ICS 83.080.01 G 31
HB 8402-2013
塑料耐化学介质性能试验方法
Practices for evaluating the resistance of plastics to chemical reagents
2013-04-25 发布 2013-09-01 实施
中华人民共和国工业和信息化部发布
前言
本标准按 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。
本标准由中国航空综合技术研究所、北京航空材料研究院归口。
本标准起草单位：西北工业大学、西安飞机工业(集团)有限责任公司。
本标准主要起草人：齐暑华、黄英、李晓冬、雷兴平、郑水蓉、李春华、安群力、邱华。
塑料耐化学介质性能试验方法
1 范围
本标准规定了塑料耐化学介质性能试验方法的原理、试验设备、试验条件、试样、试验步骤、试验结果的计算和试验报告。
本标准适用于塑料及制品的耐化学介质性能试验。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 2918 塑料试验状态调节和试验的标准环境
3 原理
在规定温度或(和)应力条件下，将试样在化学介质中曝露(浸泡或浸润)规定时间后，测定试样的质量、尺寸或力学性能的变化，判断塑料的耐化学介质性能。
4 试验设备
4.1 容器
4.1.1 容器对化学介质应是惰性的，不被所用化学试剂腐蚀。
4.1.2 常温试验用密闭容器。
4.1.3 高温试验用带有排气孔的容器。
4.2 烘箱
温度控制精度±2℃。
4.3 恒温浴
温度控制精度±2℃。
4.4 天平
当试样质量不大于 100g 时，天平精度为 0.1‰;大于 100g 时，天平精度为 1‰。
4.5 量具
量具的精度不低于 0.02mm。当试样的厚度小于等于 0.2mm 时，量具的精度至少为 0.002mm。
4.6 应变夹具
应变夹具是为试样提供一定应变且末端带有夹头的三点弯曲应变仪。试样和夹具应在试样长度方向上完全接触。图 1 是一个典型应变夹具的侧视图，可以用来在厚度为(3.00±0.20)mm 的试样上获得
1.0%的应变。按公式(1)、公式(2)、公式(3)、公式(4)来计算已知尺寸试样的应变，或通过夹具的尺寸回推来计算试样的应变。
R —夹具半径;θ —任意角度;RNA —中性轴半径;ROF —外层纤维半径;
LOF —外层纤维长度;LNA —中性轴长度;t —试样厚度
图 1 预加应变夹具示意图
LNA=RNA
LOF=ROFθ =(R+t)θ……………………………………………(2)
ΔL=LOF _ LNA=(R+t
式中：
ΔL ——外层纤维长度与中性轴长度的差;
ε ——预加应力后试样在长度方向的应变。
5 试样
5.1 试样外观
表面平整、均匀，目测无气泡。
5.2 试样制备及尺寸
5.2.1 测量质量和尺寸变化的标准试样为(76.00±1.00)mm ×(25.00±1.00)mm ×(3.00±0.20)mm的长条或为直径(50.00±1.00)mm、厚(3.00±0.20)mm 的圆片。
5.2.2 测试力学性能变化的试样应符合相关的试验方法标准的规定。
5.2.3 对于某些特定产品，如层合板，会产生明显的边缘效应。如果材料技术规范或协议允许，可以将大试件在化学介质中浸泡后，再切割成符合要求的试样进行力学性能测试。
5.3 试样数量
5.3.1 测量质量及尺寸变化的试样数量应不少于 3 个。
5.3.2 测试力学性能的试样数量应符合相应试验方法标准的规定。
5.4 尺寸测量
5.4.1 圆片试样：在试样相互垂直的两条直径上作四个测量点记号，测量点离边缘至少 10mm。测量试样直径，在记号位置测量试样的厚度。记录测量结果并计算平均值。
5.4.2 长条试样：沿试样长度方向和宽度方向分别作两个测量点记号，测量点离边缘至少 10mm。测量试样长度方向的四条边长，在记号点位置测量试样厚度。记录测量结果并计算平均值。
5.4.3 测试力学性能变化的试样按相应的试验方法标准规定测试试样尺寸。
5.5 状态调节
试验前试样应按 GB/T 2918 规定的标准实验室条件下调节不少于 40h。
6 试验条件
6.1 实验室条件
应有通风橱或其他满足要求的通风设备，且能保持温度为(23±2)℃和相对湿度为(50±5)%的标准实验室环境。
6.2 试验介质及用量
按试验目的或塑料技术要求选用试验用化学介质，参见附录 A。化学介质的用量按试样总表面积计算，当试样可萃取物含量很低或为难溶材料时，单位表面积所需化学介质的量约为 1.55mL/cm2;当试样易溶或增塑剂能被萃取时，单位表面积所需化学介质的量约为 6.20mL/cm2。如试样的溶解性和可萃取物含量不好判断，则选择较高的化学介质使用量。对于挥发性试剂， 应当每天补充化学介质使其一直处于规定的要求。
6.3 试验周期和取样时间
6.3.1 试验周期
6.3.1.1 标准试验：温度(23±2)℃,时间 168h。
6.3.1.2 加温试验：(50±2)℃或(70±2)℃,时间为 72h。
6.3.1.3 技术要求规定的温度，时间按 24h、72h 或 168h 的整数倍选取。
6.3.2 取样时间
6.3.2.1 试验周期不到 168h 的试验，建议每 24h 取样进行测试。
6.3.2.2 试验周期大于 168h 的试验，建议每 72h 取样进行测试。
6.3.2.3 按技术要求规定。
7 试验步骤
7.1 方法 1—浸泡试验
7.1.1 标准程序
7.1.1.1 试样按 GB/T 2918 进行状态调节。
7.1.1.2 将盛有试验介质的容器放入已达到所需温度的试验室或恒温浴中，待试验介质达到试验温度
后，将一组已测量的试样在试验前分别作好标记，浸入试验介质中。在整个试验过程中， 试样应浸没在试验介质中且不能相互接触，距容器壁不少于 6.5mm，距容器底部和液面不少于 13mm。相同材料的几组试样可以一起放入容器中浸泡。对于薄片试样或密度小于试验介质的试样， 应在试样上系上小的重物，使其完全浸没于试验介质中。在整个试验过程中， 第一周应每天搅拌试验介质一次，以后每周搅拌一次。观察并记录试样是否有表面光泽的消失、纹理的变化、分解、褪色、溶胀、发白、发粘、橡胶化、龟裂、起泡、开裂及溶解等现象。
7.1.1.3 达到规定的取样时间后，将试样从试验介质中取出，除去表面残留液体。酸、碱等水溶性液体，可以用流水清洗试样并迅速用布或纱擦干;吸湿性液体如浓硫酸，在擦干前应用无腐蚀性的挥发性溶剂(如汽油)冲洗;挥发性液体如丙酮、酒精等擦干前不需要冲洗; 粘性非挥发性液体，可以直接用滤纸或不掉毛的织物擦掉试样表面的残留液体，也可以浸入酒精或汽油等挥发性液体中迅速清洗、擦干。
7.1.1.4 冲洗和擦拭后，应立即称量试样的质量，测量试样标记位置的直径、长度和厚度。并按相应的试验方法测试力学性能。
7.1.1.5 如果试验需要继续进行，应将已测完的试样快速放入试验介质中，在试验介质中的全部浸泡时间应满足 6.3.1 的规定。
7.1.2 质量变化
在实验室条件下测量试样浸泡前后的质量，并按公式(5)计算质量变化百分数(Δm100)。
Δm100=mi _ m0 ×100……………………………………………(5)
m0
式中：
mi ——试样浸泡后的质量，单位为克(g);
m0 ——试样浸泡前的质量，单位为克(g)。
结果取三个试样的平均值。
7.1.3 尺寸变化
7.1.3.1 在实验室条件下测量浸泡前后试样标记位置的直径，并按公式(6)计算直径变化百分数(Δd100)。
Δd100=di _ d0 ×100…………………………………………(6)
d0
式中：
di ——试样浸泡后的直径，单位为毫米(mm);
d0 ——试样浸泡前的直径，单位为毫米(mm)。
结果取三个试样的平均值。
7.1.3.2 在实验室条件下测量浸泡前后试样标记位置的长度，并按公式(7)计算长度变化百分数(Δl100)。
Δl100=li _ l0 ×100…………………………………………(7)
l0
式中：
li ——试样浸泡后的长度，单位为毫米(mm);
l0 ——试样浸泡前的长度，单位为毫米(mm)。
结果取三个试样的平均值。
7.1.3.3 在实验室条件下测量浸泡前后试样标记位置的厚度，并按公式(8)计算厚度变化百分数(ΔH100)。
ΔH100=Hi _ H0 ×100…………………………………………(8)
H0
式中：
Hi ——试样浸泡后的厚度，单位为毫米(mm);
H0 ——试样浸泡前的厚度，单位为毫米(mm)。
结果取三个试样的平均值。
7.1.4 力学性能的变化
7.1.4.1 在相同的测试的条件下，按相应的试验方法分别对未浸泡和浸泡试样的力学性能进行测试，记录试验结果，并分别计算浸泡前后性能数据的平均值。两种试样应从同一样品或从同一批材料制备，且浸泡过的试样在除去残留化学介质后应立即进行测试。当试样曝露在加温的化学介质中时， 除非要在该温度下测试其性能，否则在测试前应将其放入装有与测试温度相同的试验介质的容器中冷却 1h。
7.1.4.2 强度保持率(S100)按公式(9)计算。
S100=S 2 ×100……………………………………………(9)
S1
式中：
S2 ——浸泡后试样的平均强度;
S1 ——浸泡前试样的平均强度。
7.1.4.3 模量保持率(E100)按公式(10)计算。
E100=E 2 ×100…………………………………………(10)
E1
式中：
E2 ——浸泡后试样的平均模量;
E1 ——浸泡前试样的平均模量。
7.2 方法 2—预加应变试样的化学介质曝露试验
7.2.1 将两组试样固定在具有一定曲率半径的夹具上，试样和夹具在试样的长度方向或被测区域完全接触。一组试样作为测试试样，另一组作为控制试样。
7.2.2 状态调节。按 5.5 对两组预加应变和一组未预加应变试样进行状态调节并选择试验条件。
7.2.3 将预加应变和未预加应变的试样曝露在规定温度的化学介质中，试样的曝露可以采用浸泡在试验介质中的方法，也可采用浸润的方法。如果试样采用浸泡的方法， 则按 7.1.1 进行试验;若试样的曝露采用浸润的方法，应用棉布将试样包好后，再用试验介质将棉布完全浸透。预加应变的控制试样在相同温度的空气中曝露。
7.2.4 达到规定曝露时间后，按 7.1.1.2 除去试样表面残留的化学试剂，并将试样从夹具上取下。如无特殊要求，除去化学介质及应变后 24h 内应对试样性能进行测试。
7.2.5 按相应力学性能试验方法对三组试样的力学性能进行测试，并记录测试结果。
7.2.6 按 7.1.4 对三组试样的强度和模量保持率进行计算。
8 试验报告
试验报告应包括以下内容：
a) 测试材料的来源、名称、规格及批号;
b) 试样的类型、尺寸及制备方法;
c) 测试方法;
d) 状态调节;
e) 所用的化学试剂、试验温度、时间以及所有其他试验条件;
f) 试验前后化学介质外观，及试样外观、质量、尺寸及力学性能;
g) 试验的起讫日期和取样时间;
h) 按第 7 章表示的试验结果;
i) 如需要，绘制试验结果随取样时间变化曲线;
j) 试验人员、日期。
附录 A
(资料性附录)试验介质及配制
表 A.1 和表 A.2 列出了可作为试验介质的化学试剂和化工产品的名称及配制方法，试验中所用的化学试剂纯度不低于工业级。所有的溶液应用新制蒸馏水配制， 浓度以质量分数或密度来表示。配制方法是依据给定浓度的溶液计算配制 1000mL 溶液所需各组分的量。其中有些化学试剂配制时有危险性，应在有经验的技术人员指导下操作。A 为腐蚀性试剂，不能和皮肤或衣物接触，应用移液管移取;B 为易燃试剂，不应靠近火源;C 为能产生有刺激性气味或有毒气体的试剂，应在通风橱里操作。
表 A.1 化学试剂
表 A.1 化学试剂(续)
表 A.2 化工产品
