航空非金属材料性能测试技术

第一篇塑料

1塑料基础知识2

1.1概述2

1.2塑料的分类与组成2

1.2.1塑料的分类2

1.2.2塑料的组成3

1.3塑料的特性与用途5

1.3.1塑料的特性5

1.3.2塑料的用途6

1.4常用航空塑料6

1.4.1聚乙烯6

1.4.2聚丙烯7

1.4.3聚氯乙烯8

1.4.4聚苯乙烯9

1.4.5ABS10

1.4.6氟塑料11

1.4.7聚甲基丙烯酸甲酯12

1.4.8聚碳酸酯13

1.4.9聚酰胺14

1.4.10聚甲醛15

1.4.11热塑性聚酯16

1.4.12聚砜类塑料PSU或PSF17

1.4.13聚醚醚酮19

1.4.14聚酚氧（苯氧基树脂）19

1.4.15聚苯醚20

1.4.16氯化聚醚21

1.4.17酚醛树脂21

1.4.18环氧树脂22

1.5塑料材料的发展动态24

1.6塑料常用的生产工艺24

1.6.1压延成型24

1.6.2浇铸25

1.6.3涂敷25

1.6.4挤出25

1.6.5吹塑25

1.6.6注射模塑25

1.6.7喷射模塑26

1.6.8压缩模塑26

1.6.9壳模法27

1.6.10传递模塑27

1.6.11流化床模塑27

1.6.12旋转模塑28

1.6.13辐射加工28

1.6.14烧结28

2塑料物理化学性能测试29

2.1塑料密度和相对密度试验29

2.1.1定义29

2.1.2浸渍法29

2.1.3液体比重瓶法31

2.1.4滴定法（浮沉法）32

2.2塑料的吸水性试验33

2.2.1原理33

2.2.2吸水性33

2.2.3仪器33

2.2.4试样33

2.2.5试验步骤要点34

2.2.6计算结果34

2.2.7影响因素35

2.3塑料滑动摩擦磨损试验方法35

2.3.1定义35

2.3.2仪器35

2.3.3试样35

2.3.4试验条件36

2.3.5步骤要点36

2.3.6结果计算与表示36

2.3.7影响因素36

2.4塑料银纹试验方法37

2.4.1定义37

2.4.2仪器37

2.4.3试样尺寸37

2.4.4试验步骤要点38

2.4.5结果计算与表示38

2.4.6影响因素39

2.5塑料耐磨蚀试验方法39

2.5.1定义39

2.5.2仪器39

2.5.3试验步骤要求39

2.5.4试验结果40

2.5.5影响因素40

3塑料基本力学性能测试41

3.1塑料力学性能试验方法总则41

3.1.1试样制备41

3.1.2试验环境41

3.1.3试样的预处理41

3.1.4仪器41

3.1.5试样的状态调节42

3.2塑料拉伸性能试验方法42

3.2.1原理42

3.2.2定义43

3.2.3试样44

3.2.4试验步骤要点46

3.2.5结果计算与表示46

3.2.6影响因素47

3.3弯曲性能测定47

3.3.1原理48

3.3.2定义48

3.3.3试验要点49

3.3.4结果计算与表示50

3.3.5影响因素51

3.4压缩性能试验51

3.4.1原理51

3.4.2定义52

3.4.3设备及试样52

3.4.4试验步骤要点53

3.4.5结果计算与表示54

3.4.6影响因素55

3.5冲击性能试验55

3.5.1简支梁冲击试验55

3.5.2悬臂梁冲击强度试验59

3.6剪切性能62

3.6.1原理62

3.6.2定义63

3.6.3设备与试样63

3.6.4简明试验步骤63

3.6.5结果计算与表示63

3.6.6影响因素63

3.7硬度64

3.7.1球压痕硬度64

3.7.2塑料洛氏硬度试验65

3.8塑料承载强度试验方法68

3.8.1原理68

3.8.2设备与试样68

3.8.3操作要点69

3.8.4影响因素70

4塑料热性能的测试71

4.1负荷变形温度HDT试验方法71

4.1.1原理71

4.1.2设备71

4.1.3试样72

4.1.4简明步骤要点72

4.1.5结果计算与表示74

4.1.6影响因素74

4.2维卡软化点VST测定方法75

4.2.1原理75

4.2.2仪器及试样75

4.2.3简明试验步骤75

4.2.4试验结果的表示76

4.2.5影响因素76

4.3马丁耐热试验77

4.3.1原理 77

4.3.2设备和试样77

4.3.3简明试验步骤77

4.3.4结果计算与表示78

4.3.5影响因素78

4.4热塑性塑料熔体流动速率试验79

4.4.1定义79

4.4.2仪器和试样79

4.4.3简明试验步骤79

4.4.4结果计算与表示80

4.4.5影响因素80

4.5塑料线胀系数测定81

4.5.1试验原理81

4.5.2定义81

4.5.3设备与试样81

4.5.4简明步骤要求82

4.5.5结果计算与表示82

4.5.6影响因素83

4.6定向有机玻璃的热松弛试验方法83

4.6.1原理83

4.6.2定义83

4.6.3设备与试样83

4.6.4简明试验步骤83

4.6.5结果计算与表示84

4.6.6影响因素84

4.7定向有机玻璃消向应力和消向温度试验（HB 6659—1992）84

4.7.1原理84

4.7.2定义85

4.7.3设备与试样85

4.7.4简明试验步骤86

4.7.5结果计算与表示86

4.7.6影响因素86

4.8塑料受热作用后的时间-温度极限的测定86

4.8.1原理87

4.8.2定义87

4.8.3设备与试样87

4.8.4简明试验步骤87

4.8.5结果计算与表示87

4.8.6影响因素89

4.9塑料热空气老化试验（热老化箱法）89

4.9.1原理89

4.9.2仪器与试样89

4.9.3简明试验步骤89

4.9.4结果的评估与表示90

4.9.5影响因素91

4.10塑料低温脆化温度的测定（冲击法）92

4.10.1原理92

4.10.2仪器与试样93

4.10.3简明试验步骤94

4.10.4结果的评估与表示94

4.10.5影响因素95

5塑料电性能测试96

5.1固体绝缘材料工频电气强度的试验方法96

5.1.1原理96

5.1.2定义96

5.1.3试样处理及试验环境条件97

5.1.4电气装置及试样97

5.1.5简明试验要点97

5.1.6结果计算与表示98

5.1.7影响因素99

5.2固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率的测定99

5.2.1定义99

5.2.2设备99

5.2.3试样与电极配置100

5.2.4电极材料100

5.2.5简明操作要领101

5.2.6结果的计算与表示101

5.2.7影响因素102

5.3固体电工绝缘材料高压小电流间歇耐电弧试验102

5.3.1原理102

5.3.2设备、电极与试样103

5.3.3简明步骤要点103

5.3.4结果评估105

5.3.5影响因素105

5.4固体绝缘材料绝缘电阻的测定方法105

5.4.1原理105

5.4.2试验设备105

5.4.3电极105

5.4.4试样106

5.4.5试样处理108

5.4.6试验程序108

5.4.7注意事项109

6塑料光学性能测试110

6.1透光率和雾度110

6.1.1定义110

6.1.2测试原理110

6.1.3仪器和试样111

6.1.4简明试验程序（雾度计法）111

6.1.5结果评估111

6.1.6影响因素112

6.2黄色指数112

6.2.1定义112

6.2.2设备和试样113

6.2.3简明试验步骤113

6.2.4结果计算与表示113

6.2.5影响因素113

6.3透明塑料光学畸变试验113

6.3.1原理113

6.3.2定义114

6.3.3仪器设备与试样114

6.3.4简明试验步骤115

6.3.5结果计算与表示116

6.3.6影响因素116

6.4折射率的测定116

6.4.1定义116

6.4.2测试原理116

6.4.3仪器和试样117

6.4.4简明试验步骤117

6.4.5影响因素118

7塑料燃烧性能测试119

7.1塑料的水平燃烧和垂直燃烧性能119

7.1.1原理119

7.1.2定义119

7.1.3设备和试样120

7.1.4简明试验步骤120

7.1.5影响因素122

7.2塑料氧指数的测定123

7.2.1原理123

7.2.2定义123

7.2.3设备与试样123

7.2.4简明试验步骤124

7.2.5结果计算与表示126

7.2.6影响因素127

8塑料耐液体化学性能试验128

8.1原理128

8.2试样128

8.3方法要点129

8.4影响因素130

9塑料测试部分国标、ISO及ASTM标准131

9.1部分塑料测试国家标准131

9.2部分塑料测试ISO标准135

9.3部分美国塑料测试ASTM标准137

第二篇纺织材料

10纺织材料基础知识142

10.1纺织纤维及其基本性能142

10.1.1纺织纤维142

10.1.2纺织纤维的分类143

10.1.3纺织纤维的主要性能144

10.1.4航空用纺织纤维150

10.1.5纺织纤维的鉴别方法157

10.2纤维材料发展及展望160

10.2.1功能型纤维160

10.2.2环保纤维161

10.2.3智能纤维162

10.2.4高性能纤维163

10.3纱线及其基本性能164

10.3.1纱线的定义及分类164

10.3.2纱线的品质评定166

10.4织物及其基本性能168

10.4.1织物的定义168

10.4.2织物的分类168

10.4.3机织物的技术条件170

10.4.4针织物的技术条件171

10.4.5织物分析方法172

11航空用纺织品174

11.1概述174

11.1.1航空纺织品的种类174

11.1.2航空纺织品的组织结构174

11.1.3航空纺织品的命名方法176

11.2航空纺织品的后整理178

11.2.1热定型整理178

11.2.2防水整理178

11.2.3阻燃整理179

11.2.4防灼整理179

11.2.5轧光整理179

11.2.6涂层整理180

11.2.7抗静电整理181

11.2.8抗菌整理181

11.3整理技术的新发展182

11.3.1等离子体技术182

11.3.2生物酶应用技术182

11.3.3纳米技术183

11.3.4超临界流体技术183

11.4特种纺织品在航空产品上的应用184

11.4.1特种纺织材料在降落伞上的应用184

11.4.2特种纺织材料在飞机阻力伞上的应用185

11.4.3航空纺织材料在救生服装上的应用186

11.4.4航空纺织材料在空靶上的应用188

11.4.5飞机座舱玻璃软固定带188

11.4.6飞机座椅安全带189

11.4.7飞机套罩189

11.4.8飞机拦阻网189

11.4.9飞机舱内隔热、隔音和装饰材料190

11.5纺织材料的保管和贮存190

11.5.1纺织材料保管和贮存的意义190

11.5.2纺织材料的保管条件190

11.5.3纺织材料的老化191

11.5.4纺织材料贮存期规定192

12纺织材料测试试验条件193

12.1试验室标准大气条件193

12.1.1恒温恒湿的意义193

12.1.2标准大气条件193

12.2温湿度对纺织品试验结果的影响194

12.2.1纺织材料的吸湿性194

12.2.2吸湿对纺织材料性能的影响194

12.3试样的处理195

12.3.1吸湿原理195

12.3.2纺织材料吸湿的决定因素195

12.3.3调湿处理195

12.3.4具体规定195

12.4采样要求195

12.5纺织材料外观质量196

12.5.1外观质量检查的目的和意义196

12.5.2外观检验的条件196

12.5.3织物的外观疵点对产品的影响196

13纺织材料物理性能试验198

13.1厚度198

13.1.1原理198

13.1.2仪器198

13.1.3试样198

13.1.4试验步骤要点198

13.1.5试验结果计算与表示198

13.1.6影响因素199

13.2重量（线密度）199

13.2.1原理199

13.2.2仪器199

13.2.3试样199

13.2.4试验步骤要点199

13.2.5试验结果计算与表示200

13.2.6影响因素200

13.3纱线捻度200

13.3.1原理200

13.3.2仪器200

13.3.3试样200

13.3.4试验步骤要点200

13.3.5试验结果计算与表示201

13.3.6影响因素201

14纺织材料力学性能试验202

14.1断裂强力和伸长率202

14.1.1原理202

14.1.2仪器202

14.1.3试样203

14.1.4试验步骤要点203

14.1.5试验结果计算与表示204

14.1.6影响因素204

14.1.7案例分析208

14.2撕破强力208

14.2.1原理208

14.2.2仪器209

14.2.3试样209

14.2.4试验步骤要点209

14.2.5试验结果计算与表示210

14.2.6影响因素210

14.2.7案例分析211

14.3顶破强力214

14.3.1原理214

14.3.2仪器214

14.3.3试样214

14.3.4试验步骤214

14.3.5试验结果计算与表示214

14.3.6影响因素214

14.4刺破强力215

14.4.1原理215

14.4.2仪器215

14.4.3试样216

14.4.4试验步骤216

14.4.5试验结果计算与表示216

14.4.6影响因素216

14.4.7案例分析217

14.5胀破强力218

14.5.1原理218

14.5.2仪器218

14.5.3试样218

14.5.4试验步骤要点218

14.5.5试验结果计算与表示218

14.5.6影响因素219

15纺织材料专项性能试验220

15.1透气量试验220

15.1.1原理220

15.1.2仪器220

15.1.3试样220

15.1.4试验步骤要点221

15.1.5试验结果计算与表示221

15.1.6影响因素221

15.2气体透过率试验222

15.2.1原理222

15.2.2仪器222

15.2.3试样222

15.2.4试验步骤要点222

15.2.5试验结果计算与表示222

15.2.6影响因素222

15.3防水性试验223

15.3.1原理223

15.3.2仪器223

15.3.3试样223

15.3.4试验步骤要点223

15.3.5试验结果计算与表示223

15.3.6影响因素223

15.4透湿性试验224

15.4.1原理224

15.4.2仪器224

15.4.3试样224

15.4.4试验步骤要点224

15.4.5试验结果计算与表示225

15.4.6影响因素225

15.4.7案例分析226

15.5防灼性试验229

15.5.1原理229

15.5.2仪器229

15.5.3试样229

15.5.4试验步骤要点229

15.5.5试验结果计算与表示230

15.5.6影响因素230

15.6阻燃性能试验230

15.6.1垂直法230

15.6.2水平法231

15.6.345°倾斜试验231

15.6.4氧指数法232

15.7保温性能试验233

15.7.1原理233

15.7.2仪器234

15.7.3试样234

15.7.4试验步骤要点234

15.7.5试验结果计算与表示234

15.7.6影响因素234

15.8抗挠曲损伤性能试验234

15.8.1原理234

15.8.2仪器234

15.8.3试样235

15.8.4试验步骤要点235

15.8.5试验结果计算与表示235

15.8.6影响因素235

15.8.7案例分析235

15.9热传导性能试验237

15.9.1原理237

15.9.2仪器237

15.9.3试样237

15.9.4试验步骤要点237

15.9.5试验结果计算与表示237

15.9.6影响因素238

15.9.7案例分析238

15.10柔软度试验240

15.10.1原理240

15.10.2仪器240

15.10.3试样240

15.10.4试验步骤要点240

15.10.5试验结果计算与表示241

15.11抗静电性能试验241

15.11.1原理241

15.11.2仪器241

15.11.3试样241

15.11.4试验步骤要点241

15.11.5试验结果计算与表示242

15.11.6影响因素242

15.11.7案例分析242

15.12涂层织物高温抗粘连性试验244

15.12.1原理244

15.12.2仪器244

15.12.3试样244

15.12.4试验步骤要点244

15.12.5试验结果计算与表示244

15.12.6讨论245

15.13耐摩擦色牢度245

15.13.1原理245

15.13.2仪器245

15.13.3试样245

15.13.4试验步骤要点245

15.13.5试验结果表示245

15.14耐水色牢度和湿气渗色牢度246

15.14.1原理246

15.14.2仪器246

15.14.3试样246

15.14.4试验步骤要点246

15.14.5试样结果表示246

15.14.6讨论246

16纺织材料化学性能试验方法247

16.1酸碱度pH值测定试验方法247

16.2含残留淀粉浆试验方法247

16.3含脂量及防灼剂含量试验方法247

17名词术语249

17.1性能249

17.2外观疵点253

17.2.1绸布疵点253

17.2.2带子疵点254

17.2.3绳子疵点255

17.2.4线的疵点255

18国内外航空用纺织材料现行测试方法256

18.1概述256

18.2航空纺织品专用测试方法的标准清单256

18.2.1纺织行业标准256

18.2.2国家标准257

18.2.3美国军用纺织品标准（FED-STD-191a）（摘选）258

参考文献261

本书是航空航天非金属材料测试技术培训教材，内容在全面普及各项材料基础知识的基础上，重点阐述了材料各方面性能的测试技术，以标准测试技术为主，内容全面、实用，可操作性强，适合各领域从事材料分析、监测与应用的人员。本书介绍航空材料中涉及到的塑料与纺织材料，对塑料与纺织材料的成分、制备、性能、用途和质量控制的标准测试方法作了较系统的介绍，并着重介绍了标准测试方法，以及与国内外标准测试方法的比较。并对试验结果的影响因素进行了分析讨论。性能测试涵盖了物理及化学性能、材料的力学性能、热性能、电性能、光性能、燃烧性能及耐环境性能。本书是航空非金属材料性能测试技术培训教材，同时也适用于从事塑料与纺织材料技术人员，尤其是检测人员的阅读。