塑料-30C~30C線膨脹系數(shù)的測定
發(fā)布時間 : 2020-03-03ICS83.080.01
G31
中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)
GB/T1036-2008
代替GB/T1036-1989
塑料-30C~30C線膨脹系數(shù)的測定
石英膨脹計法
Test method for coefficient of linear thermal expansion of plastics between
30℃and30℃ with a vitreous silica dilatometer
200808-04發(fā)布
2009-04-01實施
中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會發(fā)布
中華人民共和國
國家標(biāo)準(zhǔn)
塑料-30℃~30℃線膨脹系數(shù)的測定
石英膨脹計法
GB/T1036-2008
GB/T10362008
前言
本標(biāo)準(zhǔn)修改采用 ASTM D696:2003《塑料—30℃~30℃線膨脹系數(shù)的測定——石英膨脹
計法》。
本標(biāo)準(zhǔn)與 ASTM D696:2003的主要差異如下:
把“規(guī)范性引用文件”中部分引用標(biāo)準(zhǔn)采用了國家標(biāo)準(zhǔn);
刪除了ASTM標(biāo)準(zhǔn)中“意義與用途”以及“關(guān)鍵詞”兩章。
本標(biāo)準(zhǔn)代替GB/T1036-1989《塑料線膨脹系數(shù)測定方法》。
本標(biāo)準(zhǔn)與GB/T1036-1989的主要差異如下
-明確了適用范圍,包括所用膨脹計線膨脹系數(shù)區(qū)間、溫度區(qū)間;
增加收縮試樣的處理辦法;
增加修正方法
增加精密度
本標(biāo)準(zhǔn)由中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會提出
本標(biāo)準(zhǔn)由全國塑料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會塑料樹脂通用方法和產(chǎn)品分會(SAC/TC15/SC4)歸口
本標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)起草單位:中石化北化院國家化學(xué)建筑材料測試中心(材料測試部)
本標(biāo)準(zhǔn)參加起草單位:國家合成樹脂質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心、北京燕山石化樹脂所、國家塑料制品質(zhì)檢
中心(北京)、國家石化有機原料合成樹脂質(zhì)檢中心、廣州金發(fā)科技股份有限公司
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人:胡孝義、張珊珊、王振江、王建東陳宏愿、李建軍、王超先。
本標(biāo)準(zhǔn)所代替標(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)布情況為:
GB/T1036-1989。
GB/T1036-2008
塑料-30℃~30℃線膨脹系數(shù)的測定
石英膨脹計法
1范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用石英膨脹計測定塑料在-30℃~30℃線膨脹系數(shù)的方法
本標(biāo)準(zhǔn)適用于使用石英膨脹計對線膨脹系數(shù)大于1×10-6℃的塑料材料的線膨脹系數(shù)進(jìn)行
測定
注:在測試溫度下或加壓情況下,塑料材料會發(fā)生一個可以忽略的蠕變或彈性形變(或二者均有),在一定范圍內(nèi)會
影響到測試精度
本標(biāo)準(zhǔn)不適用于線膨脹系數(shù)很低(小于1×10-6℃-1)的材料。對于低膨脹系數(shù)的材料,建議使用
干涉計或電容技術(shù)。
2規(guī)范性引用文件
下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有
的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn),然而,鼓勵根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究
是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)
GB/T2035—2008塑料術(shù)語及其定義(ISO472:1999,IDT
GB/T2918—1998塑料試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境( idt iso291:1997)
ASTM D4065測量及報告塑料的動態(tài)機被特性的規(guī)程
3術(shù)語和定義
GB/T2035-2008確立的術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)
4原理
本方法是將已測量原始長度的試樣裝入石英膨脹計中,然后將膨脹計先后插入不同溫度的恒溫浴
內(nèi),在試樣溫度與恒溫浴溫度平衡,測量長度變化的儀器指示值穩(wěn)定后,記錄讀數(shù),由試樣膨脹值和收縮
值,即可計算試樣的線膨脹系數(shù)。
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一30℃~+30℃為通用測定溫度,也可按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。若材料在規(guī)定的測定溫度
范圍內(nèi)存在相轉(zhuǎn)變點,或玻璃化轉(zhuǎn)變點,則應(yīng)在轉(zhuǎn)變點以上和以下分別測定其線膨脹系數(shù),以免引起過
大的測試誤差。
5儀器
5.1石英膨脹計:如圖1所示,內(nèi)管與外管之間距離大約在1mm內(nèi)
5.2測量長度變化的儀器:將其固定在夾具上,使其位置能夠隨所安裝的試樣長度的變化而變化。需
要一定的精確度,以保證誤差在士1.0m范圍內(nèi)。內(nèi)石英管的重量加上測量反映儀的重量,總共在試
樣上施加的壓力不應(yīng)超過70kPa,以確保試樣不扭曲或者明顯的收縮
5.3卡尺:能夠測量試樣的初始長度,精度在士0.5%。
5.4可控溫環(huán)境:為測試樣品提供恒溫環(huán)境,溫度控制在士0.2℃C
注:如果使用流動性液體浴更佳應(yīng)避免液體浴和試驗樣品的接觸。如果這類接舳不能避免,注意選擇液體浴使得
其不影響材料的物理性能,
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5.5溫度計或熱電偶:以溫度計或熱電偶對液體浴的溫度進(jìn)行測量,精度在士0.1℃以內(nèi)。
記錄用L.V.D.T
螺紋桿
計量器刻度盤
分度:0.001mm
調(diào)零
墊片
石英桿
石英管
試樣50mm~125mm
圖1石英膨脹計
6樣品
根據(jù)材料的相關(guān)規(guī)范進(jìn)行制備。
7試樣
7.1試驗樣品的制備,應(yīng)使其應(yīng)力以及各向異性最小,例如機加工、模塑或澆鑄。
7.2試樣長度應(yīng)該在50mm~125mm之間。
注:如果樣品長度小于50mm,靈敏度會降低。如果長度超過125mm,試樣溫度梯度就很難控制在前述范圍之內(nèi)
使用的長度應(yīng)根據(jù)設(shè)備的測量范圍靈敏度以及期墾伸長量和精度而定。一般來講,如果溫度很好控制,試樣越
長,測試設(shè)備的靈敏度越高,測量結(jié)果精度越高
7.3試樣截面應(yīng)為圓、正方形或矩形,應(yīng)能夠使樣品很容易地放人膨脹計內(nèi),而不應(yīng)有過多的摩擦。橫
截面積應(yīng)該足夠大以能夠保證樣品不彎曲扭轉(zhuǎn)。試樣的截面一般為:12.5mm×6.3mm,12.5mm
3mm,直徑12.5mm或6.3mm。
7.4在試樣兩端垂直于試樣長軸方向切平整。如果試樣在膨脹計中收縮,則需要平滑的、薄的鐵或者
鋁金屬片粘牢試樣,幫助其在膨脹計中定位。該金屬片厚度在0.3mm~0.5mm之問。
8狀態(tài)調(diào)節(jié)
在溫度23℃士2℃,相對濕度50%士5%的環(huán)境下按照GB/T2918-1998狀態(tài)調(diào)節(jié)不少于40h
后,進(jìn)行試驗。特殊情況按材料說明書或按供需雙方商定的條件進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)。在有爭議的情況下,溫
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度偏差為士1℃,相對濕度偏差為士2%。
9步驟
9.1用卡尺測量兩個狀態(tài)調(diào)節(jié)后的試樣,精確到0.02mm。
9.2將鐵片粘在試樣底端,以防止收縮(見7.4),并重新測量試樣的長度
9.3每個試樣均使用冋一個膨脹計,小心放入一30℃的環(huán)境中,如果使用液體浴,應(yīng)確保試樣高度在
液面以下至少50mm。保持液體浴溫度在(一32℃~-28℃)±0.2℃之間,待試樣溫度與恒溫浴溫度
平衡,測量儀讀數(shù)穩(wěn)定5min~10min后,記錄實測溫度和測量儀讀數(shù)。
9.4在不引起震動和晃動的條件下,小心將石英膨脹計放入十30℃的環(huán)境中,如果使用液體浴,須確
保試樣高度至少在液面以下50mm,保持液體浴溫度在(28℃~32℃)±0.2℃的恒溫浴中,待試樣溫
度與恒溫浴溫度平衡,測量儀讀數(shù)穩(wěn)定5min~10min后,記錄實測溫度和測量儀讀數(shù)
9.5在不引起震動和晃動的條件下,小心將石英膨脹計平穩(wěn)地置于-30℃的恒溫浴中。重復(fù)9.3
操作
注:方便起見,可以準(zhǔn)備兩個溫度的恒溫浴,在轉(zhuǎn)換恒溫浴時須注意不要對其有所晃動或震動。因為這樣可以減少
試樣到達(dá)指定溫度的時間,試驗可以在較短時間內(nèi)完成,可以避免試樣長時間在高溫下和低溫下可能發(fā)生的物
理性能的變化
9.6測量試樣在室溫下的最終長度。
97如果試樣每攝氏度的膨脹值與收縮值的絕對值之差超過其平均值的10%,則應(yīng)查明原因如果可
能予以消除。重新進(jìn)行試驗,直到符合要求為止。
10計算
試樣的平均每攝氏度的線膨脹系數(shù)按式(1)計算
△L
L?！痢鱐
式中
a平均每攝氏度的線膨脹系數(shù),單位為每攝氏度(℃-1);
△L加熱或冷卻時試樣的膨脹和收縮值,單位為米(m)
L0—試樣在室溫下原始長度,單位為米(m)
△T—測試樣品的兩個恒溫浴的差值,單位為攝氏度(℃)。
實驗結(jié)果以一組試樣的算術(shù)平均值表示。
注:石英的熱脹系數(shù)校正值為4.3×10-℃-,如果需要,該值應(yīng)該補償?shù)皆嚇拥拈L度中。如果利用較厚的金屬盤,
則其膨脹因素也應(yīng)考慮,并對結(jié)果進(jìn)行校正。
1報
報告應(yīng)包括以下內(nèi)容:
a)注明引用本標(biāo)準(zhǔn);
b)材料的名稱,包括生產(chǎn)廠家等信息;
c)試樣的制備方法;
d)試樣的形態(tài)及尺寸;
e)設(shè)備型號
f)測試的試驗溫度;
g)兩個被測測試樣的每攝氏度線膨脹平均系數(shù);
h)如果在被測范圍內(nèi),試樣存在相轉(zhuǎn)變,須報告其轉(zhuǎn)變溫度;
)完整描述測試過程中的任何非正常情況,例如測量過程中膨脹與收縮值之差超過10%。
GB/T1036-2008
12精密度和偏差
注:本章數(shù)據(jù)引自 ASTM D696:2003
12.1表1數(shù)據(jù)是1989年五個實驗室根據(jù)相關(guān)規(guī)范對九種材料進(jìn)行的平行性能試驗,對每一種材料,
所有樣品在同一地點模塑,不過獨立樣品由各個實驗室準(zhǔn)備,每一實驗結(jié)果取自兩個獨立試驗結(jié)果平
均。每個實驗室對每種材料均獲得一組結(jié)果。
注:“r”“R”僅是對本試驗方法大概精度的一種表示。表1數(shù)據(jù)并非對材料表示贊同或否定,這些數(shù)據(jù)僅供在實驗
室之間比對使用。并非嚴(yán)格的代表其他批次、配方、環(huán)境、材料或?qū)嶒炇?。另?當(dāng)數(shù)據(jù)來源少于6個實驗室
時,實驗室間的結(jié)果會有很高的差異
12.2表1中“r”“R”的概念:如果s,和s是由一個足夠大的樣本數(shù)據(jù)計算出來的,試驗每個結(jié)果都是
從五個試樣取得的平均值,那么下列表示:
12.2.1重復(fù)性“r”,由同一操作者使用同一設(shè)備,在同一天對同一材料進(jìn)行兩次試驗,比較試驗結(jié)果。
如果試驗結(jié)果的差值大于該種材料和條件下的r值,則判為不等價
12.2.2再現(xiàn)性“R”,由不同操作者使用不同設(shè)備,在不同日期對同一材料進(jìn)行兩次試驗,比較試驗結(jié)
果。如果試驗結(jié)果的差值大于該種材料和條件下的R值,則判為不等價。
12.2.3任何根據(jù)12.2.1和12.2.2進(jìn)行的判斷有95%的置信率
12.3目前尚無被認(rèn)可的相關(guān)塑料材料來估算本方法的偏差,但是有相應(yīng)的金屬材料和陶瓷材料
表1線膨脹系數(shù),10-6
材料
平均
R
實驗室個數(shù)
玻纖增強聚脂
24.7
4.91
5.04
13.75
玻纖增強酚醛
34.2
2.63
3.29
7.36
玻纖增強環(huán)氧樹脂
26.1
1.27
2.74
3.55
7.69
158.2
3.38
12.20
9.47
34.20
PE
63.0
0.454
1.73
1.27
4.80
PC
2.48
4.77
95
13.36
55555554
PA66
130.7
2.83
7.63
7.92
21.4
PTFE
207.0
18.7
42.7
52.4
119.5
對應(yīng)材料實驗室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)偏差。是從所有參與試驗室匯集到的實驗結(jié)果的實驗室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)偏差得到的
=[(2+52+…+2)/n]2。
bs=實驗室間的重復(fù)性,用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示為s=(s2+s)/2。
Cr=在實驗室內(nèi)的兩個試驗結(jié)果之間的臨界范圍=2.8×s,。
R=在實驗室之間的兩個試驗結(jié)果之間的臨界范圍=2.8×s2。
