Transcript 聚和物基体测试技术
第3章 聚和物基体测试技术 3.1热固性树脂 3.2热塑性树脂 3.1热固性树脂 复合材料主要是由增强材料和基体材料组成的。 其中基体材料分为树脂、金属及无机非金属三大 类。而树脂基体又可分为两类：一类为热固性树 脂，另一类为热塑性树脂。 在成形前，热固性树脂多呈液态，热塑性树脂多 呈粉粒状。这两类树脂差别很大，其测试技术也 各不相同。 目前,常用的热固性树脂是不饱和聚酯树脂、酚醛 树脂和环氧树脂。它们成为复合材料中的基体都 需要经过一个固化过程。它们均有自己的重要的 测试指标。 例如不饱和聚酯树脂的酸值和羟值、酚醛树脂的 游离酚含量、以及环氧树脂的环氧值和氯含量。 其中,不饱和聚酯树脂是最常用的基体材料，一般是 由不饱和二元酸、饱和二元酸和二元醇缩聚而成的 线型聚合物，在树脂分子中同时含有重复的不饱和 双键和酯键。 顺酐 苯酐 不饱和聚酯 由于这样得到的不饱和聚酯是一种固体或半固体 状态，而且不能很好地交联成为性能良好的体型 结构产物。因此在生产后期，还必须经苯乙烯稀 释形成具有一定粘度的树脂溶液。 使用中再加入固化剂等物质，使苯乙烯单体和不 饱和聚酯分子中的双键发生自由基共聚反应，最 终交联成为体型结构的树脂。 优点 (1)工艺性能优良。在室温下具有适宜的粘度， 可以在室温下固化，常压下成型，固化过程中无 小分子形成，因而施工方便，易保证质量，并可 用多种措施来调节它的工艺性能。 (2)固化后的树脂综合性能良好。 力学性能略低于环氧树脂,但优于 酚醛树脂；耐腐蚀性能,如树脂品 种选用适当，优于环氧树脂；其 它性能如电性能、耐燃性能等， 可选用适当树脂满足需要；此外 该树脂颜色浅，可制成浅色、半 透明或透明的玻璃钢制品。 (3)品种多，适应性广。 (4)价格较低。 缺点 (1)固化时体积收缩率较大; (2)贮存有一定期限，一般为半年; (3)施工时有一定气味。 主要原料 （1）二元醇 （2）不饱和二元酸 （3）饱和二元酸 （4）交联剂 （5）阻聚剂 (1)二元醇 OH OH CH2 CH2 乙二醇是结构最简单的二元醇，由于其结构上的对 称性，使生成的聚酯树脂具有明显的结晶性，这便 限制了它同苯乙烯的相容性，因此一般不单独使 用，而同其它二元醇结合起来使用。 OH OH CH2 CH CH3 l，2丙二醇由于结构上的非对称性，可得到非结 晶的聚酯树脂，可完全同苯乙烯相容，并且它的 价格相对讲也较低，因此是目前应用最广泛的二 元醇。 其它可用的二元醇 OH CH2 OH CH2 O CH2 CH2 一缩二乙二醇——可改进聚酯树脂的柔韧性； 一缩二丙二醇——可改进树脂柔韧性和耐腐蚀性； 新戊二醇——可改进树脂的耐腐蚀性，特别是耐 碱性和水解稳定性。 CH3 HO CH2 C CH2 CH3 OH （2）不饱和二元酸 不饱和聚酯树脂中的双键，一般由不饱和二元酸提供。 树脂中的不饱和酸愈多，双健比例愈大，则树脂固化时 交联度愈高，由此使树脂具有较高的反应活性，树脂固 化物有较高的耐热性，在破坏时有较低的延伸率。为改 进树脂的反应性和固化物性能，一般把不饱和二元酸和 饱和二元酸混合使用。 顺丁烯二酸酐和顺丁烯二酸是最常用的不饱和酸。 由于顺丁烯二酸酐具有较低的熔点，并且反应时 可以少缩合出一分子水，故用得更多。 反丁烯二酸是顺酸的反式异构体，虽然顺酸在高 于180℃缩聚时，几乎完全可以异构化而变成反 式结构，但用反丁烯二酸制备的的树脂有较高的 软化点和较大的结晶倾向性。 （3）饱和二元酸 加入饱和二元酸的主要作用是有效地调节聚酯分子 链中双键的间距，此外还可以改善与苯乙烯的相容 性。 为减少或避免树脂的结晶问题，可将邻苯二甲酸酐 作为饱和二元酸来制备不饱和聚酯树脂，所得的树 脂与苯乙烯的相容性好，有较好的透明性和良好的 综合性能。此外，邻苯二甲酸酐原料易得，价格低 廉，因此是应用最广的饱和二元酸酐。 间苯二甲酸与邻苯二甲酸酐相比，改进了邻苯型 聚酯中由于两个酯基靠的太近而引起的相互排斥 作用所带来的酯基稳定性问题，从而提高了树脂 的耐蚀性和耐热性，此外还提高了树脂的韧性。 但其价格昂贵，所以应用较少。 对苯二甲酸与间苯二甲酸相似，用对苯二甲酸制 得的聚酯树脂有较好的耐蚀性和韧性，但这种酸 活性不大，合成时不易反应，应用不多。 含氯和含溴的饱和二元酸，可以用来制造阻燃 树脂。它的缺点是所得树脂随着时间的延长而 逐渐变得有色、发暗。 用脂肪族二元酸，如己二酸和癸二酸部分替代 上述饱和二元酸，可增加所得树脂的柔韧性和 耐冲击性，但一般不单独使用。 （4）交联剂 交联剂除在固化时能同树脂分子链发生交联产 生体型结构的大分子外，还起稀释剂的作用， 形成具有一定粘度的树脂溶液。 CH CH2 最常用的交联剂是苯乙烯 优点 缺点 与树脂及各种辅助组分有很好的相 蒸气压较高，沸点较低(145℃)，易于 容性；与不饱和聚酯树脂进行共聚 挥发，有一定气味，造成施工条件较差， 时，能形成组分均匀的共聚物；原 应采取一定的劳动保护措施。目前，一 料易得，价格低廉，有利于降低树 些国家提出应把苯乙烯在空气中的含量 脂和玻璃钢制品的成本。 降低到l00ppm以下。 O CH2 C C O CH3 CH3 用甲基丙烯酸甲酯作交联剂，因其折射率较低，接 近玻璃纤维的折射率，并具有良好的耐蚀性，故主 要用于制造透明玻璃钢制品。 缺点 沸点较低(100℃一101℃)，挥发性大， 价格较高，和聚酯树脂中不饱和双键的 共聚倾向小，产物交联度较低，结构较 疏松且制品表面硬度也较低。 （5）阻聚剂 在自由基聚合反应里，一些微量物质的加入，可 以在一定时间范围内延缓或减慢聚合的速度，这 类物质称为阻聚剂。阻聚剂通常在缩聚反应结束 后加入，可避免在较高温度下树脂与苯乙烯单体 混溶时发生凝胶，延长树脂溶液产品的贮存期。 最常用的阻聚剂是对苯二酚 HO OH 其用量视树脂的种类而异，常用量为树脂总量的 0.5／l0000到5／l 0000。 不饱和聚酯树脂的贮存期要求大于6个月 可通过加热试验确定。一般认为，在80℃条件下， 聚酯树脂液在24小时内不发生凝胶，则相当于该树 脂液在室温下有6个月的贮存期。阻聚剂的最少加入 量应保证室温下6个月的贮存期 。 生产配比 工艺流程 釜中通入氮气或二氧化碳，先投二元醇，加热， 再投二元酸，待二元酸熔化后开始搅拌。投料各 组分的总容积不得超过反应釜容积的80％。 各组分加完后，反应温度升到190一200℃， 回流冷凝器出口温度控制在105℃以下. 反应温度过高会导致 树脂变色，上述冷凝 器出口温度过高会损 失二元醇。 反应时间与投料比有关，通过测定物料的酸值来判 断反应终点，视树脂的类型不同。终点酸值可控制 在20一60左右。当酸值达到30一50时，停止加热。 使料温降到180-190℃，加入助剂(如贮存稳定剂、 光稳定剂、染料以及防止表面发粘的石蜡等)，继续 搅拌半小时，冷却到160一170℃准备进行稀释。 稀释在稀释釜中进行，先投入苯乙烯，并加入阻聚 剂使其完全溶解，然后慢慢加入树脂。 稀释速度受稀释釜内的物料温度控制，若稀释温 度过高则有凝胶的危险，若稀释温度过低则树脂 与苯乙烯的混合溶解情况不良、所以稀释温度一 般控制在60一70℃之间，最高不能超过90℃。 稀释完毕，冷却至室温，过滤，包装。 3.1.1环氧值的测定 定义为100克环氧树脂中环 氧基团的物质的量。 环氧值是环氧树脂的一个重要指标，它反 映树脂分子中环氧基团的含量和树脂与助 剂反应的能力。 环氧基是一个醚键形式，是一个三元环，具有较 大的张力和活性，能与许多试剂发生加成反应， 导致三元环破裂。测定环氧值就是利用环氧基与 卤化氢的加成反应。 —CH ―CH2 \ ∕ O + HX → ─ CH─ CH2X │ OH 原理 环氧树脂溶解于盐酸—丙酮溶液，环氧基与稍过 量的盐酸反应生成氯醇，多余的盐酸以甲基红 （PH=4.8-6,红 黄）为指示剂用NaOH标准滴定液 滴定。由空白实验和试样消耗的NaOH差值计算环 氧值。 —CH ―CH2 + HX \ ∕ → ─ CH─ CH2X │ O 1 x OH 1 10-3 (V0-V) N 环氧值= 100x /m = (V0-V)N/10m V0 –空白实验消耗NaOH溶液的体积，ml V –试样消耗NaOH溶液的体积，ml m –试样的质量 N –NaOH溶液的浓度，mol/L 注意事项 （1）盐酸与丙酮相溶性不好，需现配现 用; （2）相对分子量高，环氧值低的树脂， 不宜采用此 法。 3.1.2酸值的测定和羟值的测定 酸值为中和1g 试样所需KOH 的毫克数。 中和通过乙酰化反应与1g不 饱和聚酯树脂生成的乙酸， 所消耗KOH的毫克数。 酸值是酯类树脂的一个重要参数，它表征树脂中 游离酸的含量，也表示聚合反应转化的程度。 测定酸值的原理 将一定量树脂试样溶解与适宜的溶剂中，然后在 酚酞存在下，用KOH标准溶液滴定,由消耗KOH 溶液的体积计算酸值。 酸值=56.1(V-V0)N/m V0 –空白实验消耗KOH溶液的体积，ml V –试样消耗KOH溶液的体积，ml m–树脂试样的质量 N –KOH溶液的浓度，mol/L 若树脂颜色较深，以颜色变化判断反应终点 困难，则用电位滴定。在滴定到反应终点附 近，电位会发生突变。 羟值表征树脂中羟基的含量。 其原理是酸酐与羟基酰化，对照空白实验，则可 中和通过乙酰化反应与1g不 知与羟基酰化的酸酐消耗量。该消耗量就是中和 饱和聚酯树脂生成的乙酸， 滴定时少使用的标准氢氧化钾的毫克数。 所消耗KOH的毫克数. R-OH + (CH3CO)2O → CH3COOR + CH3COOH (CH3CO)2 + H2O → 2CH3COOH CH3COOH + KOH → CH3COOK + H2O 羟值=56.1（V0-V）N/m+酸值 3.1.3 游离酚含量的测定 合成酚醛树脂常采用单体苯酚，这样的话，树脂 就会或多或少的有一些游离酚存在。 酚能腐蚀橡胶和合金，遇热、明火、氧化剂、静 电可燃，对皮肤、粘膜有强烈的腐蚀作用，也可 抑制中枢神经系统或损害肝、肾功能，因此树脂 中不宜过多的含有游离酚。 游离酚含量是酚醛树脂的主要技术指标，通常 以 质量百分含量表示。 首先采用课本图3-1的装置将游离酚蒸出。用蒸汽 发生器产生的水蒸气通入盛有酚醛树脂的长颈烧瓶 中，将游离酚带出，经过冷凝管冷却成液态，然后 流入接收瓶中。直到用溴水检验无酚馏出时才停止 蒸馏，取蒸馏物进行测试。 测定游离酚含量的原理 以过量的KBrO3 和KBr在酸性水溶液中反应生成 Br2 , Br2与游离酚发生反应生成三溴苯酚。剩余 的Br2 与KI反应生成I2,然后用Na2S2O3标液在淀粉 指示剂下滴定。 5KBr+KBrO3+6HCl → 3Br2+6KCl+3H2O C6H5OH+3Br2 → C6H2OHBr3+3HBr Br2+2KI → I2+2KBr I2+2Na2S2O3 → 2NaI+Na2S4O6 C6H5OH → 6Na2S2O3 94 158x6 x 158x10-3 x = 94x10-3/6 = 0.01568 游离酚的含量=（V0-V）Nx0.01568x40/m 3.1.4氯含量 合成环氧树脂用到环氧氯丙烷，因为有机合成不 可能达到100%的转化率，并且缩合时生成的NaCl 也不可能完全洗净，所以树脂中往往存在微量氯。 氯的存在对树脂性能有较大的影响，尤以电性能 最为显著。在树脂生产和使用时总是将氯含量作 为重要指标加以控制，氯含量定义为树脂中氯元 素占的百分比。通常规定应低于1%。 双酚A型环氧树脂的理想结构 无机氯 氯的存在方式 有机氯 A 无机氯的测定 无机氯与树脂是一种混和状态， 采用丙酮溶解树脂，在硝酸介质 B 有机氯的测定 存在下使无机氯与 AgNO3 反应， 多余的AgNO3 用 硫氢酸 钾标液 经KOH水解将有机 回 滴 。 KSCN 与 AgNO3 量 的 差 氯从有机物上脱下， 通常氯含量指的是无机氯和有机氯的总和。 接下来的操作步骤 值即为无机氯的量。 与无机氯的测定相 X=35.5(N1V1同。 N2V2)/10m N1V1-为AgNO3 的浓度与用量体积之 积 3.1.5树脂固化和反应活性试验 A热分析（DTA，DSC） B动态介电分析（DDA） C酚醛树脂聚合速度的测定 酚醛树脂在一定的 温度下受热凝胶的 时间称为它的聚合 速度,也叫聚合时间, 以S为单位。确切的 讲应称为凝胶时间。 主要设备 称量试样用的天平 对试样进行加热的可控电炉 测量温度用的温度计（0~200℃，分度值0.5℃） 记录时间用的秒表 聚速板 150mm*150mm*20mm的钢板，板面中央 有一个Φ60mm,深2mm的圆槽，板的一 侧有一插温度计的圆孔（ Φ8mm,深 80mm） 操作要点 1）当试样为固体热固性甲阶酚醛树脂时，将聚速 板在可调电炉上加热，控制温度计温度为150℃； 将试样研成粉末，取其1g放入聚速板中央凹处， 用玻棒摊平；待树脂全融化时立即用秒表记时；不 断搅拌挑丝，当达到丝挑起即断时，停止记时，此 时间即为树脂的聚合速度。 2）当试样为固体热塑性线形酚醛树脂时，将树 脂研成粉末，再与六次甲基四胺按9：1质量比 混合均匀，取混合试样1g按1）项方法操作； 3）当试样是酚醛模塑料时，可不掺入六次甲基 四胺直接按1）项操作； 4）当试样为液体酚醛树脂溶液时，加热并控制 聚速板为150℃，称量试样1.5g，从试样放入聚 速板中央凹槽起，开始记录，边搅拌边挑丝，当 丝挑起即断时停止记时。 适用范围 1）液体热固性甲阶酚醛树脂； 2）固体热固性甲阶酚醛树脂； 3）固体热塑性线型酚醛树脂； 4）环氧树脂等。 D 不饱和聚脂树脂的活性和稳定性 80 ℃时的反应活性 定义为在加入常量引发剂后（不 聚合反应是放热反应，反应速度快放热速度快， 加促进剂），80 ℃时树脂的反 应速度。 出现峰值时间就短，在相同放热条件下，只要测 定反应中各温度点的时间即可衡量反应活性大小， 我们用放热峰温度，凝胶时间和固化时间三个量 来衡量。 80 ℃时的热稳定性 在80 ℃温度环境中，液 体不饱和聚酯树脂（不加 引发剂和促进剂）从试验 25 ℃凝胶时间 开始到倒置试样瓶气泡不 能上升的时间。实质上它 定义为以苯乙烯为交联剂的 是表征树脂的自交联活性 不饱和聚酯树脂在常量引发 或贮存稳定性。 ℃ 剂和促进剂条件下，25 环境中发生凝胶的时间。 1） 80 ℃时的反应活性 分别取1±0.01g过氧化二苯甲酰和邻苯二甲酸二 丁酯，混合均匀，再加入100±1 g不饱和聚酯树 脂试样，室温下搅拌3min直至透明；立即将混合 物注入试管高75mm左右，将温度计顶点插 入试 样中心部位，固定，然后将试样放入恒温水浴中使 混合物液面低于水浴水面5~10mm开动温度计录 仪记录温度—时间曲线。 当温度达65 ℃时立即用秒表计时，达到90 ℃时读 下秒表上时间，即为凝胶时间，当温度达到最高时， 记录温度值和读取秒表时间。 80 ℃热稳定性测定 称取不饱和聚酯树脂100±1g于清洁的广口瓶中 盖紧瓶塞。两个并行试样为一组。将试样移入 恒温的鼓风干燥箱中并开始记时，每隔一小时 倒置广口瓶，当气泡不能畅通时，记下所经历 的时间。比较两试样，时间较短的作为80℃热 稳性数据。 25℃凝胶时间测定 称量100±1g树脂试样，加入4±0.2g过氧化物糊 （含量50％），充分搅拌后，用25℃水浴恒温，用 滴管加入2±0.2g促进剂，开始搅拌，并同时计时。 A.如用手动搅拌，当出现挑丝即断时，记下时间即 为凝胶时间；B.如用搅拌器，当试样沿杆上爬时， 记下时间即为凝胶时间；C.如用凝胶时间测定仪， 当树脂凝胶，粘度上升，往复运动阻力太大，测定 仪自动停止运动，记下时间。● 3.1.6固体含量测定（参照GB7193.3） 操作 在一定温度下，树脂试样经烘干至恒重， 其不挥发物质的质量百分数。 取少量式样放在表面皿中，在稍高于溶剂沸 点温度下处理即可。 适用范围 主要适用于酚醛树脂溶液和苯乙烯作交联剂 的不饱和聚酯树脂。 3.1.7粘度测定 是流体流动时内部互相摩 擦程度的表征，是剪切应 粘度的测试方法很多，如用旋转粘度计和落球 力与变形速率的比值。 粘度计测的粘度，以Pa·S为单位；用粘度杯法 测定的粘度以时间的长短来表示粘度大小。 A旋转粘度计法（参照GB7193.1 ） 原理 利用圆筒或锥板在流体中旋转时，圆筒和锥板受到 流体粘性力的阻碍作用来测量的。流体粘度越大， 作用在旋转体上的阻力越大，欲使旋转体稳定的旋 转，必需对其施加一适宜力矩。测定旋转速度和旋 转力矩等参数，假定流体为牛顿流体或近似牛顿流 体，则可计算出流体粘度。一般旋转粘度计可直接 读数粘度值。 操作要点 选择适宜转筒与转速，装入试样的仪器在水浴中 恒温，开动马达，持续旋转2min，尽可能使读数 落在满量程45％～90％之间，数据稳定时读数。 关闭马达一段时间，再开动测量一次。 B粘度杯法(参照GB1723) 粘度杯分涂－1和涂－4粘度计两种。其原理是由 杯内通过规定口径的底孔，流出等体积恒温液体时 间的长短来判断粘度大小，时间越长粘度越大，时 间越短粘度越小。 涂－1和涂－4粘度计的区别 C恩格勒粘度（参照GB266） 原理 试样在某温度下从恩氏计中流出200ml所需的时间 与流出相同体积的20℃蒸馏水所需的时间之比。 ET=tT/K20 D落球粘度计 原理 一重球在粘性流体中自由下落，开始时其速度越来 越快，随着速度加快，流体剪切应力变大，从而阻 碍钢球的力加大，两种作用最后可达到平衡，使球 下落到某一距离时开始匀速下落，由匀速下落速度 可推出粘度η。 η＝d2(ρ0-ρ)g/18v 适用范围 较高粘度的透明树脂 操作要点 仪器由插入水浴中的一根长直试管和一钢球组 成，在试管中段刻两平行线，树脂试样尽量高 出上线多些。将恒温钢球从液面无初速释放， 记下通过上，下两线时间和长度，可计算出速 度v=l/t,代入上式可得试样粘度。 钢球圆度 试管上线位置 影响因素 钢球与试样浸润性好坏 钢球温度 3.1.8不饱和聚酯树脂浇铸体耐碱性试验 原理 不饱和聚酯树脂中的酯基易受到碱的侵蚀，并 发生不可逆反应，其浇铸体试样在碱溶液中浸 泡，会发生溶胀、开裂等现象，测定试样在试 验前后的物理性能，即可比较试样的耐碱性。 试样 尺寸80mm×15mm×(3—6)mm不少于 3个，表面平整，光滑，无气泡，无缺陷。 试验条件 10％NaOH的溶液，温度为溶液沸腾温度或按 需要选择，试验时间为10，50，100h或按需 要选择. 试验结果 1.从外观（光泽、龟裂、发粘）判断耐碱性 2.从试样试验前后物理量变化率和保留率判 断耐碱性 =Ф M 2 M1 M1 M2 M1 100% 100% 提高聚酯树脂耐化学性的常用方法 1提高聚酯结晶性。以间苯和对苯二甲酸取代邻 苯二甲酸酐。这两种酸酐有更好的对称性，使树 脂结晶性提高; 2用新戊二醇取代丙二醇，新戊二醇对称性好， 且能够保护酯键. 3.2热塑性树脂 目前热塑性复合材料发展特别迅速，尤其是在汽车行 业得到广泛的应用。90年代初，发达国家每辆汽车上 的塑料用量为100～130kg占整车自重的7％～10 ％，2000年这一比例增加到20％左右。其中，热塑 性复合材料占有相当高的比例。 而我国车用塑料用量较少，如沪产桑塔纳轿车的塑料 用量占整车自重的6.9％ 。这几年车用塑料的用量才 有了显著提高。 目前汽车用塑料的使用已经成为衡量汽车行业水平的 标志之一。 3.2.1 密度测定（参照GB1033和GB1463） 成型前热塑性塑料大多数呈粉状或颗粒状，成型后 一般呈块状，因其所处状态不同，其测试方法也不 同。当呈粉状或颗粒状时，我们采用比重瓶浸液法 （已介绍）；当其为块时，采用悬浮称量法。（适 用于除泡沫塑料以外的块状材料，因为块状泡沫塑 料一般呈现多孔性，液体可以浸入其中，因此用悬 浮称量法测定密度显然不恰当）。 原理 当已知质量的块状塑料浸渍于已知密度地液体 中时，其重力减少部分是它受到液体的浮力， 由此可推知块状塑料的体积。 V=△G/ρLg=(ms-mf)/ ρL ρs= ms/V=msρL/(ms-mf) 操作 用一根尼龙丝将试样系住，悬挂于天平横 梁端头，称量试样在浸于液体前、后的质 量ms，mf。 注意事项 1）所选用的液体应对试样表面宜于浸润， 又不化学侵蚀; 2）试样表面应平整，而不存在明显裂缝和 孔洞。 3）测量时试样表面不得附有气泡，不得接 触杯底和壁。 3.2.2熔点和软化点的测定 A、毛细管法（参照GB617） 操作 设备 取长100mm, 内径为1 mm一端封 毛细管，可调电炉，烧杯，温度计，玻璃毛细管。 闭的薄壁毛细管，装入少量干燥研细 的试样，礅实，然后将毛细管捆在温 度计上，使试样处与温度计水银泡靠 齐，放入油浴中加热，开始升温较快， 最后按1℃/min速度升温，观察试 样开始熔化到全部熔化的温度，该温 度范围即为试样的熔点。 B、显微镜观察法 原理 将试样置于显微镜下观察，如果是晶体或半 晶体聚合物，可观察到双折射消失，非晶态 聚合物可观察到熔化透明过程，这两种状态 都可为熔点判断点。 设备 熔点偏光显微镜或具加热炉的透射显微镜。 操作要点 将试样放在载玻片上，加上盖玻片，用手指轻压， 使试样变薄，置于已调好焦距的显微镜载物台上， 既可升温。在接近熔点前升温速度为1℃/min，当试 样开始溶化至变得完全透明，纪录此温度范围即为 熔点；当使用偏光显微镜时，在升温过程中可观察 到视场暗下来，说明试样双折射开始消失，粉粒开 始消失，视场完全黑暗，粉粒已全部熔化，记录该 温度范围即为熔点。 注意事项 升温速度对结果影响很大，对于未知熔点范围的 试样，最好先试做一次。粗略知道熔点范围，然 后再正式测定。 C、维卡软化点测定(参照GB1633) 定义：将材料试样置于传热液体介 质中，在一定负荷，一定等速升温 试验条件：标准规定了2组试验条件 条件下，试样被1mm2 的压针头 压入1mm深时的温度。 a负荷总量 G=9.8N 升温速度 5±0.5℃/6min b负荷总量 G=49N 升温速度 12±1℃/6min 注意事项 1）试样长、宽均不小于10mm，厚度3－ 6mm; 2）试样表面平整光滑，无气泡，无缺陷; 3）压针应压在试样中心位置。 3.2.3熔融指数（MI）测定（GB3682） 定义：在恒定负荷下，聚合物熔 熔融指数又称熔体指数，是表征热塑性树脂相对 体在规定温度下10min内通过 分子质量与加工流动性能的一个指标。MI越大， 说明流动性越好，相对分子质量越小。 标准出料模孔，流出熔体质量的 克数。 标准规定：出口毛细管为Ф2.095×8.0mm，或 Ф1.180×8.0mm两种。 不同品种塑料的试验条件不同，参照课本P56表 3-1。 操作要点 待试样融化后，恒定温度加上砝码，试样即可 流出。待试样表面平滑时切除计时前的流出物， 开始正式计时取样，取样时间可为10～300s， 待取到的试样冷却后称量，再按10min时间折 算流出物克数。 MI＝10m/Δt m----Δt时间内流出的溶体质量克数。 3.2.4 熔体流变性能实验 熔体流变性实验，主要研究熔体出现非牛顿性质 的条件，以及熔体性质与条件之间变化的规律。 研究熔体结构与性质之间的关系。 用锥板旋转粘度计可进行一些实验，得到剪切应 力与剪切速率之间的变化规律，了解它们非线性 的拐点。 用毛细管流变仪和熔融指数仪也可以进行研究。 3.2.5 黑黄点数测定(参照HG2-775-74) 100g树脂粉中黑 黑黄点数是表征树脂清洁度的一个重要指标。 黄杂质的点数。 仪器 长685mm、宽285mm、高270mm的木箱，箱 上 面 开 孔 放 置 厚 3mm 磨 砂 玻 璃 ， 在 距 玻 璃 53mm处水平安装3只20W日光灯，称取树脂 摊开，肉眼可见黑黄点。 3.2.6 热稳定性测定 不同品种的热塑性树脂，其热稳定性的定义不尽 相同。有的受热后分解成小分子挥发掉，质量损 失；有的受热后分子链断裂，相对分子质量分布 变宽，但质量并不明显损失；有的是从大分子上 脱下小分子，大分子链长变化不大。显然热破坏 机理不同，表征热稳定性能的实验方法也不同。 热稳定性能的实验方法主要有热降解率测定，热 分解温度的测定，和热质量损失的测定。 作业： 1.环氧值和酸值各反应了那种树脂的那种特性？ 2.试述测酸值的原理及用途？ 3.试述游离酚含量的测试原理 4.氧元素是以那两种形式存在于环氧树脂中的其含量 是怎样的？ 5.不饱和聚酯树脂固化过程中粘度、硬度、及放热量 是如何变化的？ 6.试举例说明树脂固化过程中应怎样判断其凝胶点？ 7.测粘度有哪些方法，其原理是怎样的？ 8.涂—1、涂—4粘度计的区别是什么？ 9.如何判断聚酯树脂耐碱性？ 10.试述热塑性树脂的熔点测试方法及原理。 涂－1和涂－4粘度计的区别 涂－1 涂－4 底孔 Φ5.6 mm Φ4.0 mm 孔长 14 mm 水浴 4.0 mm 无 室温 有 终点判断 流体流出 50ml 流出物连续线 中断成滴状