塑料劃痕有哪些試驗(yàn)的檢測(cè)方法呢

在我國(guó)，塑料產(chǎn)品想要檢測(cè)劃痕性能，是沒(méi)有相關(guān)權(quán)威的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可供依據(jù)的。其實(shí)有關(guān)劃痕試驗(yàn)的檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)也較少，大多都是針對(duì)陶瓷、涂料這些產(chǎn)品制定的方法標(biāo)準(zhǔn)。

我們?yōu)槭裁匆匾曀芰系膭澓坌阅苣?？大家都知道塑料是高分子材料，被廣泛用于建材、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。所以，塑料劃痕試驗(yàn)在此就顯得尤為必要。

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，極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(zhǎng)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(guò)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(lái)不可挽回的損失。

二、當(dāng)前塑料劃痕性能檢測(cè)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(cè)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(cè)試方法基本由汽車行業(yè)發(fā)展而來(lái)。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(cè)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(guò)材料表面形成刮痕，測(cè)試完成后在光線充足的環(huán)境下目視比較刮痕的可見(jiàn)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(cè)定刮痕處的顏色變化，用 ΔL*值代表的發(fā)白程度來(lái)表征材料的耐劃痕性能，ΔL*值越大說(shuō)明材料的耐劃痕性能越差；

3.硬度試驗(yàn)筆劃痕法：通過(guò)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(cè)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(cè)試時(shí)將開(kāi)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(cè)和分析。

三、國(guó)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(guó)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(cè)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(cè)定 第 2 部分 負(fù)荷改變法

GB/T 6739-2006 色漆和清漆 鉛筆法測(cè)定漆膜硬度。

在這些國(guó)內(nèi)外的劃痕性能測(cè)試方法中，除了 ASTM D 7027 - 20外，也只有ISO 19252：2008 是通過(guò)線性遞增地施加法向力載荷，從而在材料表面的劃痕路徑上形成持續(xù)變化的損傷形貌。該標(biāo)準(zhǔn)中采用儀器化的劃痕機(jī)試驗(yàn)，通過(guò)加載連續(xù)載荷或調(diào)節(jié)劃痕速度測(cè)試試樣表面開(kāi)始破壞或產(chǎn)生劃痕的臨界負(fù)荷條件。

ISO 19252：2008 將劃痕可見(jiàn)性、劃痕破壞類型與試驗(yàn)載荷、切向劃痕力、劃痕距離、臨界法向載荷等參數(shù)建立了對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而建立了一種新的劃痕測(cè)試方法。該方法采用恒定載荷和線性增長(zhǎng)載荷 2 種模式，可以獲得劃痕破壞類型、劃痕視圖和臨界法向載荷，并借助其他輔助設(shè)備進(jìn)一步評(píng)估劃痕，試驗(yàn)結(jié)果客觀、準(zhǔn)確、可重現(xiàn)。具體試驗(yàn)方法如下：

1.將硬質(zhì)刮頭垂直于試樣表面施加載荷，并以恒定的速度在試樣長(zhǎng)度方向沿著試樣軸線移動(dòng)。

2.劃痕過(guò)程中，刮頭和試樣水平方向的相互作用力（切向劃痕力）、刮頭垂直方向的位移（刮頭位移）、劃痕距離等參數(shù)可以連續(xù)測(cè)量并記錄。

3.劃痕過(guò)程中繪制的切向劃痕力-劃痕距離、刮頭位移-劃痕距離曲線圖可以描述試樣的劃痕破壞類型。

4.采用恒定載荷試驗(yàn)的基本方法時(shí)，在一系列試驗(yàn)條件下（載荷和速度），可以測(cè)定劃痕破壞類型，并以劃痕相圖表示。

5.采用線性增長(zhǎng)載荷試驗(yàn)的取代方法時(shí)，在設(shè)定的試驗(yàn)速度下可以測(cè)定劃痕的臨界法向載荷。

6.切向劃痕力-劃痕距離曲線中斜率和/或曲線波動(dòng)的變化可以表示劃痕破壞類型的轉(zhuǎn)變（例如：從光滑劃槽到重復(fù)性破壞或材料剝離）。

劃痕檢測(cè)流程：

1. 客戶給出需要委托的檢測(cè)項(xiàng)目：詳細(xì)的檢測(cè)條件或者檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)；

2. 進(jìn)行報(bào)價(jià)：對(duì)應(yīng)樣品，產(chǎn)品，設(shè)施數(shù)量，尺寸等進(jìn)行準(zhǔn)確報(bào)價(jià)；

3. 填寫委托書：發(fā)送委托書進(jìn)行針對(duì)性的填寫委托信息；

4. 回簽蓋章：確認(rèn)委托信息無(wú)誤后，進(jìn)行簽字蓋章；

5. 支付款項(xiàng)，提供開(kāi)票資料：按照協(xié)定報(bào)價(jià)進(jìn)行費(fèi)用支付，并給出正確的開(kāi)票資料，以便進(jìn)行發(fā)票開(kāi)具；

6. 安排檢測(cè)：收到樣品或者按照要求進(jìn)行檢測(cè)，拍照等；

7. 出報(bào)告：按照檢測(cè)數(shù)據(jù)出具報(bào)告；

8. 寄出報(bào)告和發(fā)票或者回寄樣品；

在國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)尚未出臺(tái)塑料劃痕試驗(yàn)的情況下，我們完全可以參考國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織出臺(tái)的ISO 19252：2008 《塑料 劃痕性能的測(cè)定》來(lái)評(píng)價(jià)塑料材料的耐劃痕性能，為改善產(chǎn)品劃痕性能提供必要的檢測(cè)數(shù)據(jù)，當(dāng)然塑料材料在劃痕性能的定量表征、設(shè)計(jì)、評(píng)估和生產(chǎn)，都可以借鑒ISO 19252：2008 給出的參數(shù)、模量。 如您有相關(guān)產(chǎn)品需要咨詢，歡迎您直接來(lái)電4000-199