高分子材料性能测试方法第四章热性能试验4.1材料的热稳定性4.2线膨胀系数测定4.3材料熔点的测试4.4热导率的测试4.5耐寒实验454.1材料的热稳定性4.1.1尺寸稳定性原理在测量的过程中，通过在制定温度下恒温加热试样，直至试样中分子体系达到稳定状态然后将试样从加热装置中取至试样中分子体系达到稳定状态，然后将试样从加热装置中取出，在标准环境下冷却至室温，通过测量试样尺寸的变化测量材料在尺寸的上的稳定性。

4.1材料的热稳定性2）实验装置：①精确度在2℃的恒温烘箱，一般测量时样时需要加热至200℃℃的恒温烘箱一般测量时样时需要加热至以上；②卡尺，精确度0.01毫米；③试样支撑物，按照测量规定要求针对不同的试样采用不同的③试样支撑物按照测量规定要求针对不同的试样采用不同的支撑物，常用的支撑物有钢板、铜板、石棉板、牛皮纸等等。

4.1材料的热稳定性3）操作步骤①根据产品标准的规定，将试样划好标线，在适当温度下进行①根据产品标准的规定将试样划好标线在适当温度下进行试样调节。

②根据产品标准的规定，测量试样标线之间的距离，精确至0.01毫米。

③调整预热烘箱：将烘箱升温至实验所需温度，并恒定温度15分钟。

④根据产品标准的规定，将试样放在规定的支撑物上，关上烘箱门，开始计算时间，达到实验所需时间之后，将试样取出，冷却试样至与试样调节相同的温度条件，并保持一段时间。

精冷却试样与试样节相的度条件并保持段时间精确测量式样的尺寸。

在将试样放入烘箱的过程中，动作一定要快，尽量不影响烘箱的温度。

快尽量不影响烘箱的温度4.1材料的热稳定性4）结果计算长度变化率：Sl=(L-L0))/L0*100%;宽度变化率：SW=(W-W0))/W0*100%;厚度变化率：SD=(D-D0))/D0*100%;Sl、SW、SD分别表示试样在长度，宽度和厚度上的变化率。

L代表实验后的试样长度，W表示实验后试样的宽度；D表示实验后试样的厚度。

L0、W0、D0代表试样的初始长度、宽度和厚度长度宽度和厚度4.1材料的热稳定性5）影响实验的因素①试样边缘试样的边缘对试验的结果有影响，为了避免边缘的影响，可以加大试样尺寸，通常试样的有效长度在100毫米左右，试样的真实长度则至少在130毫米以上；②试样的支撑物在测试过程中，大多数试样是水平放置在测试过程中大多数试样是水平放置在支撑物上的，还可以在支撑物上放置润滑剂，以降低支撑物与试样之间的摩擦。

物与试样之间的摩擦③在测量试样的过程中，也可能造成误差，对于薄膜产品，只能轻轻压试样；对于管状试样直径的测量，通常需要测量管材的外径来计算直径。

④实验的温度，实验的的温度对测试的结果影响较大，般④实验的温度，实验的的温度对测试的结果影响较大，一般要求烘箱的温度上下浮动在2℃以内；要注意在开关烘箱门时动作要快。

⑤加热时间开始记录测试时间的标准，一般也有明确的规定。

4.1材料的热稳定性414.1.2负荷下热变形温度测定热变形性能系指材料在外力作用下（如重力、弯曲力、剪切力等外力），由于温度升高而产生变形的一种性能。

高分子力等外力）由于温度升高而产生变形的种性能高分子材料的热变形性往往与其玻璃化温度、软化点、熔融等性能有关。

为了测量材料随温度上升而发生的变形，科学研究中最常用的是测定应变-温度曲线的方法。

企业里最常用的方法温度曲线的方法企业里最常用的方法是“马丁耐热试验”、“维卡软化点试验”和“热变形温度试验”。

这三种方法原理基本相同，都是将预定应力作用下的标准试样安放于等速升温体系中，然后测定其到达规定变形时的温度。

4.1材料的热稳定性414.1.2负荷下热变形温度测定412原理：把一个具有一定尺寸要求的矩形试样，放在跨距为100ｍｍ的支座上，并在两支座中点处施加规定负荷，使试的支座上并在两支座中点处施加规定负荷使试样形成或／的表面弯曲应力，把受荷后的1.810.45Ｎ／mm２试样浸在导热的液体介质中，以１２０℃／ｈ升温，当试样中点变形量达到与试样高度相对应的规定值时，读取温度即为负荷热变形温度，ＨＤＴ。

4.1材料的热稳定性41试样横截面为矩形的样条，其长度l、宽度b、厚度h应满足横截面为矩形的样条其长度宽度厚度l＞b＞h。

长度要大于支座之间的宽度100毫米；多数试样的厚度在9.8-15毫米之间；片状材料，试样厚度应在3～13mm 内，最好在46mm之间；每次至少试验两个试样，为降低～翘曲变形的影响，应使试样不同面朝着加荷压头进行试验。

如需进行重复试验，则对每个重复试验都要求增加两个试样。

如需进行重复试验则对每个重复试验都要求增加两个试样4.1材料的热稳定性实验步骤①在实验过程中，首先需要计算实验用的负荷力。

计算公式表示为：F=2σbh2/3L。

F-负荷，单位N；σ试样表面承受的弯曲应力（1.81N/mm或0.45N/mm），-181N/mm2045N/mm2 MPa；b-代表试样宽度，mm；h-试样厚度，mm；L-试样与支座接触线间距离（跨度），mm。

*测量b、h时，精确到0.1mm；测量L时，精确到0.5mm。

4.1材料的热稳定性实验步骤②在实验测试过程中，根据计算出来的力，调节试样的负荷。

②在实验测试过程中根据计算出来的力调节试样的负荷施加试验力F时，应考虑加荷杆质量的影响，如使用弹簧施荷仪器还应考虑弹簧施加力的大小和对总力的方向荷仪器，还应考虑弹簧施加力的大小和对总力的方向。

③按照标准的规定速率升温，当试样重点的变形量达到规定变形量时，记录及时温度，测得值就是负荷热变形温度。

变形量时记录及时温度测得值就是负荷热变形温度④实验过程中，试样表面承受的弯曲应力有两种选择；实验过程中的误差来源，包括尺寸测量的误差、仪器误差、传力过程中的误差来源包括尺寸测量的误差仪器误差传力杠杆的磨檫等等，是固定的。

当采用0.45N/mm2的表面应力时试样所受的力比较小；这样实验的相对误差较大另外时，试样所受的力比较小；这样实验的相对误差较大。

另外，采用较小表面应力时，测试的结构比较分散，仅仅对于常温下就比较软质的材料，才选用小负荷的表面应力。

4.1材料的热稳定性结果表示：测试的结果用温度来表示，报告中还需要报告测试中采用的测试的结果用温度来表示报告中还需要报告测试中采用的表面应力值。

影响试验结果的因素：①负荷力的大小是影响试结果的要素当负荷力大时①负荷力的大小是影响试验结果的主要因素。

当负荷力大时，试验结果偏低，反之偏高，所以在测量试样尺寸时，需要准确，以便于得到标准的负荷热形变温度。

确，以便于得到标准的负荷热形变温度②另外升温的的速度也是一个影响的因素，升温速度过快，试样的本身的温度滞后于环境温度，试样达到规定形变时，试样的本身的温度滞后于环境温度试样达到规定形变时油浴温度高于试样真实的负荷热形变温度。

③试样的加工工艺也是影响因素之一，经过退火处理的试样③试样的加工工艺也是影响因素之经过退火处理的试样更容易得到较好的实验重现性。

4.1材料的热稳定性4.1.3线性收缩线性收缩率的测定有两个方面，首先是收缩率的测定，线性收缩率的测定有两个方面首先是的测定就是模塑试样的尺寸与该试样对应模具型腔尺寸之间的变化率；另一个是后收缩率，就是试样的尺寸与该试样经过标准温度处理之后尺寸的变化率。

4.1材料的热稳定性原理按规定方法制备标准试样，并将试样与模具在同样状态调节后，测量同一方向尺寸。

同样状态调节后测量同方向尺寸4.1材料的热稳定性实验步骤A．制备试样试样长X宽X厚=120X15X10毫米B．状态调节需测量线性收缩率的试样和模具要求在23℃湿度50%调节24小时；C．尺寸的测量测量调节后的试样和模具在同一方向上的尺寸，计算收缩率。

4.1材料的热稳定性结果表示收缩率：MS=（L0-L1）/L0*100%，LL0为模具的型腔长度；L1为试样的长度。

为试样的长度后收缩率HS=（L1-L2）/L1*100%，L是试样的原始长度；1L2为试样热处理后的长度。

4.1材料的热稳定性影响测量的因素①制样的影响试样在制样过程出现的翘曲和形变都影响测量的结果的准确性；在制样过程中，需要将试样从模具中取出，放在低导热率的支架上，并在试样上加上适当负荷以放置翘曲。

另外测量前，如果测得翘曲超过1%，则试样废弃不用。

②后收缩率的热处理条件后收缩率的处理温度和时间等因素。

热处理时间长测得的后收缩率较高；针对不同的材料，应采用不同的热处理时间，并在报告中表明热处理的时间。

4.1材料的热稳定性4.1.4 失强温度的测定定义：失强温度是指标准试样在恒定重力作用下，发生断裂失强温度是指标准试样在恒定重力作用下发生断裂的温度。

原理：将具有两个直直角缺口的矩形的试样，下端加一个砝码，并将试样放入等速升温的烘箱中，当缺口处发生断裂时，烘箱的温度就是失强温度。

4.1材料的热稳定性4.1.4 失强温度的测定试样标准试样：长X宽X厚=50X2.65X1.5毫米；标准试样长50X265X15毫米并在距离一段边缘5毫米的地方钻一个孔，用以悬挂砝码。

砝码质量的计算公式m1=A*0.242-m2/2，m1是砝码的质量；m2为试样的质量；A是试样缺口的横截面积。

4.1材料的热稳定性4.1.4 失强温度的测定实验步骤：实验步骤将测试用的烘箱预热至标准中规定的温度，再调节升温速度调至1.5-2℃/min；将挂有砝码的试样放入烘箱内；记录试样在烘箱内断裂时的温度，即为失强温度。

4.1材料的热稳定性4.1.4 失强温度的测定影响结果的因素①升温速度的影响与负荷下热变形温度的测定相似，试样的温度相对于环境温度的滞后造成测试误差；所以选择个的温度相对于环境温度的滞后造成测试误差；所以选择一个适当的升温速度在测试中非常关键。

很明显，测试过程中，所加砝码的质量②重物质量的影响很明显测试过程中所加砝码的质量越大，失强温度越低；在作比较试验时尽量采用相同的砝码。

4.2线膨胀系数测定定义：线膨胀系数：指温度每变化１℃，试样长度变化值与其原始长度值之比。

表示物质在某一温度区间的线膨胀特性的，称平均线膨胀系数。

测量原理：连续升温法：用低温热机械分析仪测定，试样在等速升温下，通过仪器记录随时间不同的伸长量和相对应的温度，描绘出Δｌ－Ｔ曲线，从曲线上求出某一温度的线膨胀系数α。

两端点温度法：将已测量原始长度的试样装入石英膨胀计中，然后先后插入不同温度恒温浴中（－３０或３０℃），在温度平衡，千分表指示稳定后，记取读数，由试样膨胀系数值和收缩系数值计算平均线膨胀系数α。

4.2线膨胀系数测定42ＧＢ／Ｔ１０３６－８９塑料线膨胀系数测定方法（NEQ ANSI/ASTM D696-79）仪器：石英膨胀计千分表（量程01mm，误差±0.002mm）、～测温仪器（数字温度表或水银温度计，0.1℃）、恒温浴（±0.2℃）、游标卡尺（0.02mm）等。