DIN 53765 塑料和弹性体测试 - 热分析 - DSC 方法

德国标准化协会 (DIN) 发布的标准“DIN 53765 塑料和弹性体测试——热分析——DSC 方法”描述了一种使用磨盘（或摩擦轮）测定塑料耐磨性的方法。这本质上就是泰伯磨损试验。

差示扫描量热法 (DSC) 是表征塑料（热塑性塑料和热固性塑料）和弹性体（橡胶和类橡胶材料）最广泛使用的热分析技术之一。当样品和惰性参比物同时经历受控的温度程序时，DSC 会测量二者之间的热流差异。这可以揭示影响材料加工、性能、质量控制和失效分析的重要热转变和反应。

在差示扫描量热法（DSC）实验中，

• 将少量样品（通常为 5-20 毫克）放入一个容器中，旁边放置一个空的参考容器。
• 该设备以恒定速率（通常为每分钟 10 度或 20 度）加热或冷却。
• 该传感器可检测任何吸热（例如熔化、玻璃化转变）或放热（例如结晶、固化、氧化）事件。
• 结果以图表的形式绘制出来，表示热流与温度或时间之间的关系。

设备主要分为两大类：

• DSC热流：测量样品与参比物之间的温差。
• 功率平衡DSC：调节功率以保持样品和参比样品处于相同温度。

调制 DSC 是一种先进的变体，它叠加正弦温度振荡，以分离可逆（与热容相关）和非可逆（动力学）事件，从而更好地分辨重叠的转变。

差示扫描量热法（DSC）为材料开发和质量保证提供了有价值的数据：

• 玻璃化转变温度：表示材料从玻璃态到橡胶态的转变温度。其典型应用包括柔韧性、脆性，并且对弹性体和非晶态塑料至关重要。
• 熔点和熔化焓：表示结晶区的熔点。典型应用包括热塑性塑料的结晶度和加工温度。
• 结晶温度和焓：指示冷却过程中的结晶情况。典型应用、加工性能和成核剂。
• 结晶度：表示晶体含量的百分比。典型应用包括机械强度和阻隔性能。
• 固化/交联：表示反应的焓变和温度。典型应用包括热固性树脂和弹性体的硫化。
• 氧化诱导时间/起始时间：具有良好的氧化稳定性。典型应用：用作聚烯烃和橡胶的稳定剂。
• 比热容：表示储热能力。典型应用包括热管理和工艺模拟。
• 性能退化/热稳定性：表明性能退化的开始。典型应用：最高使用温度限制。

对于弹性体而言，差示扫描量热法 (DSC) 在测定玻璃化转变温度（大多数橡胶的玻璃化转变温度通常很低，例如零下 60 度）、识别添加的塑料或填料以及评估残留硫化或增塑剂的影响方面尤为有用。它还可以帮助识别传统方法可能遗漏的污染物或混合物成分。

DIN 53765 标准中描述的程序通常遵循以下步骤：

• 将扁平的测试样品安装在旋转转台上。
• 将两个指定类型的砂轮以规定的载荷（通常每个臂 250 克、500 克、750 克或 1000 克）压在样品上。
• 样品在车轮下旋转，形成十字弹簧状的磨损图案。

采用以下方法评价耐磨性：

• 质量损失（经过一定次数循环后，通常为 1000 次循环，质量与循环次数之差）
• 体积损失
• 对磨损表面进行目视评估。

该测试证明了该材料对晶粒剪切磨损的抵抗能力。

本方法用于评价下列材料的耐磨性：

• 硬质和软质塑料
• 涂料
• 层压板
• 地板覆盖物
• 橡胶和弹性体（实践中常用）
• 皮革、纺织品、油漆、纸张（尽管标题侧重于塑料）

对于易受摩擦、磨损或人流影响的材料而言，这一点尤为重要。

简而言之，DIN 53765 标准概述了测定塑料和聚合物材料电导率（或电阻）的方法。该特性在需要控制静电行为、绝缘性或导电性的应用中至关重要。该标准广泛应用于电子、汽车、包装和材料工程等领域，尤其是在评估抗静电和导电塑料方面。

DIN 53765 标准的主要目标如下：

• 测量塑料的导电性。
• 评估表面阻力和体积阻力。
• 这些材料可按以下方式分类：
  • 绝缘子
  • 抗静电
  • 开展

这有助于制造商确保材料符合性能和安全要求。

DIN 53765 标准适用于以下领域：

• 热塑性塑料和热固性塑料
• 导电聚合物复合材料（例如，碳填充塑料）
• 涂层或改性塑料表面

该标准的典型应用包括：

• 电子外壳
• 汽车内饰件
• 用于精密电子产品的包装材料。
• 需要防静电的地板和地面铺装材料。

电导率是电阻率的倒数。该标准通常评估以下各项：

• 体积电阻率：材料所受到的阻力。
• 表面电阻率：穿过物体表面的电阻。

测试过程通常遵循以下步骤：

• 样品制备：样品必须具有规定的几何形状和厚度。表面必须清洁并经过处理。环境条件（温度、湿度）必须得到控制。
• 所用设备包括：高阻表（静电计）、电极（环形或板状）和用于最大限度减少漏电流的保护环。
• 实验步骤：将样品置于电极之间。施加已知电压。测量产生的电流。使用标准公式计算电阻率。

DIN 53765 标准之所以重要，原因如下：

• 静电安全：防止静电放电损坏敏感电子设备，降低危险环境中发生火灾或爆炸的风险。
• 质量控制：确保生产过程中电气特性的一致性。
• 材料开发：支持导电填料（炭黑、石墨烯）和抗静电添加剂的开发。

总之，DIN 53765 标准是评估塑料电气性能的基础标准，尤其适用于静电控制至关重要的应用领域。它提供了可靠的电导率和电阻测量方法，有助于各行业确保产品的安全性、性能和合规性。

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