熱變形溫度及維卡軟化點溫度的測定儀

北京北廣精儀儀器設備有限公司

維卡技術參數：

1、溫度控制范圍：環境溫度——300℃

2、升溫速率：120±5℃/h（12±1℃/6min）或50±3℃/h（5±0.5℃/6min）

3、溫度分辨率：0.01℃

3、zui大溫度誤差：±0.5℃

4、形變測量方法：千分表

5、變形測量范圍：-0.1mm——5.0mm

6、zui大變形誤差：±0.01毫米

7、試 樣 架 數：三架一溫

8、加 熱 介 質：甲基硅油（需方自備）

9、加 熱 功 率：2.5KW

10、冷 卻 方 法：150℃以上自然冷卻，150℃以下自然冷卻或水冷

11、具有上限溫度任意設定（環境溫度——300℃）的保護功能或zui高上限300℃的保護

12、負載桿和壓頭總質量：88g

13、試驗zui大負荷：

 A：維卡試驗負荷：GA=10N±0.2N（即1000g）、 GB=50N±1N（即5000g）

B：熱變形試驗負荷：F=2×δ×b×h×h/（3×L）

              式中：F——試樣所需加的載荷，單位N

δ——熱變形標準彎曲正應力：

方法A：使用纖維應力1.80MPa

方法B：使用纖維應力0.45MPa

方法C：使用纖維應力8.00MPa

                        b——試樣的寬度，單位m

                        h——試樣的高度，單位m

                     L——兩支點間的距離，0.100m

14、電        源：AC220V±10%、50Hz、30A 

15、需方自備甲基硅油：閃點300度、粘度200厘斯，20升。

其他詳細介紹

一、實驗目的 

1．學會使用熱變形溫度－維卡軟化點測定儀。 2．了解塑料在受熱情況下變形溫度測定的物理意義。 

3．掌握塑料的維卡軟化點的測試方法。測定PP、PS等試樣的維卡軟化點。

二、實驗原理 

塑料試樣浸在一個等速升溫的液體傳熱介質中（甲基硅油），在簡支架式的靜彎曲負載作用下，試樣達到規定形變量值時的溫度，為該材料的熱變形溫度（HDT）。 

聚合物的耐熱性能，通常是指它在溫度升高時保持其物理機械性質的能力。聚合物材料的耐熱溫度是指在一定負荷下，其到達某一規定形變值時的溫度。發生形變時的溫度通常稱為塑料的軟化點。因為使用不同測試方法各有其規定選擇的參數，所以軟化點的物理意義不像玻璃化轉變溫度那樣明確。常用維卡耐熱和馬丁耐熱以及熱變形溫度測試方法測試塑料耐熱性能。不同方法的測試結果相互之間無定量關系，它們可用來對不同塑料做相對比較。 

 維卡軟化點是測定熱塑性塑料于特定液體傳熱介質中，在一定的負荷，一定的等速升溫條件下，試樣被1mm2針頭壓入1mm時的溫度。本方法僅適用于大多數熱塑性塑料。 

實驗測得的熱變形溫度和維卡軟化點僅適用于控制質量和作為鑒定新品種熱性能的一個指標，不代表材料的使用溫度。

三、實驗儀器及試樣

1．儀器 

本實驗采用XRW-300ML熱變形溫度-維卡軟化點測定儀。熱變形溫度測試裝置原理如圖1所示。加熱浴槽選擇對試樣無影響的傳熱介質－甲基硅油，室溫時粘度較低。可調等速升溫速度為（120±10）℃/h。兩個試樣支架的中心距離為100mm，在支架的中點能對試樣施加垂直負載，負載桿的壓頭與試樣接觸部分為半圓形，其半徑為（3±0.2）mm。實驗時必須選用一組大小適合的砝碼，使試樣受載后的zui大彎曲正應力為18.5kg/cm2或4.6 kg/cm2。應加砝碼的質量由下式計算： 

W=（2σbh2/3L）－R-T 

式中σ：試樣zui大彎曲正應力（18.5kg/cm2或4.6 kg/cm2）； b：試樣寬度，若為標準試樣，則試樣寬度為10mm； 

h：標準試樣高15mm，若不是標準試樣，則需測量試樣的真實寬度及高度； L：兩支座中間的距離100mm；

R：負載桿及壓頭的質量； T：變形測量裝置的附加力。 

對于本實驗所用熱變形溫度-維卡軟化點測定儀，其負載桿等重及附加力（R+T）為0.088kg。測量形變的位移傳感器精度為±0.01mm。

維卡軟化點溫度測試原理如下圖2所示。負載桿壓針頭長3～5mm，橫截面積為（1.000＋0.015）mm2，壓針頭平端與負載桿成直角，不允許帶毛刺等缺陷。加熱浴槽選擇對試樣無影響的傳熱介質－甲基硅油，室溫時粘度較低。可調等速升溫速度為（50±5）℃/h，試樣承受的靜負載G=W+R+T（其中，W為砝碼質量；R為壓針及負載桿的質量；T為變形測量裝置附加力），本實驗裝置R+T為0.088kg。負載有兩種選擇：GA＝1kg；GB＝5kg。測量形變的位移傳感器精度為±0.01mm。

2．試樣 

熱變形溫度測定實驗中，試樣為截面是矩形的長條，試樣表面平整光滑，無氣泡，無鋸切痕跡或裂痕等缺陷。其尺寸規定如下。 

（1）模塑試樣：長L=120mm，高h＝15mm，寬b＝10mm。 

（2）板材試樣：長L＝120mm，高h＝15mm，寬b＝3～13mm（取板材原厚度）。 （3）特殊情況下，可以用長L＝120mm，高h＝9.8～15mm，寬b＝3～13mm，中點彎曲變形量必須用下表1規定值。每組試樣zui少兩個。

 

維卡實驗中，試樣厚度為3～6.5mm，寬和長至少為10mm×10mm，或直徑大于10mm。試樣的兩面平行，表面平整光滑、無氣泡、無鋸齒痕跡、凹痕或裂痕等缺陷。每組試樣為兩個。 

（1） 模塑試樣厚度為3～4mm。 

（2） 板材試樣厚度取板材厚度，但厚度超過6mm時，應在試樣一面加工成3～4mm。如厚度不足3mm時，則可由不超過3塊疊合成厚度大于3mm。

 

四、實驗步驟

1．安裝壓針或壓頭。 

2．接通電源，按下電源按鈕，電源指示燈亮。 3．進行主試樣的安放，并進行載荷計算和加載。 4．設定升溫速率和溫度上限。 

5．千分表調零后，打開攪拌電機使介質均勻加熱，然后啟動試驗。 6．需要重新啟動或重新設置參數時，按“復位”鍵。 7．在實驗過程中，當試樣到達變形量后，記錄數據。 8．試驗結束后立即把試

樣取出，以免試樣融化或掉在介質箱中。 9．按“讀”鍵，查詢試驗數據，并計算其平均值。