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实验树脂基复合材料的热变形温度测定

聚合物的耐热性能，通常是指它在温度升高时保持其物理机械性质的能力。

聚合物在材料在使用时要承受外力的作用，因此耐热温度是指在一定外力作用下，

聚合物材料达到某一规定形变值时的温度。热变形温度是复合材料进行耐热性能

表征的常用方法之一。

一、实验目的

1.了解热变形温度仪的结构原理,掌握热变形温度实验的测试方法；

2、掌握热变形温度的实验物理意义。

3.结合树脂基复合材料的耐热性知识,分析复合材料耐热性的基本因素。

二、实验内容

测试环氧树脂样条的热变形温度。

三、实验原理

热变形温度（HeatDistortionTemperature），全称负荷热变形温度，英文缩写

为HDT，是高分子材料在液体传热介质中，在等速升温下，受简支梁式的静弯

曲负荷作用下，试样弯曲形变达到规定值时的温度。它是一个表达被测物的受热

与变形之间关系的量度。热变形温度可作为控制产品质量和鉴定新品种耐热性能

的一个指标。但因其值仅是在测试方法规定的载荷大小、施加方式、升温速率下

达到规定变形量时的温度，不代表其使用温度。

需要注意的是不同的负荷值所确定的热变形温度值是不同的，而且没有可比

性，所以测定热变形温度值一定要指出所用规定负荷数值（即所采用的标准）。

测量热变形温度的标准很多，现在常见的有：中国国标（GB）、美国材料试验学

会标准（ASTM）、国际标准化组织标准（ISO）、欧共体标准等，由于各标准所

规定的测试方法、单位系统等有所区别，所以测试结果也有所不同的。

此外，热变形温度指标是工程上用来表征材料耐热性能的物理量。随着温度

的提高，高分子一类材料的变形增大，当达到某一规定变形量时的温度越高，表

示该材料的耐热性越好。热变形温度与玻璃化温度（Tg）不同，前者是工程性质；

而Tg是表征高分子分子结构运动的一个转变温度，具有科学性质。

四、实验仪器和试样

1、实验仪器

本实验采用SWB-300维卡软化点负荷热变形温度测定仪。热变形温度测定仪

由保温浴槽、测试单元（包括加载装置、计量变形装置、温度控制系统）、电脑

和接口箱组成，如图1所示。

图1热变形温度试验装置图

1-负荷，2-百分表，3-温度计，4-负载杆及压头，5-支架，

6-液态介质，7-试样，8-试样高，9-试样宽，10-搅拌器

加热浴槽选择对试样无影响的传热介质－甲基硅油，室温时粘度较低。内设

加热器和导流式搅拌器。温度控制器可设置升温速率及上限温度。测试单元依靠

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，试样搁置在测试板的两根圆柱形隔条上，变形压头正好

压在试样的中间位置，砝码通过负载杆对试样施加垂直负载，检测位移的位移传

感器的测量头则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

压变形，负载杆下移，位移传感器即将下移数据通过接口箱发送至电脑。

2、试样

（1）平放法试样

试样尺寸：（80±2.0）mm×（10±0.2）mm×（4±0.2）mm，其中高度（垂

直方向）为4（±0.2）mm。

（2）侧立法试样

试样尺寸：（120±10）mm×（9.8～15）mm×（3.0～4.2）mm，其中高度（垂

直方向）为（9.8～15）mm。

试样表面应无扭曲，相邻表面应相互垂直。所有表面和棱边均无划痕、麻点、

凹痕、飞边、凸边、气泡等缺陷。

本实验采用试样放置侧立法，试样尺寸为mm×mm×mm。

2、实验条件

（1）荷重的选取

可以根据试祥的尺寸,按附表选择负荷力,对于表格中没有的试样尺寸,可用

下公式计算。

2bh2

F

3L

式中：F：所需的负荷力（N）

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σ：标准规定的弯曲应力,即：A法：1.8N/mm；B法：0.45N/mm

b：试祥宽度(mm)

h：试祥高度(mm)

L：两支点间距离（mm），本仪器