理论教育 塑料性能解析:硬度、弹性及介电常数

塑料性能解析:硬度、弹性及介电常数

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:它是表示塑料制品是否容易弯曲变形的物理量。在比例极限内试样的压缩应力与相应的应变之比称为材料的压缩弹性模量。它表示材料在快速载荷作用下因产生塑性变形吸收能量而抵抗断裂破坏的能力,用单位断裂面积所消耗能量的大小来表示,单位为kJ/m2。硬度 塑料硬度是指塑料制品表面抵抗其他较硬物体压入的性能。超过这个温度,塑料丧失了力学性能,其他许多性能也会急剧下降。相对介电常数越小,说明这种塑料的绝缘性能就越好。

塑料性能解析:硬度、弹性及介电常数

(1)密度 塑料的密度是指在一定温度时单位体积的质量。

(2)吸水量 塑料的吸水量是指将塑料试样在23℃下浸泡在蒸馏水中24h后所吸收的水量。吸水量与试样质量之比为吸水率。

(3)透明度 透明度通常用透光度来表示。透光度是指透过被测物体的光通量和射到被测物体上的光通量的比值(%),是在光度计上测定的。

(4)摩擦系数 阻碍两个接触物移动所产生的力即为摩擦力。摩擦力与两个接触物表面间的压力比值即为摩擦系数。塑料的摩擦系数不仅与表面粗糙度和清洁度有关,还与接触面的受压力、移动速度、温度和湿度等因素有关。

(5)拉伸强度 塑料的拉伸强度是指在规定的标准(试验温度、湿度和拉伸速度)试验条件下,对试样沿其纵向(轴向)施加拉伸载荷,直至试样断裂所承受的最大拉伸力。拉伸强度计算公式为

式中σt——拉伸强度(Pa);

p——试样最大拉伸载荷(N);

b——试样宽(m);

d——试样厚(m)。

塑料拉伸强度按GB/T 1040.1—2006标准测试。

(6)拉伸弹性模量 拉伸弹性模量是表示材料刚性大小、是否容易被拉伸变形的物理量。这个值越高,其刚性越大,越不易变形。

(7)伸长率 伸长率是指材料被拉伸断裂破坏时的长度变化率(即拉伸断裂时伸长值与初始长度值之比),表示材料的韧性大小。对于塑料制品,其伸长率越大,说明它越柔软。

(8)弯曲强度 将试样水平放在两个支点上,在两个支点间施加集中载荷,使试样变形直至破裂时的强度即为弯曲强度。

(9)弯曲弹性模量 在比例极限内试样的弯曲应力与相应的应变之比称为材料的弯曲弹性模量。它是表示塑料制品是否容易弯曲变形的物理量。

(10)压缩强度和压缩弹性模量 在标准试样条件下对其两端施加压缩载荷,直至破坏时的最大压缩应力为材料的压缩强度。

在比例极限内试样的压缩应力与相应的应变之比称为材料的压缩弹性模量。

(11)冲击强度 工程上用材料的韧性来表示冲击强度。它表示材料在快速载荷作用下因产生塑性变形吸收能量而抵抗断裂破坏的能力,用单位断裂面积所消耗能量的大小来表示,单位为kJ/m2

(12)疲劳强度 疲劳强度是指塑料在交变周期性应力作用下发生破坏的极限强度。

(13)硬度 塑料硬度是指塑料制品表面抵抗其他较硬物体压入的性能。硬度的检测和计算方法分为几种,常应用的方法有洛氏硬度和肖氏硬度。肖氏硬度按GB/T 2411—2008标准测试,洛氏硬度按GB/T 3398.2—2008标准测试。(www.daowen.com)

(14)热导率 当材料在某方向存在温度梯度时就会产生热的流动,即称为导热。热导率是材料导热能力大小的衡量。热导率是指通过垂直于温度梯度方向上单位面积的热传导速率。塑料的热导率很低,所以广泛用来做绝热材料,特别是泡沫塑料,它是一种优异的绝热保温材料。

(15)线膨胀系数 塑料制品的线膨胀系数是指温度升高1℃时,每1cm的塑料伸长的长度(cm)与原来长度之比。塑料的线膨胀系数比其他材料的线膨胀系数大数倍。

(16)比热容 比热容是指单位质量(1g)塑料升高1℃所需要的热量,即为该塑料的比热容,单位为J/(kg·K)。塑料比热容大小,通常是指将塑料塑化呈熔融态所需要的能量。

(17)玻璃化温度 玻璃化温度是指高聚物的温度降至此温度时成为玻璃态固体。玻璃化温度是无定形聚合物由玻璃态向高弹态的转变温度,或半结晶型聚合物的无定形相由玻璃态向高弹态的转变温度。通常,玻璃化温度是塑料理论上能够工作的温度上限。超过这个温度,塑料丧失了力学性能,其他许多性能也会急剧下降。玻璃化温度用Tg表示。

(18)熔融温度和流动温度 塑料的熔融温度是结晶型聚合物由晶态转变为熔融态的温度,用Tm符号表示。

对于无定形塑料,转变为熔融状态的温度即为流动温度,用Tf符号表示。从分子运动观点,TmTf是聚合物分子链整链能够运动、相互滑移的温度。超过TmTf温度,则塑料成为流体,它是塑料成型加工的温度下限。

(19)分解温度 塑料的分解温度是指其受热时大分子链断裂时的温度,也就是塑料在加热后温度上升,使其失重突然加速时的温度,即热分解温度。用符号Td表示。

(20)热变形温度 塑料的热变形温度是按GB/T 1634.1—2004、GB/T1634.2—2004、GB/T 1634.3—2004塑料弯曲负载热变形温度试验方法测试的。

(21)最高连续使用温度 塑料制品的最高连续使用温度是指这种塑料制品在实际应用条件中可以长时间正常工作而性能不致严重恶化的温度。

(22)脆化温度 塑料脆化温度的高低体现出这种塑料的耐寒性能。一般情况下,塑料随着温度的下降而变得越来越硬而脆。脆化温度是指塑料在冲击载荷作用下由于脆性而破坏的温度。脆化温度是塑料使用温度的下限,用符号Tb表示。

(23)成型收缩率 塑料从模具中成型脱离后尺寸缩小的现象称为收缩。成型收缩率是指塑料成型后的尺寸缩小量与收缩前的尺寸之比。

(24)相对介电常数 相对介电常数是绝缘材料介质极化的一个宏观参数,是指将这种材料作为电容器介质时,电容器的电容与以真空(或空气)为介质时同尺寸电容器电容之比,用符号ε表示。相对介电常数表示该材料作为绝缘物贮存电能的能力。塑料制品是一种较优良的电介质。相对介电常数越小,说明这种塑料的绝缘性能就越好。

(25)介质损耗角正切 接在交流电源上的电容器,当电介质是理想的绝缘体时,在电量的贮存和回流过程中不消耗电能。若电介质不是理想的绝缘体时,就会有泄漏电流通过,此泄漏电流转变为热能使绝缘体发热,于是有一部分电流被消耗了,这种被消耗的电能称为介质损耗。如果没有介质损耗,则施于绝缘体上的电压与通过绝缘体的电流间相角应为直角,但实际上由于各种绝缘体的介质损耗关系,使电压与电流间的相角必须小于直角,两者之差称为介质损耗角(δ),损耗角的大小通常用其正切值来表示,即tanδ。损耗角的正切值称介质损耗因数(此值越小,说明塑料的绝缘性能越好)。常用塑料的介质损耗因数按标准GB/T 1409—2006的规定测试。

(26)表面电阻率和体积电阻率 表面电阻率是指沿试样表面电流方向的直流电场强度与单位长度的表面传导电流之比,用符号ρS表示。

体积电阻率是指沿试样体积电流方向的直流电场强度与电流密度之比,用符号ρV表示。常用塑料体积电阻率按GB/T 1410—2006标准规定的试验方法测试。

(27)介电强度 介电强度是指某种绝缘材料所能承受电压的能力,定义为在规定的试验条件下,试样在均匀电场中被击穿时的电压值与试样厚度的比值,用符号Eb表示。常用塑料和其他一些绝缘材料的介电强度按GB/T1408.1—2006、GB/T 1408.2—2006、GB/T 1408.3—2007标准规定的试验方法测试。

(28)耐电弧性 耐电弧性是指塑料制品耐高压电弧作用的能力。耐电弧性是以在电弧作用下引起材料表面形成导电通路而电弧熄灭所需的时间(s)来表示。常用塑料的耐电弧性按照GB/T 1411—2002标准、固体电工绝缘材料高压小电流间歇耐电弧试验方法测试。

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