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TECHNICAL ARTICLES隨著科技發(fā)展,塑料朝著更耐熱、更耐寒、更高強(qiáng)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(xué)性能測試
塑料常規(guī)的熱-力學(xué)性能測試包含熔體流動(dòng)速率測試、流變性能測試、維卡軟化溫度測試和負(fù)荷變形溫度測試。熔體流動(dòng)速率和流變性能測試反映了塑料的流動(dòng)性能;維卡軟化溫度和負(fù)荷變形溫度則反映了成品的使用溫度。
熔體流動(dòng)速率,又稱熔融指數(shù),是熱塑性材料的一個(gè)重要性能指標(biāo)。因其便捷的測試方式,熔體流動(dòng)速率被廣泛應(yīng)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(cuò)誤的同時(shí)提高了測試結(jié)果的均勻性,讓測試變得更便捷;全新的設(shè)計(jì)提高了設(shè)備的耐用性,同時(shí)擴(kuò)大了測試范圍,滿足更多材料的測試需求。
Instron CEAST Smart Rheo 毛細(xì)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(zhǔn)確的工藝指導(dǎo)。
維卡軟化溫度測試及負(fù)荷變形溫度測試
維卡軟化溫度又稱為維卡軟化點(diǎn),反映了聚合物材料在一定負(fù)荷和溫度條件下能夠保持幾何公差的能力。負(fù)荷變形溫度又稱為熱變形溫度,反映了一個(gè)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(dá) 300℃ 的測試溫度;
采用精心設(shè)計(jì)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(yuǎn)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(diǎn)精準(zhǔn)可控;
特殊的材質(zhì)盡可能減少熱膨脹,同時(shí),軟件的熱膨脹補(bǔ)償系統(tǒng)可讓位移測試更加精準(zhǔn);
其出色的二進(jìn)制砝碼以及軟件,可直接提示用戶砝碼選項(xiàng),免于計(jì)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(dǎo)熱油的壽命,避免因?qū)嵊偷膯栴}造成停機(jī)或引入誤差;
高度自動(dòng)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(yàn)機(jī)最高溫度可達(dá) 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(xué)性能測試
不管是新材料研發(fā)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),還是品質(zhì)控制、來料檢測,塑料的靜態(tài)力學(xué)性能都是最主要的指標(biāo),貫穿于塑料的整個(gè)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(jī)、工裝夾具、力值傳感器、引伸計(jì)、設(shè)計(jì)合適的測試方法,是獲得可靠的塑料靜態(tài)力學(xué)性能數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。
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(yīng)力應(yīng)變、拉伸強(qiáng)度、斷裂應(yīng)力、斷裂伸長率等性能。拉伸測試的難點(diǎn)在于夾具以及引伸計(jì)的選擇。
Instron 可提供適用面廣泛的氣動(dòng)夾具及經(jīng)典的手動(dòng)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。
Instron 可根據(jù)不同試驗(yàn)需求提供先進(jìn)的非接觸式視頻引伸計(jì)、全自動(dòng)夾持式引伸計(jì)及傳統(tǒng)的夾持式引伸計(jì)。
Instron 的自動(dòng)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(yīng)用范圍,有效縮短人工操作時(shí)間,提高試驗(yàn)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。
彎曲測試一般包含彎曲模量和彎曲強(qiáng)度的測試。相比于拉伸,彎曲模量測試非常精細(xì),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(shí),Instron 的試驗(yàn)機(jī)采用超高剛度的機(jī)架,即便不使用引伸計(jì)也能得到非常精細(xì)的撓度測量數(shù)據(jù),從而得到準(zhǔn)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(jìn)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。
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(chǔ)上,能根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)提供對應(yīng)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(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度、穿刺強(qiáng)度以及摩擦系數(shù)。熱合強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度以及180°剝離強(qiáng)度的測試可采用拉伸夾具實(shí)現(xiàn),其他測試則需要專門的夾具工裝夾具。
Instron 的氣動(dòng)剝離夾具、穿刺夾具等各類測試工裝,可滿足不同試驗(yàn)需求,提高測試結(jié)果精確度。
動(dòng)態(tài)力學(xué)性能測試
材料在實(shí)際使用過程中,除了靜態(tài)受力外,更多往往是高速、動(dòng)態(tài)失效的情況,因此動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的測試尤其重要。
Instron 擺錘試驗(yàn)機(jī)采用一體化鑄造成型的機(jī)架、底座,最大限度減少結(jié)構(gòu)性震蕩導(dǎo)致的能量損失;經(jīng)設(shè)計(jì)的一體化成型擺錘可減少能量損失及風(fēng)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(zhǔn);采用無線傳輸技術(shù)的儀器化擺錘,讓儀器化沖擊遠(yuǎn)離線纜連接的影響,測試結(jié)果更準(zhǔn)確;穩(wěn)定的機(jī)架讓設(shè)備在滿足高達(dá) 50J 的擺錘沖擊的同時(shí),也讓小能量沖擊結(jié)果更準(zhǔn)確。
落錘沖擊試驗(yàn)可表征塑料受到?jīng)_擊時(shí)的實(shí)際受力情況。Instron 9400 系列落錘試驗(yàn)機(jī)具備高達(dá)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(jī)、自動(dòng)進(jìn)樣機(jī)和大尺寸底座,讓測試更加高效且應(yīng)用廣泛。
許多材料在不同應(yīng)變速率下表現(xiàn)出極其不同的行為。當(dāng)產(chǎn)品實(shí)際應(yīng)用于高應(yīng)變速率條件下,在廣泛的速度范圍內(nèi)表征這些動(dòng)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(shè)計(jì)時(shí)。
Instron 的高速試驗(yàn)機(jī)可提供高達(dá) 25m/s 的測試速度,高達(dá) 60MHz 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),讓僅僅 3~10ms 的測試持續(xù)時(shí)間內(nèi)試樣的變化變得易于探測。此外,設(shè)備兼容高速 DIC 攝像頭,讓測試不僅僅是一串?dāng)?shù)據(jù)和一根曲線。
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(dòng)態(tài)試驗(yàn)機(jī)的選擇。
Instron 的 EP 系列電子疲勞萬能試驗(yàn)機(jī)具備以下優(yōu)勢:
可配有拉扭一體的電機(jī),同時(shí)測試?yán)旌团まD(zhuǎn)疲勞;
斷電剎車保護(hù)裝置在斷電或測試觸發(fā)限值時(shí),防止電機(jī)及夾具突然向下沖擊,保護(hù)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(dòng),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(zhǔn);
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(dòng)態(tài)力學(xué)測試。
部分結(jié)構(gòu)件的動(dòng)態(tài)性能測試要求非常高的力值,8800 系列液壓疲勞動(dòng)態(tài)萬能試驗(yàn)機(jī)可高度符合測試需求。
8800 系列液壓疲勞動(dòng)態(tài)萬能試驗(yàn)機(jī)采用液壓作動(dòng)缸,同樣具有基于加載鏈剛度的自動(dòng) 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(zhǔn)。
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