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农用生物降解材料拉伸模量与弹性模量检验实验

因您的需求、实验方案、检测样品、测试过程不同,相应的参考标准请咨询在线工程师!

文章概述:本文针对农用生物降解材料的拉伸模量与弹性模量检验实验,核心检测对象包括聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯等材料的力学性能参数。关键项目涵盖拉伸模量、弹性模量、屈服强度等指标,参照ISO 527和GB/T 1040标准。实验评估材料在湿态、高温等农业环境下的性能稳定性,确保其降解过程不影响机械强度,支持可持续农业应用。

检测项目

力学性能检测:

  • 拉伸性能:拉伸模量(E)、弹性模量、断裂伸长率(参照ISO527-2:2019)
  • 压缩性能:压缩模量、压缩强度(≥10MPa,参照ASTMD695-15)
  • 弯曲性能:弯曲模量、弯曲强度(参照GB/T9341-2008)
热性能检测:
  • 热变形温度:维卡软化点(VST≥60°C)、热变形温度(HDT)
  • 熔融特性:熔点(Tm)、玻璃化转变温度(Tg,参照ISO11357-2:2020)
  • 热稳定性:热失重率(TGA,失重≤5%at200°C)
降解性能检测:
  • 生物降解率:土壤掩埋降解率(≥90%in180d,参照ISO17556:2019)
  • 水解降解:质量损失率、分子量下降率(参照ASTMD6691-17)
  • 光降解性能:UV照射后强度保留率(≥70%)
物理性能检测:
  • 密度:表观密度、真密度(参照GB/T1033.1-2008)
  • 吸水性:饱和吸水率、湿态模量变化(参照ISO62:2008)
  • 表面性能:接触角、表面能(参照ASTMD7334-08)
化学性能检测:
  • 成分分析:生物基含量(≥50%,参照ASTMD6866-22)
  • 残留单体:单体残留量(≤0.1wt%)
  • pH影响:酸/碱环境模量变化(参照ISO175:2010)
环境适应性检测:
  • 温湿度循环:模量衰减率(-40°C至80°C循环)
  • 盐雾腐蚀:腐蚀后强度保留率(参照GB/T10125-2021)
  • 冻融循环:冻融后断裂伸长率变化
流变性能检测:
  • 熔体流动速率:MFR(g/10min,参照ISO1133-1:2022)
  • 粘度特性:剪切粘度、零剪切粘度
  • 弹性恢复:蠕变恢复率(参照ASTMD2990-17)
光学性能检测:
  • 透光率:可见光透射率(≥80%)
  • 雾度:雾度值(≤10%,参照ASTMD1003-21)
  • 颜色稳定性:UV老化后色差ΔE(≤3)
电性能检测:
  • 介电常数:频率相关介电性能
  • 体积电阻率:绝缘电阻(≥10^12Ω·cm)
  • 静电性能:表面电阻(参照IEC60093:1980)
生物相容性检测:
  • 细胞毒性:细胞存活率(≥90%,参照ISO10993-5:2009)
  • 生态毒性:土壤微生物活性影响
  • 降解产物安全性:重金属含量(≤10ppm)

检测范围

1.聚乳酸(PLA)基材料:涵盖注塑级和薄膜级PLA,重点检测湿态环境下的拉伸模量衰减及水解降解影响

2.聚羟基脂肪酸酯(PHA)基材料:包括PHB和PHJianCe类型,侧重高温条件下的弹性模量稳定性与生物降解速率

3.淀粉基生物降解材料:涉及热塑性淀粉复合材料,检测吸水性导致的模量变化及加工流变性能

4.纤维素基材料:如纤维素纳米纤维增强材料,重点评估拉伸强度与界面结合强度在降解过程中的表现

5.聚丁二酸丁二醇酯(PBS)基材料:涵盖共混改性PBS,检测低温环境下的冲击性能及模量保留率

6.聚己内酯(PCL)基材料:包括医用级PCL薄膜,侧重长期降解对弹性模量的影响及热稳定性

7.复合生物降解材料:如PLA/淀粉共混物,检测填料分散性对拉伸模量的影响及界面缺陷

8.生物基聚酯材料:包括PBSAT和PBAT类型,重点评估UV老化后的模量变化及断裂韧性

9.光降解材料:如添加光敏剂的聚乙烯基材料,检测光照强度对模量衰减的加速效应

10.水溶性生物降解材料:如PVA基材料,侧重水浸环境下的溶解速率与湿态弹性模量

检测方法

国际标准:

  • ISO527-2:2019塑料拉伸性能测定
  • ASTMD638-22塑料拉伸性能标准试验方法
  • ISO11357-2:2020塑料差示扫描量热法
  • ASTMD695-15硬质塑料压缩性能试验
  • ISO17556:2019塑料土壤中最终需氧生物降解测定
国家标准:
  • GB/T1040.2-2022塑料拉伸性能试验方法
  • GB/T9341-2008塑料弯曲性能试验方法
  • GB/T19466.2-2022塑料差示扫描量热法
  • GB/T19277.1-2011材料生物降解性试验方法
  • GB/T10125-2021人造气氛腐蚀试验盐雾试验
方法差异说明:GB/T1040.2与ISO527-2在试样尺寸和夹持方式上存在差异,ISO标准要求更严格的应变速率控制;ASTMD638与GB/T1040.2在测试速度范围不同,ASTM允许更高速度;ISO17556与GB/T19277.1在降解率计算中采用不同数学模型,ISO标准更注重碳转化率。

检测设备

1.万能材料试验机:INSTRON5967型(载荷范围0.01kN-50kN,精度±0.5%)

2.动态力学分析仪:TAQ800型(温度范围-150°C至600°C,频率0.01Hz-200Hz)

3.热重分析仪:NETZSCHTG209F3型(分辨率0.1μg,升温速率0.1°C/min-100°C/min)

4.差示扫描量热仪:PERKINELMERDSC8500型(温度精度±0.1°C,灵敏度0.2μW)

5.熔体流动速率仪:ZWICK4106型(负荷2.16kg-21.6kg,温度控制±0.5°C)

6.环境模拟箱:ESPECPL-3J型(温湿度范围-70°C至150°C,10%-98%RH)

7.生物降解测试装置:BIOMETRABOD追踪系统(CO2检测限1ppm,温度控制±0.5°C)

8.光学显微镜:OLYMPUSBX53型(放大倍数50x-1000x,分辨率0.2μm)

9.傅里叶变换红外光谱仪:THERMONICOLETIS50型(波数范围4000cm⁻¹-400cm⁻¹,分辨率0.4cm⁻¹)

10.流变仪:HAAKEMARS60型(剪切速率0.01s⁻¹-1000s⁻¹,扭矩范围0.05μNm-200mNm)

11.硬度计:ZWICK3106型(硬度范围0-100HD,压头直径5mm)

12.冲击试验机:ZWICK5102型(冲击能量0.5J-50J,摆锤速度3.8m/s)

13.老化试验箱:ATLASCi4000型(UV辐照0.35W/m²-1.5W/m²,喷淋周期可调)

14.水分分析仪:METTLERTOLEDOHX204型(称量范围0-100g,精度0.001g)

15.密度计:METTLERTOLEDOXS204型(密度范围0-3g/cm³,精度0.0001g/cm³)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

农用生物降解材料拉伸模量与弹性模量检验实验
中析研究所

北京中科光析科学技术研究所(简称中析研究所),隶属于北京前沿科学技术研究院,为集体所有制单位,是以科研检测为主的科学技术研究机构。中析研究所坚持基础研究与应用研究并重、应用研究和技术转化相结合,发展为以“任务带学科”为主要特色的综合性研究所。经国家有关部门批准,成为第三方分析测试技术服务单位,旗下实验室机构获得CMA资质认证。开展了研发设计、分析检测、试验验证、共性加工、信息及知识产权等服务,为科技型企业创新提供公共服务。本所得到政府创新基金的支持,被评为国家高新技术企业。

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