SWB-300C维卡软化点热变形温度仪

 维卡软化点-热变形系列     

            SWB-300系列维卡软化点·热变形温度测定仪,是测定塑料试样的热变形温度(HDT)和维卡软化点温度(VICAT)的专门设备。符合GB/T1633热塑性塑料软化点(维卡)试验方法、GB/T1634塑料弯曲负载热变形温度(简称热变形温度)试验方法/GB/T8802热塑性塑料管材、管件维卡软化温度的测定,及相关国际标准。

产品详情

         

               

SWB300C/D(C型无电动升降功能)维卡软化点&热变形温度测定仪,是测定塑料试样的热变形温度和维卡软化点的专门设备。符合《GBT1633热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定》、《GBT8802热塑性塑料管材、管件维卡软化温度的测定》与《GBT1634塑料弯曲负载热变形温度(简称热变形温度)试验方法》。

通过更换不同的测量头,可分别用于测量维卡软化温度或热变形温度。它们都是测定塑料耐热性的指标之一。

SWB300C/D型维卡软化点&热变形温度测定仪,由计算机记录整个测试过程中温度与位移量的关系,不但可供分析研究之用,而且,在测试启动后,不再需要操作人员看管。

维卡软化点温度 维卡软化点试验方法始于1894年,至1910年由德国正式建立标准的试验方法,我国于1970年正式发布此标准试验方法,并于1979年,转为国家标准。

一般情况下,热塑性塑料在常温下呈玻璃态,但随着温度的提高,逐渐向高弹态转变,逐渐失去了它原有的刚性,变得柔软,因此,在较小的外力作用下,就会产生较大的变形。热塑性塑料的软化点温度的测定,即基于此。

标准规定,在一定条件下(试样升温速率、压针横截面积、施加于压针的静负荷、试样尺寸等),压针头刺入试样1mm时的温度,作为维卡软化点温度,以℃表示。

维卡软化点是用于控制产品质量和判断材料的热性能的一个重要指标,但不代表材料的使用温度。

热变形温度 热变形温度是衡量塑料耐热性能的又一主要指标,现在世界各国的大部分塑料产品标准中,都有负荷热变形温度这一指标作为产品质量控制的手段。

把一个具有一定尺寸要求的长条形矩型试样,二端用支座搁置,并在二支座中点处,施以规定的负荷,形成三点式简支梁式静弯曲,将该受荷后的试样升温,试样必定随着温度的上升,逐渐加大变形,标准规定,将试样中点的变形量达到某一规定值时试样所处的温度,作为热变形温度,以℃表示。


l 结构简介

本机由恒温浴槽、测试单元、电脑及接口箱四大部分组成。

1.浴槽  

浴槽尺寸为  40×30×21cm3,计25L,在浴槽中,加入的液体加热介质,根据用户需要,可选用室温时粘度较低且在测试中对试样不产生影响,如软化、膨胀、破裂的传热介质,如硅油、变压器油、液体石蜡或乙二醇等(用户自备),由于试验温度一般较高,介质加热后膨胀,因此,在常温下加入介质,宜低于并接近箱体上平面5cm为宜,不宜太低,否则会使加热器空烧而致设备损坏。热胀后油位如过高,会自动从机后的溢油管溢出(请将盛油盘放置妥当)。

温度控制器可设置升温速率及上限温度,上限温度的设置一般略高于预期测试温度。当线性升温达到此值时,加热停止。

最大加热功率为4kW,单相供电,电流较大,用户应提供足够大的电源(220V20A以上)。

为了使一次试验后,能尽快进行第二次试验,浴槽的介质温度在试验后应迅速冷却。在设备左侧,装置有一对冷却管道出入接口,在浴槽介质温度<150℃时,通入干净自来水冷却,在浴槽介质温度>150时,一般通入<490Kpa的压缩空气冷却。注意防止出口处灼热的汽(气)流伤人。

浴槽使用了导流式搅拌装置,液面平静,液流稳定,温度稳定性及分布性均非一般结构所能比拟。

2.测试单元  

测试单元结构如图一所示,整个单元依靠支座,搁置在油槽面板上,测试部分浸没在浴槽的加热介质中。 测试板通过四根支柱,与支座固定定位,现图一所示的是热变形测量装置,变形试样搁置在测试板上的二根圆柱形搁条上,变形压头正好压在试样的中间位置,砝码通过负载杆,作用在压头上,检测位移的位移传感器的测量头,也正好抵在负载杆的顶端。当浴槽介质温度升高,试样开始受热受压而变形,负载杆下移,位移传感器即将下移的数据向接口箱发送。

将变形压头改换成软化压针,将试样放置于测试板的中间位置,即成了维卡软化点试样装置(见图二),同理,当温度上升时,试样开始软化,在负载的作用下,针头刺入试样体内,由位移传感器发送位移信号。

手捏住提把,即可将测试单元取出油槽。

3.电脑·接口 

电脑的中文界面为Windows XP 。在整个系统中,由软件执行参数输入、处理、计算、存储等功能,具有自我判断能力,绘制的“温度-位移”曲线能供用户对材料的热性能进行分析研究之用,是其它类型的同类仪器所无法比拟的。

接口控制器实现了电脑与测试单元之间的数据转换,包括光栅的数据处理,温度传感器的A/D转换和处理等等。


l 空白试验

空白试验用于检测仪器设备的测试架(单元)自身在温度变化中的变形情况。在仪器的附件箱中,有三条长条形的玻璃棒(标准变形试样),是用于检测空白热变形试验时的变形情况,三块圆片玻璃(标准软化试样)是用于检测维卡软化点试验时的变形情况。标准试样由具有变形量相当微小的GG17玻璃制成。目前,进口的该种仪器都随机配置,而国产仪器却少有见到。

空白试验完成后,系统将测试架的温度─变形关系存入电脑,在以后的测试过程中,程序将

自动的扣除仪器测试架(单元)自身变形量的影响。

1.  试样放置

• 取出测试单元,搁置在油浴槽面板上;

• 提起负载杆,把软化点标准试样(玻璃圆片)放妥在测试板中心位置,或把热变形标准试样稳妥地搁置在搁条上方(见图一、图二),放下负载杆,压针头应处于试样中心位置,或变形压头的轴向与试样的长度方向垂直,且位于长度的中央;

• 将测试单元浸入油槽,模仿真实的实验,套上砝码,注意试样不要移位;

• 参见图一或图二,插入温度传感器及水银温度计(仅用作校对用,平时测试可以不用)。

• 将测试架浸入油槽.

2.位移传感器的调整

位移传感器的量程一般为35mm,调整位移传感器的上下位置,使行程区域大致处于量程的中间位置即可。

3.参数设置

从电脑界面的测试仪菜单选项中,点击参数设定,在下拉菜单中先后选择测试单元123,并将随后的测试项目设置为空白试验(不做的单元不设置,但一般而言,空白试验总是一起做的)。

在下拉菜单中,设置升温速率。

在下拉菜单中,设置上限温度。上限温度是用以保护测试过程的安全的,在空白试验中,也作为空白试验的上限温度。因此,空白试验上限温度不应小于以后试样的测试上限温度。

注意,在温控器中,也有上限温度的设置,其上限温度应大于此参数设置的上限温度,以形成上限温度的双重保护又不影响测试(见•温度控制器的操作)。

当确定进行空白试验时,其它单元不能进行除空白试验以外的其它试验。

4.测试

测试架稳妥放置,参数设置后,点击参数设定下拉菜单的确定,再点击启动测试,启动测试,在出现的 “现在就进行测试确认吗?”的问号下面,点击确定,进入测试程序。

按照‘温度控制器的操作这一节内容,设置并启动温度控制器。温度控制器在搅拌器运转五分钟后,开始按设置的温度上升速率升温,同时,由于空白试验的位移量很小,因此,屏幕将更新,坐标的纵轴(位移量)刻度放大。“温度值─位移量”的座标点随温度上升而不断地添加在座标上,形成一根连续的曲线。

整个过程,在到达上限温度时结束。

测试单元自身随温度的变形关系,将在您的确认下记忆在电脑中,直至下次再做空白试验时由新的数据覆盖。

测试结束后,加热器停止加热,接口控制器中的蜂鸣器鸣响。

5.结束  

试验结束后,可通过冷却装置(在冷却管中通过水或压缩空气)使油温快速下降,以进行新的一次试验。


热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定(GB/T1633)

1.试样准备*1

试样要求厚度在36mm,长、宽(或直径)分别为10 mm以上;

过厚的材料应单面加工成34 mm厚,安装时将加工面朝下;

过薄的材料可用23块试样迭合进行试验;

每组至少二个试样。

2.试验标准

2.1升温速率选择:

 根据试验标准或规定选择:

速度:5±0.5/6min

速度:12±1.0/6min

2.2静负荷的选择:

施加的静负荷是砝码、负载杆(包括压头)和位移传感器的弹力的总和,根据试验要求,组成静负荷的质量分别为(本机的位移传感器的压力约18g重,对应重力负荷0.17N:

1000 +039g   (对应重力负荷  10N±0.2N);

5000+0199g   (对应重力负荷  50N±1N)。

2.3维卡软化点温度记录的标准

在指定速率的升温过程中,当负载杆下移(即针头针入试样体内)1mm时的温度,即确认为维卡软化点温度。以同组二个试样的软化点温度的算术平均值表示试验结果,二个试验结果相差大于2℃时,应重做。

3.样品的放置

31取出测试单元,搁置在浴槽面板上;

32提起负载杆,把试样放在测试板中心位置(见图一),放下负载杆,压针头应位于试样中心;

33将测试单元浸入浴槽,加上选定的砝码;

34将温度传感器和水银温度计各顺斜孔插入(水银温度计仅供校对使用,可以不用);

35调节位移传感器的上下位置,使传感器检测检测行程位于总行程的中间位置。

4.位移传感器的调整

位移传感器的调整比较简单,一般,位移传感器选用的量程为3~5mm,只要调节位移传感 器的上下位置,使行程大约处于量程的中间即可。

不过不要忘了,调整传感器前,最好要先将安置好试样的测试架放入面板上的长方孔内,浸入油中,并根据需要加上所需砝码稳妥就位。

     搅拌器运转,5min后,位移传感器输出的位移量自动清零,屏幕上坐标更新,将此时的温度与位移作为新的坐标原点。

在预先设置并启动温控器的情况下,温度按预定的速率上升,位移量在经过一段相当的静止期后,开始发生变化。当位移量达到预置的针入量时,该测试样品对应的坐标上的光点将醒目的显示出来,并且在光点一侧出现温度与位移的数值(即该点的坐标值)。

在测试过程中,系统将自动参照原空白试验数据,扣除测试架自身的变形影响。

当预设的待测单元的样品检测全部结束,在接口控制箱中,将有提示音告知操作者,同时,加热器停止工作。

7.  结果处理

测试结束,系统将进行平均值计算及保存、打印工作。

72保存

系统拥有庞大的数据库,可对测试过程及结果进行保存。在缺省状态下,其保存文件名为:


    ×××××××[×] [×××]  SWB

                                     

7.3打印

曲线打印

    将整个测试过程中的“温度─位移”曲线打印出来,供分析研究用。

油槽水冷、气冷或自然冷却。


l 热塑性塑料管材、管件维卡软化温度(VST)的测定(GB/T8802)(参阅标准)

1.  试样准备*1

1.1 取样

管材试样应是从管材上沿轴向裁下的弧形管段,尺寸为:长度约50mm,宽度1020mm

管件试样应是从管件的承口、插口或柱面上裁下的弧形片段,长度为:

管件直径≤90mm,试样长度和承口长度相等;

管件直径>90mm,试样长度为50mm

宽度应从没有合模线或注射点的部位切取。

1.2 制备

管材或管件的壁厚=2.4mm6mm,可直接进行试验;

管材或管件的>6mm,则采用适当的方法加工管材或管件的外表面,使壁厚减至4mm,如管件承口带有螺纹,则应车掉,使其表面光滑;

管材或管件的壁厚<2.4mm,则可将两个弧形管段迭加在一起,使其总厚度不小于2.4mm,

为垫层的下层管段试样应首先压平,为此可将该试样加热到140℃并保持15min,再置于两块光滑平板间压平,上层弧段保持原样不变。

1.3 预处理

将试样在低于预期维卡软化温度(VST50℃的温度下预处理至少5min;

对于丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(ABS)和丙烯睛-苯乙烯-丙烯酸(ASA)试样,应在烘箱中(90±2)℃下干燥2h,取出后在(23±2)℃的温度和(50±5)%的相对温度下,冷却(15±1min,然后再按上述预处理。

2. 升温速率选择

根据标准,选择(5±0.5)℃/6min

3. 静负荷的选择

施加的静负荷是砝码、负载杆(包括压针)和位移传感器的弹力的总和,应为(50±1N,对应总静负荷质量为:(5099±102g(本机的位移传感器的压力约18g重,对应重力负荷0.17N)。

4. 操作

☉将浴槽温度调至约低于试样软化温度50℃,搅拌器运转并保持恒温。

☉将试样凹面向上,水平放置在未加砝码的负载杆的压针下,试样和仪器底座的接触面应是平的,对于二层迭加的试样,压针端部应置于未压平试样的凹面上,下面放置压平的试样。压针端部距试样边缘不小于3mm

☉将测试单元放入浴槽,插入温度传感器和温度计(校对用,可以不插入)。

5min后,再加上所要求质量的负荷,位移传感器调零。

☉等速升温。



5. 其它设置请参阅上一章"热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定(GB/T1633)"的内容.


l 负载热变形温度的测试方法

1.试样准备*1

在新国标(GB/T1634.2-2004/ISO75-2:2003)中,删去了侧立试验的内容,只是作为暂时保留,以提供足够长的过渡期。新国标只把平放法作为优选方法推荐使用。在以后的标准再次修订时,侧立试验将被删除。

本设备同时适用于新老二种版本的标准。

1.1平放法试样:

试样尺寸:(80±2.0mm×(10±0.2mm×(4±0.2mm,其中高度(垂直方向)为4(±0.2mm

1.2侧立法试样

试样尺寸:(120±10mm×(9.815mm×(3.04.2mm,其中高度(垂直方向)为(9.815mm

试样可采用机加工或模塑方法制备。采用模塑方法制备时,模塑压力方向应垂直于试样的高度这一侧面,模塑条件对测定结果有较大影响,应按有关材料标准的要求或有关方商定。

试样表面应无扭曲,相邻表面应互相垂直。所有表面和棱边均无划痕、麻点、凹痕、飞边、凸边、气泡等缺陷。

一次至少试验二个试样,为降低翘曲变形的影响,应使试样的不同面朝着加荷压头进行试验。

必要时,试样应进行预处理。试样预处理可按产品标准规定,无规定时可直接进行测定。

2.试验标准

21升温速率120±10/h 

得出的砝码质量,由砝码、负载杆组件及位移传感器对负载杆的作用力(本机约为18g重,对应重力负荷0.17N)组成。实际使用的负荷力与计算值相差应在±2.5%以内,当计算值小于能施加负荷力的最小值时,应考虑使用大的弯曲正应力来计算。

23负载热变形温度记录的标准

当位移量达到下表中的相对变形量时(相对变形量与试样高度有关),此时的试样所处的温度即为负载热变形温度:


表一.  平放试验,试样高度(垂直方向)与标准挠度△S的关系:

试样高度   mm

试样挠度△S   mm

3.8

0.36

3.9

0.35

4.0

0.34

4.1

0.33

4.2

0.32


表二.  侧立试验,试样高度(垂直方向)与标准挠度△S的关系:

试样高度    (垂直方向)mm

标准挠度△S mm

试样高度    (垂直方向)mm

标准挠度△S mm

9.89.9

0.33

12.412.7

0.26

10.010.3

0.32

12.813.2

0.25

10.410.6

0.31

13.313.7

0.24

10.710.9

0.30

13.814.1

0.23

11.011.4

0.29

14.214.6

0.22

11.511.9

0.28

14.715.0

0.21

12.012.3

0.27




在本型号的设备中,将由软件自动设置.

3.样品的放置

31取出测试单元,搁置在浴槽面板上;

32提起负载杆,把试样均衡地放在搁条上(见图二),放下负载杆,使变形压头位于试样中心;

33将测试单元浸入油槽,加上选定的负荷(砝码)

34将温度传感器和水银温度计各顺斜孔插入(水银温度计仅供校对使用,可以不用);

35调节位移传感器的上下位置,使传感器检测行程位于总行程的中间位置。

4.位移传感器的调整

位移传感器的调整比较简单,一般,位移传感器选用的量程为3~5mm,只要调节位移传感器的上下位置,使行程大约处于量程的中间即可。  

*新国标中,规定上述工作应在27℃下进行。“除非以前的试验已表明,对受试材料,在较高温度下开始的试验不会引起误差。”因此,如必须在27℃以下进行,而用户的环境试验条件又不能低于22℃时,请向生产商协商订购专用制冷器。

在预先设置并启动温控器的情况下,温度按预定的速率上升,位移量在经过一段相当的静止期后,开始发生变化。当位移量达到预置的变形量时,该测试样品对应的坐标上的光点将醒目的显示出来,并且在光点一侧出现温度与位移的数值(即该点的坐标值)。

在测试过程中,系统将自动参照原空白试验数据,扣除测试架自身的变形影响。

当预设的待测单元的样品检测全部结束,在接口控制箱中,将有提示音告知操作者,同时,加热器停止工作。

7.结果处理

参见“维卡软化点测试方法”中的第7点“结果处理”部分。

8.  油槽水冷、气冷或自然冷却。

l        温度控制器的操作

1.  升温启动

设备的电源开关合上后,控制器通电,上显示器显示浴槽实际温度,下显示器显示在速率升

温过程中即时应达到的温度值。

按“<”键,启动指示灯亮,加热指示灯闪亮(如果此时软件未启动测试则不亮,即无法加热),

进入预热状态。待预热结束,“速率”指示灯亮,进入速率升温状态。

当温度达到原已设置的限幅温度值(300),升温中止,进入恒温状态。

如在线性升温过程中,需要在达到某一温度时恒温,只要在下显示器显示温度升到所需温度时,按一下“∨”键,锁定指示灯亮,即进入恒温状态,如再按一下“∨”键,解除恒温状态,继续进入升温过程。如需停止加热,按“<”键,“速率”、“启动”的指示灯均熄灭,加热电源切断。

2.  参数设置

21上限温度的设置:

温度显示控制器通电后,点按“SET”键,上显示器显示“  ”,下显示器显示上次设10

定的限幅温度值,如需修改,按“<”,下显示器第一位闪动,此时按“∨”或“∧”键修改,在点按“<”键,第二位闪动,……,依次修改,直至修改完毕。

设置结束,按一下“SET”键,可进入升温速率的设置。

22升温速率的设置:

限幅温度设置后,继续按“SET”键,上显示器显示“  ”,下显示器显示上次设定的升温速率值,如需重新设置,按上法同样修改参数。

这里,5/6min设置为:005.0,

12/6min设置为:012.0,

23升温速率修正值的设置:

    修正值可以修正升温速率的误差。此值已在出厂时精确调试,请勿随意变动。

修正值的设置:在升温速率设置后,继续按“SET“键,上显示器显示“”,下显示器显示上次设置的升温速率修正值,如需修改,按2.1的修改方法执行,数值增大,速率加快。

设置结束,按一下“SET”键,退出设置,等待启动。

3.温度显示控制器的操作面板如下:



l 电动升降

测试单元(共三件)搁置在工作台(油槽面板)上,D型的工作台可以电动升降,按住电气

操作面板上的“工作台    ”按钮,内置电机将带动工作台上升,直至按钮被释放或工作台到达顶点位置(有限位开关),反之,按住电气操作面板上的“工作台    ”按钮,工作台将下降直至按钮被释放或到达底部限位位置(有限位开关)。

    工作台电动升降时,测试单元上请勿置放砝码。

l 自动装置故障时的应急使用

当电脑测试系统发生故障时,本仪器仍可进行独立工作。

1.  位移的测试

卸下位移传感器,换装上随机提供的千分表,即可直接观察位移量的情况。

2.  温度的控制

本机专门设计了自动设置、人工设置二用的温度控制器,参见上一节,当自动装置发生故障

时,可以转入人工设置来继续工作。

3.注意:在自动测试过程中,升温速率由电脑中的参数设置决定,而与温控器自身的设置无关。同时,温控器的上限温度设置应比参数设置中的数值高,以形成双重上限温度保护,又不影响正常测试。

l 技术要求

温度范围:   室温~300℃;

升温速率:   5±0.5/6min12±1.0/6min

温控器显示准确度:   不劣于±0.5℃;

採温点显示准确度:  不劣于±0.5℃;

温度分布:   不劣于±0.5℃;

浴槽容积:   25L

测试单元数:   3

变形测量装置:   千分表0.001mm

热变形压头尺寸:   R=3±0.2mm

热变形试样支点跨度:   64±1mm 100±1mm

软化点压针头尺寸:   1.000±0.015mm2(d=1.128±0.0085mm)

负载杆组件质量:为保证软化点实验的最小施加力,本机配置了三种负载杆组合,具体见后附录四,软化点压针头的质量与变形压头相同。

千分表向下作用力为17g,不能直接用市售千分表代替。

试样架热变形量:  0.02mm,若有少许超过,可通过空白试验修正。

(本机提供三套标准试样,可测试试样架热变形)

砝码配置(共三套)

质量(g

2000

896

500

200

100

50

20

10

5

2

1

件数/套

2

1

1

2

1

1

2

1

1

2

1

   

±1

±2

加热功率:  4kW

    :   220VAC20A

冷却方法:  水冷或风冷(水源或压缩空气由用户自备)。

l 安全事项

1.  设备使用前,必须检查设备接地良好;

2.  设备工作在高温状态,注意烫伤,特别冷却管出口,冷却时,有高温汽(气)流喷出。