我們?yōu)槭裁匆匾曀芰系膭澓坌阅苣兀看蠹叶贾浪芰鲜歉叻肿硬牧希粡V泛用于建材、包裝、汽車等領(lǐng)域。對(duì)于應(yīng)用在這些領(lǐng)域的產(chǎn)品,如果表面劃痕性能較差,一旦與尖銳物體相互作用就容易造成產(chǎn)品外觀缺陷,或影響產(chǎn)品的耐久性、安全性能。

一、劃痕行為對(duì)塑料產(chǎn)品性能產(chǎn)生的三方面影響
1.外觀質(zhì)量影響:塑料劃痕所引起的“白化”現(xiàn)象是影響產(chǎn)品表面質(zhì)量和美觀的重要因素,例如汽車內(nèi)外飾件、電子產(chǎn)品外殼、包裝及標(biāo)簽、眼鏡鏡片、手表表鏡等都是由塑料高分子材料加工成型的配件,*易因人為的劃痕行為而影響產(chǎn)品整體的美觀和價(jià)值。
2.產(chǎn)品耐久性影響:塑料材料在紫外光輻射、熱、氧、水(酸堿)、高低溫交替、填埋等惡劣的環(huán)境因素下使用時(shí),其老化及失效的速度會(huì)大大加快,有效服役區(qū)間也會(huì)明顯縮短。雖然,我們通常的防護(hù)手段是在材料表面覆蓋高分子涂層,但是一旦高分子涂層遭受外力劃痕,其防護(hù)作用失效,就不能有效保證內(nèi)層材料的正常使用壽命。
3.產(chǎn)品安全性影響:食品包裝材料,特別是高溫蒸煮型多層復(fù)合高阻隔包裝膜、袋,因其可以大大延長食品的貨架期而被廣泛采用。多層復(fù)合高阻隔包裝膜、袋的阻隔性能主要由外層高阻隔高分子材料保障,包裝材料在食品封裝、蒸煮加工、運(yùn)輸過程中受外界作用產(chǎn)生劃痕,導(dǎo)致其外層材料阻隔性能下降,進(jìn)而影響食品貨架期,危害消費(fèi)者安全。除此之外,對(duì)于存儲(chǔ)設(shè)備,如光盤、硬盤等,由于高速旋轉(zhuǎn)引起的劃痕,可能導(dǎo)致重要數(shù)據(jù)的丟失,帶來不可挽回的損失。
二、當(dāng)前塑料劃痕性能檢測相關(guān)的試驗(yàn)方法分析
由于劃痕試驗(yàn)是汽車內(nèi)外飾件表面質(zhì)量控制的常規(guī)檢測項(xiàng)目,所以當(dāng)前廣泛使用的各種塑料制品劃痕性能的測試方法基本由汽車行業(yè)發(fā)展而來。這些劃痕試驗(yàn)主要是檢查各種汽車內(nèi)外飾件表面受到硬物(鑰匙、硬幣等)劃痕等環(huán)境應(yīng)力時(shí)發(fā)生的變化情況,例如在塑料表面留下刮痕,引起變色、光澤改變。工業(yè)界常用的塑料劃痕測試方法主要有五指劃痕試驗(yàn)、十字劃痕試驗(yàn)、硬度試驗(yàn)筆劃痕、摩擦色牢度劃痕、Taber 摩擦儀劃痕等。
1.五指劃痕試驗(yàn)法:即以 5 個(gè)金屬手指狀的劃痕頭在不同載荷下劃過材料表面形成刮痕,測試完成后在光線充足的環(huán)境下目視比較刮痕的可見度;
2.十字劃痕試驗(yàn):以固定載荷及間距在材料表面劃網(wǎng)格,測定刮痕處的顏色變化,用 ΔL*值代表的發(fā)白程度來表征材料的耐劃痕性能,ΔL*值越大說明材料的耐劃痕性能越差;
3.硬度試驗(yàn)筆劃痕法:通過采用硬度筆不同規(guī)格的彈簧達(dá)到所需的載荷,其評(píng)價(jià)方法同五指劃痕測試評(píng)價(jià)方法一致;
4.摩擦色牢度劃痕法:將干摩擦布和濕摩擦布(水、酒精、肥皂水和汽油等)在一定的載荷下與著色塑料制件進(jìn)行摩擦,然后參照沾色灰度卡對(duì)摩擦布的沾色程度進(jìn)行評(píng)級(jí);
5.Taber 摩擦儀劃痕法:采用 Taber 摩擦試驗(yàn)儀安裝專用劃痕頭,測試時(shí)將開孔圓形樣品固定在樣品臺(tái)上劃痕規(guī)定的圈數(shù),然后采用目視評(píng)價(jià)法檢查樣品表面的損傷程度。
以上劃痕實(shí)驗(yàn)方法雖被工業(yè)界廣泛采用,但其評(píng)價(jià)結(jié)果因多采用定性參數(shù),只能加載恒定載荷,載荷不能連續(xù)變化,不能定量地得到導(dǎo)致破壞的載荷和速率,難以對(duì)塑料材料的表面劃痕行為進(jìn)行深入探測和分析。
三、國內(nèi)外可供參考的塑料劃痕試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)
除了以上各大汽車制造商制定的劃痕試驗(yàn)外,國內(nèi)外相關(guān)的參考標(biāo)準(zhǔn)如下:
ASTM D 7027 - 20 Standard Test Method for Evaluation of Scratch Resistance ofPolymeric Coatings and Plastics Using an Instrumented ScratchMachine
EN 438-2:2016 High-pressure decorative laminates (HPL) - Sheets basedon thermosetting resins (usually called laminates) - Part 2:Determination of properties
SN/T 4449-2016 汽車內(nèi)飾材料耐刮擦試驗(yàn)方法
類似的標(biāo)準(zhǔn)還有:
EN 16094:2021Laminate floor coverings - Test method for the determinationof micro-scratch resistance
ISO 20502:2005 Fine ceramics(advanced ceramics, advanced technical ceramics) —Determination of adhesion of ceramic coatings by scratchtesting
ISO 1518-1:2019 Paints and varnishes — Determination of scratch resistance — Part 1:Constant-loading method
ISO 1518-2:2019 Paints and varnishes — Determination of scratch resistance — Part 2:Variable-loading method
GB/T 9279.1-2015 色漆和清漆 耐劃痕性的測定 第 1 部分 負(fù)荷恒定法
GB/T 9279.2-2015 色漆和清漆 耐劃痕性的測定 第 2 部分 負(fù)荷改變法
GB/T 6739-2006 色漆和清漆 鉛筆法測定漆膜硬度。
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