上个月有个做PP改性料的客户送来一批样品要做维卡软化温度,我问他要做A法还是B法,他愣了一下说还有区别?我解释了半天才知道原来很多人只知道把样片加热看它变软,但具体测的是什么东西、不同方法有啥差别,其实没怎么搞清楚。
维卡软化温度的原理说起来并不复杂。标准GB/T 1633-2000《热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定》和国际标准ISO 306是一回事。它就是用一根特定截面积的平头针压在试样表面,加上一个固定的载荷,然后把试样放到导热液体里以匀速升温,记录针头刺入试样表面1mm深度时对应的温度。这个温度就叫维卡软化温度。关键参数有两个:载荷和升温速率。A法用10N的力升温速率120°C/h,B法用50N的力升温速率50°C/h。同一个材料两种方法做出来数据差别挺大,比如你做尼龙66,A法能做到240多度,B法可能210多度就刺穿了,因为载荷大了一针扎下去压得更深。
从材料机理上讲,维卡温度反映的是高分子链段开始发生大规模运动的温度点。聚合物在没有达到玻璃化转变温度之前,链段是被”冻结”的,对外力抵抗能力很强。一旦温度升到玻璃化转换区附近,分子链段获得足够的热能开始运动,材料宏观上就表现为变软、刚性下降,平头针就能压进去了。所以维卡温度跟你材料的结晶度、分子量分布、交联密度都有直接关系。结晶度越高的PP,维卡温度通常也越高。我记得有个做玻纤增强PP的客户,加30%玻纤以后维卡温度从原来的152°C直接跳到了165°C以上,就是因为玻纤限制了基体树脂的链段运动。
做维卡测试有几个容易踩坑的地方。第一个是试样厚度——标准要求厚度至少3mm,太薄的片子压上去基座的刚性都会干扰结果。第二个是退火处理——很多结晶性塑料如果成型以后没做退火,内部应力没释放,测出来的维卡温度会偏低而且数据分散。第三个是导热介质的选用,硅油用到一定次数以后会变稠,升温速率就不准了。你如果手头有新材料要做维卡或者不确定该用哪种方法,可以点一下在线咨询按钮,把材料名称和参考牌号发过来,我帮你看看工艺条件怎么设。
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