和流变性能(néng)测试反映了塑料的流动性能(néng);维卡软化温度和负荷变形温度则反映了成品的使用(yòng)温度。
熔體(tǐ)流动速率,又(yòu)称熔融指数,是热塑性材料的一个重要性能(néng)指标。因其便捷的测试方式,熔體(tǐ)流动速率被广泛应用(yòng)于产(chǎn)線(xiàn)上的质(zhì)量控制以及来料质(zhì)量检测。对于同一种材料,通常分(fēn)子量越大,熔融指数就越小(xiǎo)。回料在加工(gōng)使用(yòng)过程中(zhōng)通常伴随着分(fēn)子链的降解,因此熔融指数测试结果可(kě)以便捷地半定量地反馈回料的添加情况。
Instron MFi 系列新(xīn)熔指仪提高了传感器的精(jīng)度;其出色的解决方案在防止测试错误的同时提高了测试结果的均匀性,让测试变得更便捷;全新(xīn)的设计提高了设备的耐用(yòng)性,同时扩大了测试范围,满足更多(duō)材料的测试需求。
Instron CEAST Smart Rheo 毛细管流变仪可(kě)评估各种条件下的流变性能(néng)及试样的其他(tā)特性,包括热降解、剪切灵敏度、粘度温度依赖性、熔體(tǐ)不稳定性和出模膨胀性。配合其他(tā)模块,还可(kě)测试熔體(tǐ)拉伸性能(néng)以及PVT性能(néng),既可(kě)為(wèi)材料研发提供精(jīng)确的数据,也可(kě)為(wèi)材料成型提供准确的工(gōng)艺指导。
维卡软化温度测试及负荷变形温度测试
维卡软化温度又(yòu)称為(wèi)维卡软化点,反映了聚合物(wù)材料在一定负荷和温度条件下能(néng)够保持几何公(gōng)差的能(néng)力。负荷变形温度又(yòu)称為(wèi)热变形温度,反映了一个组件在整體(tǐ)装(zhuāng)配中(zhōng)能(néng)够维持其结构作(zuò)用(yòng)的最高温度。
Instron HV 系列油浴加热维卡/热变形测试仪具(jù)备以下优势:
可(kě)提供高达 300℃ 的测试温度;
采用(yòng)精(jīng)心设计的油液加热以及循环系统,配合高精(jīng)度温度传感器,让您遠(yuǎn)离温度不均匀以及升温速率不稳定的烦恼;
高精(jīng)度位移传感器让测试终止点精(jīng)准可(kě)控;
特殊的材质(zhì)尽可(kě)能(néng)减少热膨胀,同时,软件的热膨胀补偿系统可(kě)让位移测试更加精(jīng)准;
其出色的二进制砝码以及软件,可(kě)直接提示用(yòng)户砝码选项,免于计算;
软件的智能(néng)算法配合液位传感器,可(kě)检测液位高度以及导热油的寿命,避免因导热油的问题造成停机或引入误差;
高度自动化能(néng)力,让测试更加简单。
此外,Instron 的 HV500 系列氧化铝粉末加热式无油维卡/热变形试验机最高温度可(kě)达 500℃ ,能(néng)够满足绝大部分(fēn)耐高温高分(fēn)子材料的测试需求。
静态力學(xué)性能(néng)测试
不管是新(xīn)材料研发、结构设计,还是品质(zhì)控制、来料检测,塑料的静态力學(xué)性能(néng)都是最主要的指标,贯穿于塑料的整个生命周期。
由于塑料种类繁多(duō)且加工(gōng)方式不同,如何针对合适的材料选用(yòng)合适的测试主机、工(gōng)装(zhuāng)夹具(jù)、力值传感器、引伸计、设计合适的测试方法,是获得可(kě)靠的塑料静态力學(xué)性能(néng)数据的关键。
拉伸性能(néng)是塑料最重要的基本性能(néng)之一,通常需要测试拉伸模量、屈服应力应变、拉伸强度、断裂应力、断裂伸長(cháng)率等性能(néng)。拉伸测试的难点在于夹具(jù)以及引伸计的选择。
Instron 可(kě)提供适用(yòng)面广泛的气动夹具(jù)及经典的手动夹具(jù)。多(duō)种不同的夹面确保材料能(néng)稳定夹持,满足塑料样条、塑料薄膜样条等不同的需求。
Instron 可(kě)根据不同试验需求提供先进的非接触式视频引伸计、全自动夹持式引伸计及传统的夹持式引伸计。
Instron 的自动化测试解决方案可(kě)提供精(jīng)确的控制和处理(lǐ)能(néng)力以满足广泛的应用(yòng)范围,有(yǒu)效缩短人工(gōng)操作(zuò)时间,提高试验效率,根据用(yòng)户的测试操作(zuò)与测试量需求量身定制整體(tǐ)解决方案。
弯曲测试一般包含弯曲模量和弯曲强度的测试。相比于拉伸,弯曲模量测试非常精(jīng)细,性能(néng)测试难度较高。弯曲模量对力值传感器加载链刚度有(yǒu)较高要求。
Instron 的力值传感器从满量程的 0.1% 开始即可(kě)满足1级精(jīng)度要求,避免用(yòng)户过多(duō)地采購(gòu)或更换传感器。
同时,Instron 的试验机采用(yòng)超高刚度的机架,即便不使用(yòng)引伸计也能(néng)得到非常精(jīng)细的挠度测量数据,从而得到准确的模量结果。
此外,柔度修正功能(néng)可(kě)扣除加载链本身的柔度,进一步提升挠度测试结果的精(jīng)度,从而得到更加精(jīng)确的模量结果。
针对承压部件来说,塑料的压缩性能(néng)也非常重要。為(wèi)避免塑料试样在承压的情况下弯曲,Instron 在提供压盘的基础上,能(néng)根据标准提供对应的夹具(jù),帮助试样在测试过程中(zhōng)始终竖直,得到理(lǐ)想的测试结果。
塑料除了常规的板材/片材,最常见的莫过于膜材。塑料薄膜除了拉伸性能(néng)外,根据其不同场合的使用(yòng)情况,最主要的性能(néng)包括热合强度、撕裂强度、剥离强度、穿刺强度以及摩擦系数。热合强度、撕裂强度以及180°剥离强度的测试可(kě)采用(yòng)拉伸夹具(jù)实现,其他(tā)测试则需要专门的夹具(jù)工(gōng)装(zhuāng)夹具(jù)。
Instron 的气动剥离夹具(jù)、穿刺夹具(jù)等各类测试工(gōng)装(zhuāng),可(kě)满足不同试验需求,提高测试结果精(jīng)确度。
动态力學(xué)性能(néng)测试
材料在实际使用(yòng)过程中(zhōng),除了静态受力外,更多(duō)往往是高速、动态失效的情况,因此动态力學(xué)性能(néng)的测试尤其重要。
Instron 摆锤试验机采用(yòng)一體(tǐ)化铸造成型的机架、底座,最大限度减少结构性震荡导致的能(néng)量损失;经设计的一體(tǐ)化成型摆锤可(kě)减少能(néng)量损失及风阻造成的能(néng)量损失;在線(xiàn)式低温冷却系统,让低温测试数据更加精(jīng)准;采用(yòng)无線(xiàn)传输技(jì )术的仪器化摆锤,让仪器化冲击遠(yuǎn)离線(xiàn)缆连接的影响,测试结果更准确;稳定的机架让设备在满足高达 50J 的摆锤冲击的同时,也让小(xiǎo)能(néng)量冲击结果更准确。
落锤冲击试验可(kě)表征塑料受到冲击时的实际受力情况。Instron 9400 系列落锤试验机具(jù)备高达1800J的能(néng)量和24m/s的冲击速度,可(kě)满足各类材料的测试能(néng)力需求。此外,多(duō)样的夹具(jù)以及冲头、优异的环境箱控制系统、高速摄像机、自动进样机和大尺寸底座,让测试更加高效且应用(yòng)广泛。
许多(duō)材料在不同应变速率下表现出极其不同的行為(wèi)。当产(chǎn)品实际应用(yòng)于高应变速率条件下,在广泛的速度范围内表征这些动态特性就变得非常重要,尤其是在调查产(chǎn)品失效和确定最佳设计时。
Instron 的高速试验机可(kě)提供高达 25m/s 的测试速度,高达 60MHz 的数据采集系统,让仅仅 3~10ms 的测试持续时间内试样的变化变得易于探测。此外,设备兼容高速 DIC 摄像头,让测试不仅仅是一串数据和一根曲線(xiàn)。
塑料的结构特殊性造就了塑料专属的疲劳、蠕变性能(néng)。疲劳、蠕变性能(néng)的测试关键在于动态试验机的选择。
Instron 的 EP 系列電(diàn)子疲劳万能(néng)试验机具(jù)备以下优势:
可(kě)配有(yǒu)拉扭一體(tǐ)的電(diàn)机,同时测试拉伸和扭转疲劳;
断電(diàn)刹車(chē)保护装(zhuāng)置在断電(diàn)或测试触发限值时,防止電(diàn)机及夹具(jù)突然向下冲击,保护样品和传感器及测试人员安(ān)全;
出色的PID调谐技(jì )术,调谐过程全自动,一次调谐所有(yǒu)通道,大大减少测试人员的专业能(néng)力需求;
出色 Dynacell 载荷传感器,消除惯性力,确保测试更精(jīng)准;
极低的功耗,大大减少用(yòng)户的使用(yòng)成本,非常适用(yòng)于低力值动态力學(xué)测试。
部分(fēn)结构件的动态性能(néng)测试要求非常高的力值,8800 系列液压疲劳动态万能(néng)试验机可(kě)高度符合测试需求。
8800 系列液压疲劳动态万能(néng)试验机采用(yòng)液压作(zuò)动缸,同样具(jù)有(yǒu)基于加载链刚度的自动 PID 调谐的出色技(jì )术,出色的 Dynacell 载荷传感器,消除惯性力,确保测试更精(jīng)准。
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