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No.12聚氯乙烯第12期Dec.,2007PolyvinylChloride2007年12月分析与测试美式落锤冲击试验在PVC-U异型材冲击性能评价中的应用12白颖,李建伟*(1.大连实德集团技术部,辽宁大连116031;2.德固赛绿源(大连)药业有限公司,辽宁大连116051)[关键词]PVC-U异型材;美式落锤冲击试验;冲击性能[摘要]介绍了采用美式落锤法对PVC-U异型材的冲击性能进行量化评价的试验方法。结果表明,美式落锤冲击试验受很多因素(如温度、试样尺寸和试样的成型工艺)影响。[中图分类号]TQ325.3[文献标识码]A[文章编号]1009-7937(2007)12-0032-03TheapplicationofAmericandropweightimpacttestintheimpactpropertyevaluationofPVC-Uprofiledmaterials12BAIYing,LIJian-wei(1.TheTechnicalDepartmentofDalianShideGroup,Dalian116031,China;2.DegussaLynchem(Dalian)Co.,Ltd.,Dalian116051,China)Keywords:PVC-Uprofilematerial;Americandropweightimpacttest;impactpropertyAbstract:AmethodofquantitativelyevaluatingtheimpactpropertiesofPVC-UprofiledmaterialsbyusingtheAmericandropweightimpacttestwasintroduced.TheresultsshowedthatmanyfactorsinfluencedtheAmericandropweightimpacttest,suchastemperature,samplesizeandthemouldingprocessofsamples.冲击强度是衡量材料韧性的一种强度指标,表美式落锤法就是可以对PVC-U异型材的冲击性征材料抵抗冲击载荷破坏的能力,通常定义为试样能进行量化评价的一种试验方法,不同试验方法所受冲击载荷而折断时单位截面所吸收的能量。冲击得到的结果可能不一致。试样的几何形状、刻痕深强度的测试方法很多,应用较广的有摆锤式冲击试度与锐度等多种因素都将对冲击试验的结果产生影验、落锤式冲击试验和拉冲试验。摆锤式冲击试验响,因此冲击韧性的数值要在相似的测试条件下进是让重锤摆动冲击标准试样,测量摆锤冲断试样所行比较。消耗的功,试样的安放方式又分为简支梁式和悬臂梁式,但这种测试结果仅仅反映出材料本身的抗冲1试验原理击的能力。拉冲试验的原理是当拉伸速度足够高美式落锤冲击试验是规定重锤的质量,使其在时,拉断试样所做的功与试样受冲击破坏时所吸收一定的高度自由落下,撞击锤头,冲击试验样品,观的能量相当,冲击强度与拉伸强度和断裂伸长率都察试样的破碎情形,以判定材料的韧性与脆性。试有关系,可以分别估计出这两个因素对冲击强度的验下落重物的冲击刚刚足以使试样产生裂痕或破贡献。落锤式冲击试验是让重锤从已知高度落到板坏,从重锤的质量和下落高度计算使试样破坏所需状或片状试样上,试验下落重物的冲击刚刚足以使的能量。试样产生裂痕或破坏的条件,从重锤的质量和下落高度计算使试样破坏所需的能量。本文所要介绍的方法分A法和B法。A法是用于确定造成破*[收稿日期]2007-07-12[作者简介]白颖(1972!),女,工程师,1997年毕业于四川大学高分子化工专业,现就职于大连实德集团技术部,主要从事原料、PVC塑料异型材的性能检测工作。32 第12期白颖等:美式落锤冲击试验在PVC-U异型材冲击性能评价中的应用分析与测试坏的最小冲击力的方法,试验样品用3.6kg的重锤ERTG-1142,落锤质量(3.6%0.1)kg,锤头2个:进行冲击,导致50%破坏率的试验高度。破坏包括半径6.36mm、3.18mm,落锤高度可调。脆性破坏和韧性破坏两种。脆性破坏是指将被重锤电子卡尺:精度0.01mm。冲击后的样品对光观测,冲击区域上肉眼可见的穿2.2试验步骤孔、分裂、粉碎,碎片从样品上脱落或在末梢形成0∀(1)试验前的准备工作。角的裂缝等现象,如图1所示。韧性破坏是指末梢将型材切割后取出宽19mm&40mm的平直不是0∀角的裂纹,如图2所示。B法是用于确定导样品,内外表面应光滑,无划线、无内筋、无麻点等成致脆性破坏的最小冲击力,试验样品用3.6kg的重型缺陷。试验前将样品放置于(23%2)∋及(50%锤进行冲击,导致50%脆性破坏的试验高度。5)%相对湿度下40h,进行状态调节。(2)在预计的冲击区域测试每个样品的厚度,并取其平均值,用于最终的能量计算。(3)锤头的选择。选择合适形状的锤头安装在试验装置上。锤头形状的选用要依据样品的厚度、产品的硬度以及特定用途中预期的破坏方式等因素。当使用半径6.36mm的锤头不能使样品破裂时,则使用半径3.18mm的锤头,对于较厚的试样用半径3.18mm的锤头冲击。本实验根据试样的图1样品脆性破坏形式厚度、硬度选用半径3.18mm的锤头。(4)测试。(预备测试,如果高度未知,先使用6个或6个以上试验来确定起始的试验高度。图2样品韧性破坏形式)提升管道里的冲击重锤至适当高度(即刚好2试验部分使样品破坏的高度)释放重锤,使之撞击到锤头上。试验时冲击试样的外表面,移开样品,并观察。如果按标准ASTM4226-99#硬聚氯乙烯(PVC)建样品在第一次冲击试验产生破坏,则降低一个高度材抗冲击试验标准∃对PVC异型材用美式落锤试验差进行试验。如果第一次试验通过,再增加一个高机进行冲击试验。度差进行试验。如此重复试验,一般约20个样品就2.1仪器设备可以结束试验。整个检验过程的运行情况见表1。落锤冲击试验机GARDNERIMPACTTEST表1检测过程运行表高度检测次数mm12345678910111213141516171819202122232425262728457.2BXBX431.8DXBX406.4BXDX381.0DXDX355.6DX330.2DXDXDX304.8ODXDXDXOO279.4DXDXOODXOO254.0OOO注:X表示破坏,O表示通过,D表示韧性破坏,B表示脆性破坏。(5)计算。hi=h0+idh,kh=h0+dh(A/N%0.5)。A=∗ini。i=0式中:h对于A法为平均破坏高度,对于B法式中:i为0,1,2++k(计算指数,从h0开始);为平均脆性破坏高度,mm;h0为某种状况出现的最ni为在hi上出现状况的数量。低高度,mm;dh为重锤高度的单位差,mm;N为总MBFE=h&w。破坏数量或未破坏数量两者间取小值。33 分析与测试聚氯乙烯2007年MBFE为平均脆性破坏能量,J;w为质量,3.6kg。寸和试样的成型工艺)影响。计算h时,负号表示出现破坏的情况,正号表示(1)温度。由于PVC异型材的破坏过程是一个试验通过的情况。松弛过程,因此受力环境(如温度等外界条件)对它A法落锤试验统计结果见表2。的强度和韧性有显著的影响。同一样品表现为脆性表2A法落锤试验统计结果和韧性与温度有关,温度对冲击强度的影响很大,在高度/mmNONXiniini较低的温度下表现为脆性破坏,在较高的温度下又355.601313可能不破坏或韧性破坏。因此试验温度应控制在330.203236304.833133(23%2)∋。279.443030(2)试样的尺寸。由于试样的尺寸要参与最终总计7101012的能量计算,为了减少试样尺寸的影响,需要对每个注:NO表示非破坏的个数,NX表示破坏的个数。试样的厚度加以测量,并最终取其平均值。试样平均厚度1.86cm,平均破坏高度297.2(3)试样的成型工艺。在该试验中,样品质量对mm,平均破坏能量5696J/m。试验结果有很大的影响。在锤头冲击过的表面位置B法落锤试验统计结果见表3。通常产生裂缝。型材的构成和样品成型过程中的倾表3B法落锤试验统计结果斜角度都是很重要的影响因素。表面的瑕疵、型材高度/mmNDNBiniini的内筋、划线也会影响冲击结果。457.202224431.8111114结语406.411010通过美式落锤冲击试验所获得的冲击强度值与总计45所检测的试样的截面区域有关,并不能表示整个产注:ND表示韧性破坏的个数,NB表示脆性破坏的个数。品的冲击性能。出于这些情况,有时需要对样品的试样平均厚度16.8mm,平均脆性破坏能量不同部位或对试样的两个表面都进行试验,以取得8144J/m。更多的信息。3试验影响因素[编辑:杜桂敏]美式落锤冲击试验受很多因素(如温度、试样尺电石法PVC行业持续看好中国烧碱市场需求将保持继续增长的态势,2005!2010受国际油价影响,国内PVC行业持续看好。PVC的生年年均增长率预计在5.5%左右,2010!2015年需求将放产主要有石油路线的乙烯法和煤化工路线的电石法,高油价缓,约为3.5%左右。化工、冶金(主要是氧化铝)和纺织等使得石油乙烯法的生产成本高居不下,因此电石法PVC生行业耗碱量和比例将明显上升。到2010年国内烧碱需求量产成本优势明显,其竞争力进一步显现。目前,国内PVC产在1500万t左右,2015年烧碱需求量将达到1800万t。西量60%以上属电石法生产,而且,近期电石原材料焦炭价格部地区将逐步形成若干个30万t/a以上的以电石法PVC为不断上涨,也进一步推动了PVC价格的上涨。因此,在高油核心的氯碱工业格局。价背景下,电石法PVC具有一定的相对优势。34
