1、第四章第四章 物理性能测试物理性能测试第一节第一节 塑料的吸水性及含水量测定塑料的吸水性及含水量测定前言 塑料吸水后会引起许多性能变化塑料吸水后会引起许多性能变化 电绝缘性能降低、模量减小、尺寸增大等机械物电绝缘性能降低、模量减小、尺寸增大等机械物理性能的变化。理性能的变化。塑料吸水性大小决定于自身的化学组成塑料吸水性大小决定于自身的化学组成 分子主链仅有碳、氢元素组成的塑料，吸水性很分子主链仅有碳、氢元素组成的塑料，吸水性很小，聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。小，聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。分子主链上含有氧、羟基、酰氨基等亲水基团的分子主链上含有氧、羟基、酰氨基等亲水基团的塑料，吸水性较大。塑料
2、，吸水性较大。一、塑料含水量的测定一、塑料含水量的测定 塑料中含有一定量的水分，通常以试样原质量与试样失塑料中含有一定量的水分，通常以试样原质量与试样失水后的质量之差与原质量之比的百分比来表示。水后的质量之差与原质量之比的百分比来表示。一般水分的存在对塑料的性能及成型加工会产生有害的一般水分的存在对塑料的性能及成型加工会产生有害的影响，而且水在高温下会汽化，使制品产生气泡。影响，而且水在高温下会汽化，使制品产生气泡。目前广泛使用的测定水分含量的方法有：目前广泛使用的测定水分含量的方法有：干燥恒重法、汽化测压法和卡尔干燥恒重法、汽化测压法和卡尔费休试剂滴定法费休试剂滴定法（一）干燥恒重法（一）干
3、燥恒重法 是将试样放在一定温度下干燥到恒重，根据试样前后的质是将试样放在一定温度下干燥到恒重，根据试样前后的质量变化，计算水分含量。量变化，计算水分含量。（二）汽化测压法（二）汽化测压法 是利用水的挥发性。在一个专门设计的真空系统中，加热是利用水的挥发性。在一个专门设计的真空系统中，加热试样，试样内部和表面的水蒸发出来，使系统压力增高，试样，试样内部和表面的水蒸发出来，使系统压力增高，由系统压力的增加，求得试样的含水量。由系统压力的增加，求得试样的含水量。（三）卡尔费休试剂滴定法（三）卡尔费休试剂滴定法 用专门配制的试剂（用专门配制的试剂（卡尔卡尔费休试剂），利用碘氧化二氧费休试剂），利用碘氧
4、化二氧化硫时，需要定量的水这一原理来测量水分含量。化硫时，需要定量的水这一原理来测量水分含量。二、塑料的吸水性测定二、塑料的吸水性测定（一）定义及原理（一）定义及原理 塑料吸水的性能叫吸水性，是指塑料吸收水份的能力。塑料吸水的性能叫吸水性，是指塑料吸收水份的能力。将试样浸入保持一定温度（通常温度为将试样浸入保持一定温度（通常温度为23）的蒸馏水中）的蒸馏水中经过一定时间后（经过一定时间后（24h）或浸泡到沸水中一定时间）或浸泡到沸水中一定时间（30min）后，测定浸水后或再干燥除水后试样质量的变）后，测定浸水后或再干燥除水后试样质量的变化，求出其吸水量。化，求出其吸水量。吸水性的表示方法：吸水
5、性的表示方法：以试样原质量与试样失水后的质量之差与原质量之比的百以试样原质量与试样失水后的质量之差与原质量之比的百分比；单位面积试样吸收水份的量；直接用吸收的水份量。分比；单位面积试样吸收水份的量；直接用吸收的水份量。可参照可参照GB/T 1034-2008塑料吸水性的测定。塑料吸水性的测定。（二）试验步骤及计算（二）试验步骤及计算1试验步骤（见教材相关内容）试验步骤（见教材相关内容）2试样的吸水质量分数试样的吸水质量分数试样相对于初始质量的吸水质量分数为试样相对于初始质量的吸水质量分数为Wm，用吸水百分率来，用吸水百分率来表示，数值以表示，数值以%表示：表示：100112mmmmW10013
6、2mmmmW100332mmmmW（4-3）（4-4）（4-5）（三）试样（三）试样试样类型试样类型试样尺寸（试样尺寸（mm）模塑料模塑料长、宽长、宽60mm2mm，厚度，厚度1.00.1mm或或2.00.1mm的的方形试样方形试样管材管材直径直径76mm时，沿径向切取时，沿径向切取25mm1mm长的一段；长的一段；直径直径76mm时，沿径向切取长时，沿径向切取长76mm1mm，宽，宽25mm1mm样片样片棒材棒材直径直径26mm时，切取时，切取25mm1mm长的一段；长的一段；直径直径26mm时，切取时，切取13mm1mm长一段长一段片或板材片或板材边长为边长为61mm1mm的正方形，厚度为
7、的正方形，厚度为1.0mm0.1mm成品、挤出物、薄成品、挤出物、薄片或层压片片或层压片长、宽长、宽60mm2mm，厚度，厚度1.00.1mm或者或者2.00.1mm的方形试样；的方形试样；或被测材料的长、宽或被测材料的长、宽61 mm1mm，一组试样有相同的，一组试样有相同的形状（厚度和曲面）形状（厚度和曲面）各向异性增强塑料各向异性增强塑料边长边长100厚度厚度（四）试验设备及影响因素（四）试验设备及影响因素 1 1试验设备试验设备 天平、烘箱、干燥器、恒温水浴、量具。天平、烘箱、干燥器、恒温水浴、量具。2 2影响因素影响因素（1 1）试样尺寸）试样尺寸（2 2）材质均匀性）材质均匀性（3
8、 3）试验的环境条件）试验的环境条件（4 4）试验温度）试验温度三、应用举例三、应用举例 图图4-1表明随表明随PTT含量含量的增加，材料的吸水的增加，材料的吸水率单调降低。率单调降低。PTT含量含量20%时，时，PA6/PTT体系体系24 h和和168 h吸水率仅为同等吸水率仅为同等吸水条件下吸水条件下PA6吸水吸水率的率的41%和和47%。PTT有效抑制了有效抑制了PA6的吸水性。的吸水性。图图4-1 PA6/PTT材料的吸水曲线材料的吸水曲线第四章第四章 物理性能测试物理性能测试第二节第二节 密度和相对密度的测定密度和相对密度的测定 一、概念一、概念 1密度密度 密度是规定温度下单位体积
9、内所含物质的质量数，用符号密度是规定温度下单位体积内所含物质的质量数，用符号表示。由于密度随温度的变化，故引用密度时必须指明表示。由于密度随温度的变化，故引用密度时必须指明温度，温度温度，温度t时的密度用时的密度用表示。表示。2.相对密度相对密度 相对密度指一定体积物质的质量与同温度情况下等体积的相对密度指一定体积物质的质量与同温度情况下等体积的参比物质质量之比（常用的参比物为水）。参比物质质量之比（常用的参比物为水）。3.表观密度表观密度 对于粉状、片状、颗粒状、纤维状等模塑料的表观密度是对于粉状、片状、颗粒状、纤维状等模塑料的表观密度是指单位体积中的质量；指单位体积中的质量；对于泡沫塑料的
10、表观密度是指单位体积的泡沫塑料在规定对于泡沫塑料的表观密度是指单位体积的泡沫塑料在规定温度和相对湿度时的质量。故又称体积密度或视在密度。温度和相对湿度时的质量。故又称体积密度或视在密度。二、塑料的密度及相对密度的测定二、塑料的密度及相对密度的测定 泡沫塑料以外的塑料密度及相对密度的测定可以参考国家泡沫塑料以外的塑料密度及相对密度的测定可以参考国家标准标准GB/T 1033塑料塑料 非泡沫塑料密度的测定非泡沫塑料密度的测定相关部分。相关部分。（一）（一）A法法浸渍法浸渍法 浸渍法是基于阿基米德定律，将体积的测量转换为浮力的浸渍法是基于阿基米德定律，将体积的测量转换为浮力的测量，即只要测得该物体全
11、浸没在已知密度的浸渍液中的测量，即只要测得该物体全浸没在已知密度的浸渍液中的浮力大小，就能计算出该物体的体积，进而计算出测量物浮力大小，就能计算出该物体的体积，进而计算出测量物体的密度。体的密度。试样的密度大于浸渍液的密度时，按照式试样的密度大于浸渍液的密度时，按照式4-84-8计算。计算。若试样的密度小于浸渍液的密度，考虑重锤的影响，按照若试样的密度小于浸渍液的密度，考虑重锤的影响，按照式式4-94-9计算：计算：（4-94-9）式中：式中：m0，试样的质量，试样的质量，g；m1，试样在浸渍液中的表观，试样在浸渍液中的表观质量，质量，g；0，浸渍液的密度，浸渍液的密度，g/cm3；s，试样的
12、密度，试样的密度，g/cm3；mh0，试样与重锤在浸渍液中的质量，试样与重锤在浸渍液中的质量，g；mh1，重锤在浸渍液中的质量，重锤在浸渍液中的质量，g。01000hhsmmmm（二）（二）C法法滴定法滴定法 1 1测试原理测试原理 两种可互溶的不同密度的液体，其中一种液体的密度低于两种可互溶的不同密度的液体，其中一种液体的密度低于被测样品的密度，而另一种液体的密度高于被测样品的密被测样品的密度，而另一种液体的密度高于被测样品的密度，配制成混合浸渍液。度，配制成混合浸渍液。将无气孔的具有合适形状的固体试样放入恒温的混合浸渍将无气孔的具有合适形状的固体试样放入恒温的混合浸渍液中，不要使试样附有气
13、泡，观察试样沉浮，若浮起来，液中，不要使试样附有气泡，观察试样沉浮，若浮起来，则加轻浸渍液，若沉下去，则加重浸渍液，每次加完，搅则加轻浸渍液，若沉下去，则加重浸渍液，每次加完，搅拌均匀，直至最轻的试样和最重的试样悬浮在混合浸渍液拌均匀，直至最轻的试样和最重的试样悬浮在混合浸渍液中。中。用比重瓶测定相应的混合浸渍液的密度，试样的密度就介用比重瓶测定相应的混合浸渍液的密度，试样的密度就介于二者之间。于二者之间。wwILsmm 2 2试验设备试验设备 天平、玻璃量筒、滴定管、恒温水浴、容量瓶、温度计、天平、玻璃量筒、滴定管、恒温水浴、容量瓶、温度计、平头玻璃搅拌棒。平头玻璃搅拌棒。3.3.方法要求方
14、法要求（1 1）称量较低密度的浸渍液、恒温到）称量较低密度的浸渍液、恒温到23230.50.5；（2 2）将试样放入到量筒中。）将试样放入到量筒中。（3 3）观察试样的现象）观察试样的现象（4 4）继续滴加重浸渍液）继续滴加重浸渍液（5 5）用比重瓶法来测定混合浸渍液的密度；）用比重瓶法来测定混合浸渍液的密度；（6 6）称量已干燥的比重瓶质量；）称量已干燥的比重瓶质量；（7 7）将配好的混合液装入比重瓶，在规定温度恒温）将配好的混合液装入比重瓶，在规定温度恒温（8 8）称其质量。）称其质量。4.4.影响因素影响因素（1 1）试样大小）试样大小（2 2）试样上吸附气泡）试样上吸附气泡 （3 3）
15、轻重两种浸渍液的选择）轻重两种浸渍液的选择（三）密度柱法测定密度（三）密度柱法测定密度 1试样及浸渍液试样及浸渍液 片状、粒状或容易鉴别形状的试样，精确测量试样体积中心片状、粒状或容易鉴别形状的试样，精确测量试样体积中心位置。表面应平整、清洁、无裂缝、气泡、凹陷等。位置。表面应平整、清洁、无裂缝、气泡、凹陷等。2玻璃浮标的制备玻璃浮标的制备 制备直径为制备直径为38mm、近似球形，经过充分退火的玻璃球。、近似球形，经过充分退火的玻璃球。选择适当的溶液体系，注入量筒中，恒温。选择适当的溶液体系，注入量筒中，恒温。装入被校准的玻璃浮球，搅拌均匀，如果浮标下沉，则加入装入被校准的玻璃浮球，搅拌均匀，
16、如果浮标下沉，则加入密度较大的液体，反之，加入密度较小的液体，待浮标在溶密度较大的液体，反之，加入密度较小的液体，待浮标在溶液中悬浮静止不动至少液中悬浮静止不动至少30min，测定浮标保持平衡状态的液，测定浮标保持平衡状态的液体密度，即为该浮标的密度。体密度，即为该浮标的密度。3密度柱的配制密度柱的配制 图图4-3 配制密度柱配管装置配制密度柱配管装置(1轻液容器；轻液容器；2重液容器；重液容器；3电磁搅拌器；电磁搅拌器；4梯度管；梯度管；5恒温水浴恒温水浴)4测定试样密度测定试样密度 测定三个试样，用容器测定三个试样，用容器A A中的轻液浸湿后，轻轻放入梯度柱中的轻液浸湿后，轻轻放入梯度柱中
17、，高度位置处于稳定平衡，测量其几何中心高度，在所中，高度位置处于稳定平衡，测量其几何中心高度，在所绘制的浮标密度绘制的浮标密度()浮标高度（浮标高度（H H）的工作函数曲线图）的工作函数曲线图上，读取试样位于梯度柱中的高度所对应的密度值，即为上，读取试样位于梯度柱中的高度所对应的密度值，即为该试样的密度。该试样的密度。或用内插法计算如下或用内插法计算如下:yzab.yxa 5.主要影响因素主要影响因素（1 1）温度）温度 为了保持密度梯度管内密度梯度稳定平衡，为了保持密度梯度管内密度梯度稳定平衡，要求温度稳定，而且恒温水浴的液面要高于密度梯度液。要求温度稳定，而且恒温水浴的液面要高于密度梯度液
18、。液面恒温水浴的控温度为液面恒温水浴的控温度为0.10.1。（2 2）试样）试样 试样必须是容易确定中心位置，无空穴或其试样必须是容易确定中心位置，无空穴或其他容易形成气泡的表面缺欠。切割必须用锐利的刀片，避他容易形成气泡的表面缺欠。切割必须用锐利的刀片，避免由于压缩引起密度的改变。免由于压缩引起密度的改变。（3 3）打捞试样）打捞试样 ，必须小心，以避免破坏密度梯度液密度，必须小心，以避免破坏密度梯度液密度的线性平衡。的线性平衡。（4 4）玻璃浮标的标定）玻璃浮标的标定一定要准确。观察试样的中心位置一定要准确。观察试样的中心位置时，通常用测高仪，如用人眼观察，一定要求水平观察口。时，通常用测
19、高仪，如用人眼观察，一定要求水平观察口。（5 5）溶液因素）溶液因素 研究表明，对于水研究表明，对于水-乙醇体系，密度梯度乙醇体系，密度梯度柱法的重复性和重现性不明显依赖于材料本身的密度。柱法的重复性和重现性不明显依赖于材料本身的密度。三、应用举例三、应用举例 药用塑料的密度试验方法药用塑料的密度试验方法 在在20022002年国家药品监督管理局颁布的国家药品包年国家药品监督管理局颁布的国家药品包装容器装容器(材料材料)标准中，药用塑料容器（材料）普标准中，药用塑料容器（材料）普遍采用了密度试验方法。遍采用了密度试验方法。第四章第四章 物理性能测试物理性能测试第三节高分子的溶解性和溶液粘度测定
20、第三节高分子的溶解性和溶液粘度测定 一、高分子树脂的溶解性一、高分子树脂的溶解性 高分子不易运动，溶解的第一步是溶剂分子渗入高分子内高分子不易运动，溶解的第一步是溶剂分子渗入高分子内部，使高分子体积膨胀、溶胀，然后高分子均匀分散到溶部，使高分子体积膨胀、溶胀，然后高分子均匀分散到溶剂中而溶解。剂中而溶解。高分子材料的溶解性除与化学组成有关外，一般来说，相高分子材料的溶解性除与化学组成有关外，一般来说，相对分子质量、等规度和结晶度越大，溶解性越差。对分子质量、等规度和结晶度越大，溶解性越差。分子链形状对溶解性也有显著影响，交联高分子一般不能分子链形状对溶解性也有显著影响，交联高分子一般不能溶解，
21、只能溶胀。溶解，只能溶胀。材料中的添加成份也会影响其溶解性。材料中的添加成份也会影响其溶解性。此外，高分子能否溶解于某种溶剂与温度有决定性关系。此外，高分子能否溶解于某种溶剂与温度有决定性关系。二、高分子溶液粘度的测定二、高分子溶液粘度的测定（一）基本概念（一）基本概念 粘度粘度 又称绝对粘度或动力粘度，表示流体在流动过程中，又称绝对粘度或动力粘度，表示流体在流动过程中，单位速度梯度下所受的剪切应力的大小。单位速度梯度下所受的剪切应力的大小。2.运动粘度运动粘度 液体的绝对粘度与其密度之比值。液体的绝对粘度与其密度之比值。3.粘度比粘度比 又称溶液溶剂粘度比或相对粘度，指在相同温又称溶液溶剂粘
22、度比或相对粘度，指在相同温度下，溶液粘度度下，溶液粘度与纯溶剂粘度与纯溶剂粘度0的比值。的比值。dtdr00ttr4.特性粘度特性粘度增比粘度（增比粘度（sp）：表示溶液粘度比纯溶剂粘度增加的倍）：表示溶液粘度比纯溶剂粘度增加的倍数，也是无量纲量。数，也是无量纲量。比浓粘度（比浓粘度（sp/c）表示单位浓度的溶质所引起的粘度增）表示单位浓度的溶质所引起的粘度增大值。比浓粘度的量纲是浓度的倒数。大值。比浓粘度的量纲是浓度的倒数。比浓对数粘度比浓对数粘度(lnr)/c，其中，其中c表示聚合物溶液的浓度。表示聚合物溶液的浓度。比浓对数粘度的量纲也是浓度的倒数。比浓对数粘度的量纲也是浓度的倒数。特性粘
23、度的定义为溶液浓度无限稀释情况下的比浓粘度特性粘度的定义为溶液浓度无限稀释情况下的比浓粘度（sp/c）或比浓对数相对粘度）或比浓对数相对粘度(lnr)/c100rspCCrCspClnlimlim00（二）粘度的测定（二）粘度的测定 通常测定液体粘度的方法主要分三类：通常测定液体粘度的方法主要分三类：液体在毛细管里的流出时间；液体在毛细管里的流出时间；圆球在液体里落下的速度；圆球在液体里落下的速度；液体在同轴圆柱体间对圆柱体转动的影响。液体在同轴圆柱体间对圆柱体转动的影响。1.1.毛细管法毛细管法（1 1）测量原理及计算）测量原理及计算 在规定温度和环境压力的条件下，在同一粘度计内测定给在规定
24、温度和环境压力的条件下，在同一粘度计内测定给定体积的溶液和溶剂流出时间，求得粘度。定体积的溶液和溶剂流出时间，求得粘度。式中：式中：r，相对粘度；，相对粘度；t，溶液流经粘度计的时间，溶液流经粘度计的时间，s；t0，溶剂流经粘度计时间，溶剂流经粘度计时间，s。参照参照GB/T 1632.1-2008塑料塑料 使用毛细管粘度计测定聚合使用毛细管粘度计测定聚合物稀溶液粘度物稀溶液粘度标准执行。标准执行。0ttr（2 2）试验设备）试验设备（3 3）方法要求）方法要求 溶液配制；溶液配制；粘度计安装，恒温粘度计安装，恒温;消泡；消泡；计时；计时；其中溶剂要测量三次，其中溶剂要测量三次，取其平均值。取
25、其平均值。（4）影响因素）影响因素 恒温槽水浴温度的精度要求恒温槽水浴温度的精度要求0.05。溶液浓度对粘度的测试存在着很大的影响。选择的溶液溶液浓度对粘度的测试存在着很大的影响。选择的溶液浓度应使溶液流经时间与溶剂流经时间之比不小于浓度应使溶液流经时间与溶剂流经时间之比不小于1.2且且小于小于2.0。测定过程中因为毛细管垂直发生改变以及微粒杂质局测定过程中因为毛细管垂直发生改变以及微粒杂质局部堵塞毛细管而影响流经时间。若两次连续测定的溶剂的部堵塞毛细管而影响流经时间。若两次连续测定的溶剂的流下时间相差大于流下时间相差大于0.4 s，则清洗粘度计。，则清洗粘度计。为了使不同批次的实验结果可进行
26、比较，对不同溶剂，为了使不同批次的实验结果可进行比较，对不同溶剂，应选用不同的标准粘度计。使溶剂流出时间为应选用不同的标准粘度计。使溶剂流出时间为100130s，动能校正系数动能校正系数210-2，此时可不需进行动能校正计算。，此时可不需进行动能校正计算。2落球法及落球粘度落球法及落球粘度（1）落球粘度）落球粘度 落球法是根据测定已知质量和体积的小球在被测液体中通落球法是根据测定已知质量和体积的小球在被测液体中通过一定高度的液体柱所需要的时间，从而测定粘液的粘度。过一定高度的液体柱所需要的时间，从而测定粘液的粘度。（2 2）测量原理及计算）测量原理及计算 上图是最简单的落球式粘度计，测定钢球通
27、过刻度所需要上图是最简单的落球式粘度计，测定钢球通过刻度所需要的时间，如果在使用前用一种已知粘度的液体进行同样的的时间，如果在使用前用一种已知粘度的液体进行同样的测定，二者比较即可知道被测溶液的粘度测定，二者比较即可知道被测溶液的粘度。其数学表达式如下：其数学表达式如下：式中：式中：，液体的粘度，液体的粘度，Pa.s；K，粘度计常数，粘度计常数，Pa.s.m3/Kg.s；1，钢球的密度，钢球的密度，Kg/m3；2，液体的密度，液体的密度，Kg/m3；t，流经时间，流经时间，s。tK21（3 3）方法要求）方法要求 液体倒入试管内，放入适当的球，注意球上不应粘附任液体倒入试管内，放入适当的球，注
28、意球上不应粘附任何气泡；何气泡；粘液需在恒温槽内恒温粘液需在恒温槽内恒温15min；不同的球测量的精度是；不同的球测量的精度是不同的；不同的；测天然乳胶粘度时，用测天然乳胶粘度时，用0.8%氨水调胶乳之总固体为氨水调胶乳之总固体为55%，其胶乳温度控制为，其胶乳温度控制为251。（4 4）试验设备）试验设备 试管、恒温槽（恒温温度波动为试管、恒温槽（恒温温度波动为0.050.05）、钢球、温度）、钢球、温度计（最小分刻度值为计（最小分刻度值为0.20.2）、秒表（分度值为）、秒表（分度值为0.10.1秒）。秒）。3旋转法旋转法 基本原理：基本原理：基于浸于流体中的物体基于浸于流体中的物体(如圆
29、筒、圆锥、圆板、球及其它如圆筒、圆锥、圆板、球及其它形状的刚性体形状的刚性体)旋转，或这些物体静止而使周围的流体旋旋转，或这些物体静止而使周围的流体旋转时，这些物体将受到流体的粘性力矩的作用，粘性力矩转时，这些物体将受到流体的粘性力矩的作用，粘性力矩的大小与流体的粘度成正比，通过测量粘性力矩及旋转体的大小与流体的粘度成正比，通过测量粘性力矩及旋转体的转速求得粘度。的转速求得粘度。分类：分类：同轴圆筒内旋式粘度计、单圆筒旋转式粘度计、外筒旋转同轴圆筒内旋式粘度计、单圆筒旋转式粘度计、外筒旋转式粘度计、锥式粘度计、锥/板式粘度计等多种。板式粘度计等多种。图4-8 NDJ-1型旋转式粘度计结构示意图
30、（2）基本操作）基本操作 准备被测样品，置于直径不小于准备被测样品，置于直径不小于70mm的烧杯或容器中，的烧杯或容器中，准确的控制液体的温度；准确的控制液体的温度；测定前看粘度计上气泡是否在中间位置，调测定前看粘度计上气泡是否在中间位置，调“0”；转动左右调节旋钮，使气泡调整到中间位置；转动左右调节旋钮，使气泡调整到中间位置；将选配号的转子旋入连接螺杆上，旋转升降钮。使仪器将选配号的转子旋入连接螺杆上，旋转升降钮。使仪器缓慢下降，转子逐渐浸没待测液中，直到转子液面标志和缓慢下降，转子逐渐浸没待测液中，直到转子液面标志和液面平齐，开启开关调节适当转速，进行测定；液面平齐，开启开关调节适当转速，
31、进行测定；当指针趋于稳定，按下指针控制开关，读数；当指针趋于稳定，按下指针控制开关，读数；根据旋转系数等计算公式得到结果。根据旋转系数等计算公式得到结果。（3）影响因素）影响因素 温度。温度对测定值有十分重要的影响。温度升高，粘温度。温度对测定值有十分重要的影响。温度升高，粘度下降，对于精确测量，最好不要超过度下降，对于精确测量，最好不要超过0.1.连接螺杆和转子。应保持干净，否则将影响到转子的正连接螺杆和转子。应保持干净，否则将影响到转子的正确连接和转动的稳定性。转子每次用完要及时的清洗。确连接和转动的稳定性。转子每次用完要及时的清洗。（不得在仪器上进行清洗）。（不得在仪器上进行清洗）。转子
32、。正确选择，或调整转速，扭矩值在转子。正确选择，或调整转速，扭矩值在1095%之间。之间。其他。转子放入样品中时要避免产生气泡，否则测量出其他。转子放入样品中时要避免产生气泡，否则测量出的粘度值会降低，具体方法是将转子倾斜的放入样品中，的粘度值会降低，具体方法是将转子倾斜的放入样品中，然后再安装转子，转子不能碰到杯壁和杯底，被测量的样然后再安装转子，转子不能碰到杯壁和杯底，被测量的样品必须没过规定的刻度。品必须没过规定的刻度。第四章第四章 物理性能测试物理性能测试第四节第四节 透气性和透湿性透气性和透湿性 塑料薄膜在用于农作物的保湿时，对水蒸汽就需要有好的塑料薄膜在用于农作物的保湿时，对水蒸汽
33、就需要有好的阻隔性，而对氧气和二氧化碳又需要有良好的透过性能；阻隔性，而对氧气和二氧化碳又需要有良好的透过性能；在用于食品包装时对水蒸汽和氧气需要良好的阻隔性，既在用于食品包装时对水蒸汽和氧气需要良好的阻隔性，既可防腐，防潮，又可保湿；可防腐，防潮，又可保湿；充气轮胎的内胎、输送气体的胶管和某些密封制品，均要充气轮胎的内胎、输送气体的胶管和某些密封制品，均要求透气性低，气体难以通过。求透气性低，气体难以通过。各种高分子材料的阻隔性能相差很大，气体透过系数相差各种高分子材料的阻隔性能相差很大，气体透过系数相差100100万倍。万倍。对高分子材料的透气性和透湿性的测定是十分重要的。对高分子材料的透
34、气性和透湿性的测定是十分重要的。一、透气性及其测定一、透气性及其测定 塑料薄膜透气系数或透气量的测定，参照国标塑料薄膜透气系数或透气量的测定，参照国标GB/T1038-2000塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法 压差法压差法进进行的。行的。（一）定义（一）定义 1气体透过量气体透过量 标准状态下，单位透过面积、单位压差标准状态下，单位透过面积、单位压差内在内在24h透过的气体量，用透过的气体量，用Qg表示，单位为：表示，单位为：m3/(m2Pa24h)。2透气系数透气系数 标淮状态下，在单位时间内，单位压差下，标淮状态下，在单位时间内，单位压差下，透过单位面积、单
35、位厚度薄膜的透气量。用透过单位面积、单位厚度薄膜的透气量。用Pg表示，单表示，单位为位为m3m/(m2Pas)。（二）测定原理（二）测定原理 气体通过薄膜的透过过程，从热力学的观点来看，是单分气体通过薄膜的透过过程，从热力学的观点来看，是单分子扩散过程。子扩散过程。透气量或透气系数的测定，是在一定温度下，让试样两侧透气量或透气系数的测定，是在一定温度下，让试样两侧保持一定的气体压差，测量试样低压侧的气体压力变化，保持一定的气体压差，测量试样低压侧的气体压力变化，计算透气系数。计算公式如下计算透气系数。计算公式如下:21001PPTPITAVtPPg210024PPTPTAVtPQg（三）测定方
36、法及设备（三）测定方法及设备 测量聚合物透气性方法很多，有真空法、恒压法、恒容测量聚合物透气性方法很多，有真空法、恒压法、恒容法、还有近年来发展起来的法、还有近年来发展起来的MC3型气体透过率测试仪等。型气体透过率测试仪等。1 1真空法真空法 在低压侧抽真空，高压侧为在低压侧抽真空，高压侧为1atm1atm的试验气体，通过测量的试验气体，通过测量低压侧的压力、浓度的变化或流量的大小来测量流速。低压侧的压力、浓度的变化或流量的大小来测量流速。2 2MC3MC3型气体透过率测试仪型气体透过率测试仪其原理也是基于试样两侧形成其原理也是基于试样两侧形成压差，压力与时间成直线关系，压差，压力与时间成直线
37、关系，将其转变为电气信号，从而计将其转变为电气信号，从而计算出气体透过率算出气体透过率。二、透湿性及其测定二、透湿性及其测定 液体及其蒸汽对聚合物材料的透过性，液体及其蒸汽对聚合物材料的透过性，一般采用测定透过物浓度变化的方法来一般采用测定透过物浓度变化的方法来测量透过性。测量透过性。试验结果一般表示为透过速度，而不采试验结果一般表示为透过速度，而不采用渗透系数。用渗透系数。塑料薄膜和片材透水性的测定，参照国塑料薄膜和片材透水性的测定，参照国标标GB1037-88GB1037-88塑料薄膜和片材透水蒸气塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法性试验方法-杯式法杯式法进行的。进行的。（一）定义（一）定义
38、 1 1透湿量透湿量 水蒸汽透过量，薄膜两侧水蒸汽压差和薄膜水蒸汽透过量，薄膜两侧水蒸汽压差和薄膜厚度一定、温度一定、相对湿度一定的条件下，一平方米厚度一定、温度一定、相对湿度一定的条件下，一平方米面积，面积，24h24h内所透过的水蒸汽量。内所透过的水蒸汽量。2 2透湿系数透湿系数 水蒸汽透过系数，在一定的温度和相对湿水蒸汽透过系数，在一定的温度和相对湿度下，在单位水蒸汽压差下，单位时间内透过单位面积单度下，在单位水蒸汽压差下，单位时间内透过单位面积单位厚度的水蒸汽量。位厚度的水蒸汽量。（二）测试原理（二）测试原理 水蒸汽对薄膜的透过跟气体相似，水蒸汽分子先溶解于薄水蒸汽对薄膜的透过跟气体相
39、似，水蒸汽分子先溶解于薄膜中，然后向低浓度处扩散，最后在薄膜的另一侧蒸发。膜中，然后向低浓度处扩散，最后在薄膜的另一侧蒸发。在规定温度和相对湿度及试样两侧保持一定蒸汽压差条件在规定温度和相对湿度及试样两侧保持一定蒸汽压差条件下，测定透过试样的水蒸汽量。下，测定透过试样的水蒸汽量。（三）测试方法及设备（三）测试方法及设备 测定液体及蒸汽对聚合物的透测定液体及蒸汽对聚合物的透过性，有过性，有“杯杯”法、法、“盘盘”法、法、静水压法等静水压法等（四）影响因素（四）影响因素 1 1膜暴露面积大小和厚度膜暴露面积大小和厚度 2 2影响扩散常数和溶解度的因素影响扩散常数和溶解度的因素 3 3成膜材料的性质
40、成膜材料的性质 4 4扩散气体和蒸汽的性质扩散气体和蒸汽的性质 5 5材料分子结构影响材料分子结构影响 思考题思考题 1 1塑料和橡胶材料的吸水性可用什么来表示？受哪些因塑料和橡胶材料的吸水性可用什么来表示？受哪些因素的影响？素的影响？2 2密度的表示方式有哪几种？如何来测定？密度的表示方式有哪几种？如何来测定？3 3浸渍法测量密度的原理是什么？浸渍法测量密度的原理是什么？4 4叙述毛细管法测量粘度的原理？叙述毛细管法测量粘度的原理？5 5毛细管法测量粘度实验过程中，恒温槽的温度不恒定毛细管法测量粘度实验过程中，恒温槽的温度不恒定会有何影响？会有何影响？6 6何谓溶胀与溶解？何谓溶胀与溶解？7 7塑料薄膜的透气性用什么来表示？叙述其测试原理？塑料薄膜的透气性用什么来表示？叙述其测试原理？本本 章章 结结 束束
