用冲击法测定塑料及弹性塑料的脆化温度的试验方法_能源/化工_工程科技_专业资料。用冲击法测定塑料及弹性材料的脆化温度的试验方法 1 范围 1.1 该试验方法是测定塑料和弹性材料在一定的冲击强度下出现脆性破坏时的 温度。还有两种常规检查和验收工艺。 注 1---在测试橡胶的脆性温度

　　用冲击法测定塑料及弹性材料的脆化温度的试验方法 1 范围 1.1 该试验方法是测定塑料和弹性材料在一定的冲击强度下出现脆性破坏时的 温度。还有两种常规检查和验收工艺。 注 1---在测试橡胶的脆性温度时，用试验方法 D2137。 1.2 SI 是标准单位。 1.3 因为使用水银温度计存在潜在的安全和环境风险，建议使用其他仪器来测量 温度（如热电偶温度计和电阻温度计） 。 1.4 该标准并不旨在讨论所有的安全问题，如有，仅与其使用相关。该标准的使 用者责任制定相关适用的安全和健康规范，并在使用前确定规范的适用性。 2 参考标准 3 术语 3.1 总则---如无特殊说明， 该标准中所使用的塑料的定义与 D883 中的定义相同。 3.2 脆化温度---样品 50%可能损坏的统计温度。 4 试验方法概述 4.1 用转矩扳手将样品固定到样品架上，测定其脆化温度。样品架浸入到装有传 热介质的容器中进行冷却。在规定的线速下撞击样品，然后进行测量。样品 50% 的部分损坏时的温度为脆化温度。 5 意义和使用 6 仪器 6.1 A 类： 6.1.1 样品夹钳和冲锤数量---样品夹钳作为悬梁用于固定样品。每个样品都必须 牢牢的固定在样品钳上。冲锤刀刃应该从大于 6.4 毫米处以 2000±200 毫米/秒 的线速撞击样品。 为了在某些仪器上保持此速度，有必要减少每次测试的样品的 数量。冲击刀刃中线与钳子在撞击时的距离为 7.87±0.25 毫米。冲击刀刃的半 径为 1.6±0.1 毫米。冲击臂与夹钳在冲击时的距离为 6.35±0.25 毫米。图 1 描述了这些尺寸要求。图 2 描述了钳子的尺寸。使用夹紧螺钉，10-32 国家标准 细牙螺纹。 6.2 B 类： 6.2.1 样品夹钳和冲锤数量---样品夹钳作为悬梁用于固定样品。每个样品都必 须牢牢的固定在样品钳上。冲锤刀刃在冲击前和冲击后 5.0 毫米范围内试验速度 为 2000±200 毫米/秒。为了在某些仪器上保持此速度，有必要减少每次测试的 样品的数量。钳口的半径为 4.0±0.1 毫米。冲锤刀刃的半径为 1.6±0.1 毫米。 撞击瞬间冲锤刀刃和样品夹钳应该保持 3.6±0.1 毫米的间隙。冲击刀刃外侧与 夹钳的间隙为 2.0±0.1 毫米。图 3 描述了这些尺寸要求。图 4 描述了钳子的尺 寸。样品夹钳的详细情况如图 5。 6.3 转矩扳手，0 到 8.5 牛米。 6.4 温度测量系统---传热介质的温度应该使用测量温度的仪器测量，量程要合 适。温度测量仪器和相关的读取设至少要到±0.5℃。温度测量仪器要尽 可能靠近样品放置。热电偶温度计应该符合 E608/E608M 中的要求。电阻温度计 应该满足 E1137/E1137M 中的要求。玻璃管液体温度计在 E1 中有描述。温度计要 跟据要求选择合适的量程和度，并按照 E77 的要求调整其浸入深度。 6.5 传热介质---使用的液体传热介质应该在实验温度下保持流动状态，并且不 能对试验样品造成很大的影响。在试验前和试验后 15 分钟在的实验温度下 测试样品的物理性能以得出塑料在传热介质中的惰性。 6.5.1 如果使用易燃溶剂或有毒溶剂作为冷却介质， 在处理时采取惯用的防范措 施。建议使用甲醇作为橡胶的传热介质。 6.6 温度控制---选择合适的方法（自动或人工）将传热介质的温度控制在规定 值的±0.5℃以内。建议使用干冰和液态氮降低温度，使用浸没式电热器升高温 度。 6.7 绝缘容器。 6.8 搅拌棒，用于彻底搅拌传热介质。 7 试验样品 7.1 I 类（用于 A 类夹钳） ： 7.1.1 几何形状---该类样品的规格如图 6 所示：宽 6.35±0.51 毫米×长 31.75 ±6.35 毫米。 7.1.2 制---样品的厚度应该为 1.91±0.13 毫米。 应该用刀片或其他锋利的工 具，或者是用机器从片材或注模上切割。 7.2 II 类（用于 A 类夹钳） 7.2.1 几何形状---该类样品为 T 型，如图 6 所示。在使用该类试样时，使用夹 钳夹住样品，这样整个的紧扣可以放在钳口内至少 3.18 毫米。 7.2.2 制---样品的厚度应该为 1.91±0.13 毫米。 应该用刀片或其他锋利的工 具，或者是用机器从片材或注模上切割。 7.3 III 类（用于 B 类夹钳） ： 7.3.1 形状---该类样品的规格如图 6 所示：长 20.0±0.25 毫米×宽 2.5±0.05 毫米。 7.3.2 制---应该用刀片或其他锋利的工具，或者是用机器从片材或注模上切 割。 7.4 实验结果随成型条件和样品的制方法而变化。 很有必要制均匀统一的样 品。好一点的制方法是使用自动切割机，但是对于打过孔的样品，手动冲床或 水压冲床也同样适用。不管使用什么样的制方法，样品边缘必须无起毛。不能 使用受损的样品。 如果样品要进行冲孔，要使用锋利的冲子才能以获取可靠的结 果。通过用阿肯色磨石每天轻轻打磨，小心维护冲切边也很重要。通过将断裂点 放在各种破损的样品中判断印模的条件。当把损坏的样品从夹钳上取下时， 是将样品堆放好， 并观察相同部位有没有破损的趋势。如果破损点总是在同一个 部位，表明印模较钝，有切口或弯曲，或存在其他缺陷。 8 状态调节 8.1 状态调节---在试验前，按照 D618 中工艺 A 的要求将样品在 23±2℃和 50 ±5%的相对湿度下至少放置 40 小时。以防出现不一致，温度公差为±1℃，相对 湿度公差为±2%。 8.2 如果要研究材料长期影响，如结晶化，不相容等，就按照 D832 放置样品。 9 工艺 9.1 在测试材料的脆化温度时，建议试验开始的温度为能够出现 50%破损的温 度。在该温度下至少测试 10 个样品。如果所有的样品试验都断裂，将容器的温 度升高 10℃，用新的样品重复试验。如果没有样品试验断裂，将容器的温度降 低 10℃，使用新样品重复试验。如果不知道材料大约的脆化温度，就任意的选 择一个温度进行试验。 9.2 在试验前， 将容器和仪器到调整到想要的试验温度。 如果使用干冰冷却容器， 取一定数量的干冰放到绝缘容器中，慢慢的加入传热介质直到液面距容器口 30 到 50 毫米。 如果仪器配置有液态氮或二氧化碳冷却系统以及自动温度控制系统， 按照生产商的介绍进行操作。 9.3 将试样样品牢牢安装在夹具上。用转矩扳手拧紧。为避免样品过分变形，针 对试验样品挑选合适的扳手。 9.4 将夹具安装在试验仪器上， 放低夹具至传热介质中。如果使用干冰作为冷却 剂， 通过小心的加入少量干冰维持恒温。如果仪器配置有液态氮或二氧化碳冷却 系统和自动温度控制系统，按照生产商的介绍维持温度。 9.5 3±0.5 分钟后，记录温度并对样品进行冲击。 9.6 取下夹具，并取下样品。在弯曲样品进行断裂检查前，将样品放在室温下 1 分钟或放在温水中 10 到 15 秒进行加热。检查每个样品是否断裂。断裂是指样品 被撞击成两块或更多块或者样品的断裂用肉眼可见。如果样品没有完全分开，按 照由撞击导致的弯曲方向弯曲 90°，并检查弯曲处的裂缝。记录断裂样品的编 号和试验温度。 9.7 每次均匀的增加或降低容器的温度 2 或 5℃，重复操作，直到测试出无样品 断裂的温度和所有样品的都断裂的温度。在这个温度范围至少要进行 4 次试验。每个试验都使用新的样品。 10 常规检查和验收 10.1 工艺 A---对于从许可的供货商那里接收的材料的常规检查和验收，在相关 材料规定的温度下至少测试 10 个样品的基础上验收该批材料的合格性。断裂的 不能超过 5 个（见第 9 节） 。 10.2 工艺 B---在相关材料规定的温度下测试 5 个样品的基础上验收该批材料的 合格性。不能出现断裂。 11 计算 11.1 标准方法---使用断裂的试样计算在每个温度下的断裂百分比。 按下式计算 脆化温度： Tb=Th+△T[(S/100)-(1/2)] 其中： Tb=脆化温度，℃， Th=所有样品都断裂的温度，℃， △T=递增温度，℃， S=每个温度下断裂的百分比之和。求导。 注 7：---例：下列描述了该公式的使用： 材料---增塑聚乙烯 在每个温度下测试的样品数目---10 个 -30℃，无破损 -32℃，2 个破损 -34℃，3 个破损 -36℃，6 个破损 -38℃，8 个破损 -40℃，10 个破损 -42℃，10 个破损 然后：Th=-40℃ △T=2 S=0+20+30+60+80+100=290 因此：Tb= Th+△T[(S/100)-(1/2)] Tb=-40+4.8=-35.2℃ 脆化温度报告为-35℃ 11.2 图表法---该图表法报告的数据与 11.1 中讲述的标准方法本质上相同，但 是不需要测定所有样品都破损的温度，也不需要测定无样品破损的温 度。 当测试材料的脆化转变温度范围很大时，图表法测试脆化温度所进行的试验 也比标准法少。选择一系列的 10 个样品，在四个或更多温度下有破损的也有不 破损的。选择温度高于和低于 50%破损点的温度。以温度作为线性刻度，以破损 比率作为概率刻度，绘制图表。选择温度刻度，代表每个等级两个分格间的小 值。通过各点划一条直线%破坏概率与直线相交点所对应的温度作为 脆化温度，Tb。当该方法获取的值与 11.1 标准法获取值存在一致性问题时，取 11.1 中的值。 12 报告 12.1 报告下列信息： 12.1.1 该方法的参考标准 12.1.2 测试材料的标识，包括类型，来源，生产商代码，构成等。 12.1.3 样品类型，尺寸和制方法。 12.1.4 样品调整处理方法。 12.1.5 使用的扳手。 12.1.6 脆化温度，到 1℃. 12.1.7 试验仪器的类型和使用的传热介质。 12.1.8 计算方法。 12.1.9 测试日期。 12.2 仅限于常规检查和验收测试，用下面的信息取代 12.1.6 和 12.1.8： 12.2.1 测试的样品的数量。 12.2.2 测试温度。 12.2.3 破损数量。 13 度和偏差 13.1 度---表 1 是基于 1997 年在 9 个实验室内对 3 种材料的循环测试结果。 每个实验室得到各材料的两个测定值。该研究已经提交给 ASTM 作为研究报告。 13.1.1 Sr 是实验室内的平均值标准差；r=2.8Sr(见 13.1.3) 13.1.2 SR 是实验室间的平均值的标准差；R=2.8SR (见 13.1.4) 13.1.3 重复性---比较同种材料的由同一个实验员在同一天使用相同的设测 试的两个实验结果，如果这两个结果之间的差异大于 r，那么判定这两个结果不 等效。 13.1.4 再现性---比较同种材料的由不同的实验员在不同时间使用不同的设 测试的两个实验结果，如果这两个结果之间的差异大于 R，那么判定这两个结果 不等效。 13.1.5 根据 13.1.3 和 13.1.4 所进行的任何判定的可信度为 95%。 13.2 偏差---该试验方法没有一个评估偏差的标准。 14 关键词 14.1 脆化破损； 脆化温度； 弹性体； 冲击塑料 表1 材料 注模 PP 注模 PP 冲切 PE 均值 -8.5 -31.9 -35.1 Sr 0.67 1.11 2.22 度和偏差数据 SR 1.90 4.33 9.03 r 1.89 3.11 6.22 R 5.33 12.12 25.28
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