塑料热变形温度测试实验
一、实验目的
1.掌握塑料热变形温度的测试原理和测试方法；
2.测定热塑性塑料的热变形温度。

二、实验原理
负荷热变形温度是衡量塑料耐热性的主要指标之一，现在世界各国的大部分塑料产品的标准中，都有负荷变形温度这一产品质量控制指标。

塑料热变形温度测定的是在规定的载荷大小、施力方式、升温速度下到达规定的变形值的温度，它不是材料的最高使用温度。

1.仪器
图1 负荷变形温度测定典型设备
负荷热变形温度侧定仪由试样支架、负荷压头、砝码、中点形变测定仪、温度计及能恒速升温的加热浴箱组成，其基本结构如图1所示。

试样支架两支点的距离即跨度，通常为100±2mm，负荷压头位于支架的中央，支架及负荷压头与试样接触的部位是半径 3.0mm±0.2mm的圆角。

加热浴箱中的液体热介质，应选取在试验过程中对试样不造成溶胀、软化、开裂等影响的液体，对于大部分塑料，选用硅油较合适。

温度计及形变测定仪应定期进行校正。

2.试样
试样为一矩形样条，可采用两种放置方式：平放式和侧立式。

对于平放试验，要求使用尺寸为80mm ×10mm ×4mm 的试样，对侧立试样没有严格的规定。

使用80mm ×10mm ×4mm 的ISO 样条具有以下优点：试样的热膨胀对试验结果的影响较小；斜角不会影响试验结果，不会以侧棱为底立住试样；可以更严格地规定模塑参数和试样尺寸。

平放方式是实验优选。

实验跨度设定为：平放64±1mm ，侧立100±2mm 。

3. 测定
这个试验方法的最大特点是试样尺寸可以在一定范围内变化，因此在侧定之前，先要精确侧量试样的尺寸，再根据试样实际的尺寸计算出负荷力的大小，计算公式为：
2
23bd F L
σ= 式1 式中：F ——负荷，N ；
σ——试样表面承受的弯曲正应力，MPa ；
b ——试样宽度，mm ；
d ——实验厚度，mm ；
L ——支座间距离（跨度），mm 。

施加的弯曲正应力σ应为下列三者之一：1.80MPa （A 法），0.45MPa （B 法），8.00MPa （C 法）。

测量b 和d 时，应精确到0.1mm ；测量L 时，应精确到0.5mm 。

根据计算出来的负荷力，调节试样的负荷，实验设备中的负载杆及变形测量装置的附加力都应计入总负荷之中。

因此，应加砝码重量W ：
12/W F g m m =-- 式2
式中：W ——应加砝码重量，g ；
F ——由式1计算所得的负荷力，N ；
g ——重力加速度，9.8N/g ；
m 1——负载杆、压头和托盘等的质量，g ；
m 2——变形测量装置的附加重量，g 。

其后按规定进行升温，当试样中点的变形量达到规定值时，选取的温度即为
负荷热变形温度。

还需指出，试样高度的变化不但要改变负荷力的大小，而且对试验终了时的中点变形量也要作出相应的改变。

试样高度与标准变形量的对应关系见表1。

表1 对应于不同试样高度的标准扰度
——平放试验用的80mm×10mm×4mm试样
三、主要仪器及试样
XWB-300A型热变形、维卡软化点温度测定仪（承德普惠检测设备制造公司），游标卡尺，镊子等。

四、实验步骤
1．测定试样尺寸，计算砝码重量。

2．升起试样台，把试样对称地放在试样支座上，再压下负载杆，将试样台放回油浴槽内，在托盘上面放上已经计算好重量的砝码，将变形传感器稳定地固定在砝码中心上面。

3．软件设定：
（1）打开电源，按下“设定”键，左上方温度显示单元显示“Aset”，表示对上限温度进行设定，这时在1号变形量显示单元中显示上限温度值。

系统
默认上限温度为300℃，若要修改，按下“清零”键，再按下数字键输入，然后按“回车”键确认。

（2）再按下“设定键”，温度显示单元显示“bset”，表示对升温速率进行设定，这时在1号变形量显示单元中显示升温速率。

系统默认升温速率为120℃/h，若要修改，按下“清零”键，再按下数字键输入正确的数字量，然后
按“回车”键确认。

（3）再按下“设定键”，温度显示单元显示“cset”，表示对变形量进行设定，这时在1号变形量显示单元中显示变形量的值。

系统默认变形值为
0.25mm，若要修改，按下“清零”键，再按下数字键输入正确的数字量，
然后按“回车”键确认。

（4）再按下“设定键”，温度显示单元显示“dset”，表示对试样架进行设定。

如果1、2、3号试样架全部使用，按下“回车”键即可。

若选择其中一个或两个试样架，先按“清零”键，再按选择的第一个试样架对应的数字键，再按下“#”功能键，最后按“回车”键确认，完成了第一个试样架的设定，如果还要选择第二个试样架，就接着依次按下对应的数字键、“#”功能键、“回车”键，这样就完成了第二个试样架的设定。

（5）以上数值设定完成后，逐次按下“设定”键，可以在1号变形量显示单元中对设定的各项参数进行检查。

4．完成各个参数设定后，实验开始前，必须先对位移传感器调零。

按下“调零”
键对设定的各个试样架位移传感器进行调零。

如果位移传感器不在零点范围，仪器将发出警报。

注意调零时，必须先调整出有数字量显示，然后再慢慢调至零点范围（0.01mm到0.49mm）。

5．完成设定和调零工作后，按下“启动”键即开始试验。

6．样条达到设定的变形量后，仪器自动停止加热，测试结束，按下“打印”键，打印机将打出试验报告。

7．将位移传感器升高，取下砝码，升起试样台，取下试样。

8．关闭电源，清理仪器和现场。

五、试验数据记录
试样的名称、尺寸
最大弯曲正应力
起始温度、升温速率
砝码重量、变形量
热变形温度
六、思考题
1.测定材料的耐热性能一般有哪几种方法？
2.影响材料耐热性能的因素有哪些？不同方法测得的耐热性能能够相互比较
吗？。