塑料冲击强度性能检测规范

塑料因轻质、耐腐蚀、易加工等特性，广泛应用于包装、汽车、电子、建筑等领域，其冲击强度直接决定产品在受冲击时的抗破坏能力，是材料研发、生产质控与市场准入的核心指标。为确保检测结果的准确性、重复性与行业可比性，塑料冲击强度检测需严格遵循统一规范，涵盖标准选用、试样制备、设备校准、试验操作、数据处理等全流程，是保障塑料产品质量与安全的技术基础。

检测标准的选择原则

塑料冲击强度检测需优先依据国家、行业或国际标准，选择原则应结合材料类型、应用场景与客户要求。例如，聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等通用塑料常用GB/T 1043.1《塑料 简支梁冲击性能的测定 第1部分：非仪器化冲击试验》，聚碳酸酯（PC）、ABS等工程塑料因需更高精度，可选用GB/T 1843《塑料 悬臂梁冲击强度的测定》；若出口产品需符合国际要求，则对应采用ISO 179（简支梁）或ASTM D256（悬臂梁）标准。

不同标准对试验原理与参数的规定差异显著：如简支梁试验中，GB/T 1043.1要求试样跨距为40mm，而ISO 179可根据试样厚度调整跨距；悬臂梁试验中，ASTM D256规定试样露出夹具的长度为101.6mm，GB/T 1843则为80mm。此外，缺口类型需匹配材料韧性——韧性较好的材料（如PE）宜选无缺口试样，脆性材料（如酚醛塑料）需用缺口试样，且缺口形状（A型、B型或V型）需严格遵循标准要求（如GB/T 1043.1的A型缺口深度2mm、角度45°、底部圆角半径0.25mm）。

若客户无明确要求，应优先选用与材料应用领域匹配的强制性标准；当多个标准均可适用时，需在试验报告中明确标注所采用的标准编号与版本，避免结果歧义。

试样的制备与状态调节

试样的形状与尺寸需严格符合所选标准：简支梁冲击试样通常为长条状（如GB/T 1043.1规定的80mm×10mm×4mm），悬臂梁试样为127mm×12.7mm×3.2mm（ASTM D256）。试样应采用注塑成型或机加工制备，注塑试样需遵循GB/T 18742《塑料 热塑性塑料材料注塑试样的制备》要求，确保熔体温度、注射压力等参数稳定，避免因成型缺陷（如气泡、缩孔）影响结果。

缺口试样的制备是关键环节，需使用专用缺口铣刀或缺口加工机。例如，GB/T 1043.1的A型缺口需保证缺口深度（2mm）、角度（45°）与底部圆角半径（0.25mm±0.05mm）的精度，加工后需用放大镜检查缺口处是否有毛刺或裂纹——若存在，需用细砂纸轻磨去除，但不得改变缺口形状。

试样制备完成后需进行状态调节，以消除加工应力对结果的影响。根据GB/T 2918《塑料 试样状态调节和试验的标准环境》，常规条件为温度23℃±2℃、相对湿度50%±5%，调节时间至少16小时；对于结晶性塑料（如PA66）或吸湿性材料（如PBT），需延长调节时间至24小时以上，或采用真空干燥箱预处理（如80℃干燥4小时）后再进行状态调节。

状态调节后的试样需避免再次加工或触摸，应使用镊子取放，防止表面污染或温度变化；若试样在调节后超过4小时未试验，需重新进行状态调节。

检测设备的要求与校准

塑料冲击强度检测的核心设备为摆锤式冲击试验机，需满足量程与精度要求：摆锤能量应匹配试样的冲击吸收能量，例如测试韧性材料（如PC）时，需选用50J或100J摆锤；测试脆性材料（如酚醛塑料）时，选用1J或2.75J摆锤。试验机的示值误差需≤±2%，摆锤的冲击速度需符合标准（如GB/T 1043.1要求冲击速度约为2.9m/s）。

试验机需定期校准，校准项目包括摆锤能量、支座跨距、冲击速度与角度。校准应采用计量部门溯源的标准试样（如铝合金标准试样），或遵循JJF 1220《摆锤式冲击试验机校准规范》。例如，校准摆锤能量时，需测量摆锤的质量与摆长，计算理论能量，与试验机显示值对比，误差超过允许范围需调整摆锤重量或长度。

试验前需检查设备状态：摆锤应能自由摆动，无卡滞现象；支座与夹具的表面需平整，无磨损；计数器或显示屏需正常显示。若设备长时间未使用（超过1个月），需先做空载试验（释放摆锤不冲击试样），确认摆锤能回到起始位置，再进行正式试验。

试验环境与条件的控制

试验环境需与试样状态调节环境一致，即温度23℃±2℃、相对湿度50%±5%。若需模拟极端环境（如低温-40℃或高温80℃），需使用环境箱控制试验温度，试样需在环境箱中放置至少30分钟，确保温度均匀后再进行试验。

冲击方向需严格遵循标准：简支梁试验中，摆锤应冲击试样的缺口背面（即缺口对着摆锤的反方向），确保冲击能量集中在缺口处；悬臂梁试验中，摆锤需冲击试样的自由端，且冲击点位于试样宽度的中心位置。

试验速度由摆锤的释放角度决定，例如GB/T 1043.1规定摆锤释放角度为150°，对应冲击速度约2.9m/s；ASTM D256规定释放角度为90°，速度约3.4m/s。试验中不得改变摆锤的释放角度，否则会导致冲击能量偏差。

试验操作的具体步骤

试验前需将试验机接通电源，预热10分钟，确保设备稳定。然后安装试样：简支梁试样放在支座上，调整跨距至标准要求（如GB/T 1043.1为40mm），试样的缺口需对准支座的中心位置，且缺口平面与冲击方向垂直；悬臂梁试样夹在夹具中，露出夹具的长度需符合标准（如ASTM D256为101.6mm），确保试样垂直于夹具。

安装完成后，释放摆锤：需缓慢转动摆锤至释放位置，避免用力过猛导致摆锤提前释放；释放时需松开制动装置，让摆锤自由冲击试样，不得用手推动摆锤。

冲击完成后，读取试验结果：试验机的显示屏或刻度盘会显示试样吸收的冲击能量（单位J），记录每个试样的能量值。若试样未断裂（如韧性材料冲击后仅弯曲），需记录“未断裂”，并注明冲击能量。

试验过程中需避免人员干扰，不得在摆锤摆动时触摸设备；每测试5个试样后，需暂停试验，检查摆锤与支座的状态，确保无损伤。

数据处理的规范要求

试验需至少测试5个平行试样，若有试样结果异常（如与平均值偏差超过10%），需检查试样是否有缺陷或操作是否错误，确认后可剔除异常值，用剩余试样计算平均值。例如，5个试样的结果为50kJ/m²、52kJ/m²、51kJ/m²、60kJ/m²、49kJ/m²，其中60kJ/m²偏差超过10%，剔除后平均值为（50+52+51+49）/4=50.5kJ/m²。

冲击强度的计算需遵循标准公式：对于缺口试样，冲击强度a_k=E/(b×d)，其中E为冲击吸收能量（J），b为试样缺口处的宽度（m），d为试样厚度（m）；对于无缺口试样，a_k=E/(b×h)，h为试样原始厚度（m）。计算结果的单位需为kJ/m²（1kJ/m²=1J/mm²），不得使用错误单位（如J/cm²）。

数据需保留两位有效数字，例如50.5kJ/m²需表示为51kJ/m²（若标准要求保留两位）。试验报告中需列出每个试样的原始数据、平均值、标准差与变异系数，不得只写平均值。

异常情况的判定与处理

若试样断裂不全（断裂面面积小于试样横截面积的90%），该结果无效，需重新测试；若试样在缺口以外的位置断裂（如简支梁试样在支座附近断裂），说明冲击能量未作用于缺口，结果无效。

若试验过程中设备出现故障（如摆锤卡滞、计数器显示错误），需立即停止试验，关闭电源，检查故障原因。例如，摆锤卡滞可能是因为轴承润滑不足，需添加润滑油；计数器错误可能是传感器故障，需更换传感器并重新校准。

若试样表面有气泡、裂纹或加工缺陷，该试样不得用于试验，需更换新的试样。若同一批试样中有超过20%出现缺陷，需检查试样制备过程，调整注塑或加工参数。

试验的质量控制措施

为保证试验结果的准确性，需控制平行试样的数量：通常至少测试5个，对于结果波动较大的材料（如PP），需增加至10个。平行试样的相对标准偏差（RSD）需≤5%（根据GB/T 6379.2《测量方法与结果的准确度 第2部分：确定标准测量方法重复性与再现性的基本方法》），若RSD超过5%，需重新测试。

实验室需定期参加能力验证，例如CNAS组织的塑料冲击强度比对试验，通过与其他实验室的结果对比，评估自身试验能力。若比对结果不满意，需分析原因（如标准选用错误、设备校准不当），采取纠正措施后重新参加比对。

设备需进行期间核查：每季度用标准试样测试一次，若标准试样的测试结果与证书值的偏差超过±2%，需重新校准设备。试验操作者需持证上岗，定期接受培训，熟悉标准要求与设备操作，避免人为误差。