塑料物理参数基本概念学习及其测试方法
灼热丝试验
折射率
收缩率
化学结构分子式
VTM 测试标准
UL94 阻燃等级规范
MFR 学习
软化点
环氧值
环氧当量
热变形温度
透光性
熔点与凝固点
玻璃化 HDT MFR
灼热丝试验：
1.灼热丝试验概述
热塑性塑料的燃烧行为不仅仅是一种材料的特性，它还依赖于材料的形状和壁厚。组件在非正常的条件下
或者过载的条件下，它的温度会升高，然后在附近区域被点燃。灼热丝测试模仿了这种由热或点燃所产生
的作用（例如过载电阻器的生热），来评价火灾的危害。
灼热丝测试的温度为 550, 650, 750， 850， 960 °C，具体的温度由相关规范来决定： 如果满足了下列条
件之一就认为材料样品能够经受灼热丝测试：材料无火焰和材料无火星。样品的火焰或者火星在移开灼热
丝 30 秒后熄灭，而且铺在下面的棉花或者纸张没有被点燃或者烧焦.
※灼热丝试验是 IEC6 0695-2-10 :2000 ～ IEC6 0695-2-13 :2000 《灼热丝 / 热线，基本试验方法，灼热丝
试验装置和通用试验程序》和 UL 746A 、 IEC829 DIN695 、 VDE0471 等标准规定使用无火焰起燃源程
序仿真试验项目。
灼热丝试验仪将规定材质(4 Ni80/Cr20) 和形状的电热丝用大电流加热至试验温度 (550※ ～ 960 ※ )1min
后，以规定压力 () 垂直灼烫试品 30s ，视试品和铺垫物是否起燃或持燃时间来测定电工电子设备成
品的着火危险性；测定固体绝缘材料及其它固体可燃材料的起燃性、起燃温度 (GWIT) 、可燃性和可燃性
指数 (GWFI) 。
灼热丝试验仪适用于照明设备、低压电器、家用电器、机床电器、电机、电动工具、电子仪器、电工
仪表、信息技术设备、电气事务设备、电气连接件和辅件等电工电子产品及其组件部件的研究、生产和质
检部门，也适用于绝缘材料、工程塑料或其它固体可燃材料行业。
灼热丝
4mm ± Ni/Cr(80/120) 特制标准环形，卧式静置
热电偶 K 型，进口绝缘式耐高温铠装热电偶，铠装套耐热 1100 ※ ( 优于标准 1050
※ )
灼热丝通电加热温度 500 ※ ～ 960 ※ ( 数显可预置 ) ，温度波动 < 3 ※
试品对灼热丝试验压力 ±( 可调节 )( 优于标准 ±)
最大烫入深度 7mm ± ( 可调节 )
试品移动速度 10mm /s ～ 25mm /s
试验时间 30s±(1s ～ 数显 可预置 )
引燃铺垫板厚 厚 10mm 白松木板 覆 12g /m 2 ～ 30g /mm 2 标准绢纸，离灼热丝下 200mm ±
5mm
试验区容积 ≥ 3 背景黑色 背景照度 ≤ 20Lx ；
外形尺寸 宽 1120mm × 深 520mm × 高 1250mm ，排气孔 ? 100mm
电源功率 1kVA 220V 50-60Hz
折射率
科技名词定义
中文名称：折射率
英文名称：refractive index
定义：
光在真空中的相速度与光在介质中的相速度之比值。
所属学科：机械工程（一级学科）；光学仪器（二级学科）；光学仪器一般名词（三级学科）
光在空气中的速度与光在该材料中的速度之比率。材料的折射率越高，使入射光发生折射的能力越强。折
射率越高，镜片越薄，即镜片中心厚度相同，相同度数同种材料，折射率高的比折射率低的镜片边缘更薄。
折射率与介质的电磁性质密切相关。根据电磁理论，εr 和μr 分别为介质的相对电容率和相对磁导率。折射
率还与波长有关，称色散现象.光由相对光密介质射向相对光疏介质.且入射角大于临界角.即可发生全反射
折射率定义
[绝对折射率]
折射率
光从真空射入介质发生折射时，入射角 i 的正弦值与折射角 r 正弦值的比值（Sin i/Sin r)n 叫做介质的“绝对
折射率[1]”，简称“折射率”。它表示光在介质中传播时，介质对光的一种特征。
折射率公式
绝对折射率
n=sin i/sin r
设光在某种媒质中的速度为 v，由于真空中的光速为 c，所以这种媒质的绝对折射率公式：
n=c/v
由于光在真空中传播的速度最大，故其它媒质的折射率都大于 1。同一媒质对不同波长的光，具有不
同的折射率；在对可见光为透明的媒质内，折射率常随波长的减小而增大，即红光的折射率最小，紫光的
折射率最大。通常所说某物体的折射率数值多少（例如水为 ，水晶为 ，金刚石为 ，玻璃按成
分不同而为 ～），是指对钠黄光（波长 5893×10^-10 米）而言。
相对折射率
光从介质 1 射入介质 2 发生折射时，入射角θ1 与折射角θ2 的正弦之比 n21 叫做介质 2 相对介质 1 的折
射率，即“相对折射率”。因此，“绝对折射率”可以看作介质相对真空的折射率。它是表示在两种（各向同
性）介质中光速比值的物理量。
相对折射率公式：n21=sinθ1/sinθ2=n2/n1=v1/v2
临界角测量法
光学介质的一个基本参量。即光在真空中的速度 c 与在介质中的相速 v 之比
真空的折射率等于 1，两种介质的折射率之比称为相对折射率。例如，第一介质的折射率为 n1，第二
介质的折射率为 n2，则 n21＝n2／n1 称为第二介质对第一介质的相对折射率。某介质的折射率也是该介质
对真空的相对折射率。于是折射定律可写成如下形式
n1sinθi＝n2sinθt
影响折射率的因素
两种介质进行比较时，折射率较大的称光密介质，折射率较小的称光疏介质。
阿贝折射仪
折射率与介质的电磁性质密切相关。根据电磁理论，，εr 和μr 分别为介质的相对电容率和相对磁导率。折
射率还与波长有关，称色散现象。手册中提供的折射率数据是对某一特定波长而言的（通常是对钠黄光，
波长为 5893 埃）。气体折射率还与温度和压强有关。空气折射率对各种波长的光都非常接近于 1，例如空
气在 20※，760 毫米汞高时的折射率为 。在工程光学中常把空气折射率当作 1，而其他介质的折射
率就是对空气的相对折射率。
实验测定
介质的折射率通常由实验测定，有多种测量方法。对固体介质，常用最小偏向角法或自准直法，或通
过迈克尔逊干涉仪利用等厚干涉的原理测出；液体介质常用临界角法（阿贝折射仪）；气体介质则用精密
度更高的干涉法（瑞利干涉仪）。
收缩率
化学分式
FR-BDP
FR-RDP
三氟硫酸钙分子式
FR-370 分子式
UV-234
UV-770
UV-944
UV-1164
UV-1577
UV-360
NOX-1076
NOX1010
PC
UL V & VTM 难燃规格测试标准
一、UL V 规格（一般在 以上）
标 准 UL94V-0 UL94V-1 UL94V-2 UL94HB
SIZE 英寸 英寸
试验条件
个数 5 个/回(共 10 回) 3 个/回
样品试验方法 垂直 水平
着火时间 10 秒以内 30 秒以内 测试方法
着火次数 2 次 1 次
判断标准 燃烧时间 燃烧时间 燃烧时间 燃烧速度
塑料阻燃等级 UL94 的规范
UL 认证分几个等级?是如何表示各等级?下面是详细资料：
美国阻燃材料标准及测试方法
美国阻燃材料标准为 ANSI/UL-94-1985 标准
UL94 试验共有五种：
1． B 级的水平燃烧试验
2． 94V-0、94V-1、94V-2 级的垂直燃烧试验
3． 94 5-V 级的垂直燃烧试验
4． 用辐射板的火焰蔓延指数试验（按 ASTM E 162 的标准测定这里不作介绍）
5． 94VTM-0,94VTM-1,94VTM-2 级的垂直燃烧试验（VTM 指极薄的材料这里不作介绍）
现分述如下：
94HB 级的水平燃烧试验方法：
本试验采用长 127mm，宽 ，最大厚度 ，最小厚度 的小条状试样。在无通风的试
验箱中进行。评为 94HB 级的材料，试样厚度为 时，在 标距上的燃烧速度不大于
时，燃烧速度不大于 或在达到 102mm 标线之前，必须
停止燃烧。
94V-0、94V-1、94V-2 级的垂直燃烧试验方法
UL94 中的垂直燃烧试验根据样品燃烧时间，熔滴是否引燃脱脂棉等试验结果，把聚合物材料定为
V-2,V-1,V-0 和 5-V 四个级别，其中以 V-2 级为最低阻燃级，5-V 级为最高阻燃级。先介绍 94V-0、94V-1、
94V-2 级试验方法。
平均:5 秒内
平均:25 秒
内
平均:25 秒内
自动熄灭需时
最大:10 秒内
最大:30 秒
内
最大:30 秒内
第一次点燃熄灭需时(每个样品)(秒) ※10 ※30 ※30
第一回点燃总熄灭需时(5 个样品)(秒) ※50 ※250 ※250
有无火焰燃烧至夹具 无(No) 无(No) 无(No)
燃烧滴落物引燃海棉 无(No) 无(No) 有(Yes)
第二次点燃熄灭需时(秒) ※30 ※60 ※60
英寸/分钟
以下
二、UL VTM 规格（一般在 以下）
标 准 VTM-0 VTM-1 VTM-2
点燃次数 2 2 2
第一次点燃熄灭需时(每个样品)(秒) ※10 ※30 ※30
第一回点燃总熄灭需时(5 个样品)(秒) ※50 ※250 ※250
有无火焰燃烧至夹具 无(No) 无(No) 无(No)
燃烧滴落物引燃海棉 无(No) 无(No) 有(Yes)
第二次点燃熄灭需时(秒) ※30 ※60 ※60
此试验用小条试样长 127mm，宽 ，最大厚度 。在无通风试验箱中进行。试样上端（
的地方）用支架上的夹具夹住，并保持试样的纵轴垂直。试样下端距灯嘴 ，距干燥脱脂棉表面
305mm.。将本生灯点燃并调节至产生 19mm 高的蓝色火焰，把本生灯火焰置于试样下端，点火 10s，然后
移去火焰（离试样至少 152mm 远），并记下试样有焰燃烧时间。若移去火焰后 30s 内试样的火焰熄灭，必
须再次将本生灯移到试样下面，重新点燃试样点火 10s，然后再次移开本生灯火焰，并记下（从新点燃 10s
记录）试样的有焰燃烧和无焰燃烧的续燃时间。若试样熔滴有烟棵里，让其落入试样下 305mm 的脱脂棉上，
看其是否引燃脱脂棉。若脱脂棉着火，评级时应考虑其因素。
具体分级指标如下。
测试项目 级别
94V-0 94V-1 94V-2
1.试样数 5 5 5
2.点燃次数 2 2 2
个试条十次点燃总有焰燃烧时间最大值（s） 50 250 250
4.每次点燃后单个的试条有焰燃烧时间最大值（s） 10 30 30
5.第二次点燃后单个的试条无焰燃烧时间(s) 30 60 60
6．有焰熔滴 无 无 允许仅短时燃烧
94 5-V 级的垂直燃烧试验方法
94 5-V 级垂直燃烧试验分 A 法和 B 法两种（A 法为试条，B 法为试片），是比 94V-0、94V-1、94V-2 测
试更严格的实验方法。
以 A 法为例，将试条（127mm※）上端 处夹住并保持其纵轴垂直，喷灯安装在灯座的斜
面上，使等于垂直线 20 度角。火焰总高度调至 127mm，点火 5 秒，再移开 5 秒，如此重复操作，直到试
样承受点火 5 次。在第 5 次移开火焰后，观察并记录如下各项：
（1）有焰加无焰燃烧的持续时间。
（2）试样被烧毁或损伤的距离。
（3）在试验期间试样是否熔滴颗粒。
（4）在燃烧后和冷却时立即观察试样的变形和物理强度。
94 5-V 垂直燃烧试验分级指标如下
测试项目 方法 第 5 次点火后任一试样的燃烧时间颗粒 有无燃烧的熔滴，另取一组 5 个试样再作试验第
二次试验的要
A 法 不超过 60 秒 无 5 个试样中有一个 不符合要求 所有试样都符合要求
B 法 同上 同上 同上 同上
以上介绍的是美国 ANST/UL94-1985 试验方法。
不同用途对阻燃性有不同要求，一般说来，人们总希望材料的阻燃性级别高一些。但事实上各种阻燃测
试方法都有其局限性，其结论都是相对的。因此并不是阻燃级别越高越好，例如通常认为 UL94 V-0 级的材
料比 V-2 级的好。然而某些电器产品要求材料具有抗电弧点燃性，这时 V-2 级就比 V-0 级好。因为 94V-2
级塑料不会在电作用下形成导电而结焦，从而大大降低了着火的可能性，而 94 V-0 级塑料则相反。
另一版本
这个实验测定用于制造设备和器具的塑料的可燃性。它常被用于检测对于可燃性有特殊要求的产品，其结果会作为最
基本的指示。这个重要特性的评估用在以下用途，但并不仅仅局限于这些用途，包括易点燃性、燃烧速度、火焰传播、
燃料的贡献、燃烧强度以及燃烧产物等。UL-94 测试方法（按照美国国家所制定的 UL-94 方法）被广泛应用于相关的
可燃性测定以及评价用在电力和电子设备的塑料的滴出物。
图 1: 对于 V0, V1, V2 级别的 UL94 燃烧性测试
图 2: 对于 HB 级别的水平燃烧测试
图 3: 对于 5VA, 5VB 级别的垂直燃烧测试
各阻燃级别的试验内容
名称
94HB 94V-0 94V-1 94V-2 5V
试
验
方
法
将 20mm 的火焰倾斜 45
度角，接触试验材料 30 秒，
超过 30 秒或者未超过 30
秒却有 1 英寸长度的燃烧，
则迅速移走火焰。然后，
从超过 1 英寸时开始计时。
使火焰接触样片 10 秒，然后计时，直至燃烧过程自然终止。
熄灭后，重新引燃，记录再次熄灭所需时间。
火焰接触 5 秒，在移走
火焰 5 秒，如此反复 5
次。第五次移走火焰后，
观察有无燃烧坠落物，
记录燃烧时间、燃烧长
度。
要
求
条
件
A.厚度为 ～13mm 燃烧
速度 40mm/分钟以下。
B．厚度在 以下燃
烧速度 75mm/分钟以下。
A．样片起火燃烧后时
间在 10 秒以下。
个样片一组，经 10
次燃烧后，合计在 50 秒
以下。
C.燃烧尚未进行到支撑
位置。
D.燃烧坠落物不引燃地
面棉
E.第二次接触火焰后，
火光闪烁时间在 30 秒
以下。
秒以下
秒以下
C.与 V0 相同
D.与 V0 相同
秒以下
A.与 V-1 相同
B. 与 V-1 相同
C. 与 V-1 相同
D.燃烧坠落物引燃
地面棉
E. 与 V-1 相同
A.经 5 次接触火焰后，
燃烧、光闪合计时间不
超过 60 秒
B.无燃烧坠落物
C.接触火焰的部位未
受严重损伤
D.平板测试时经五次
引火后有小孔形成…
5V-A
三个一组时，若其中一个
不合格，其余的均应合格
五个一组时，若其中 1 个不合格，则另选五个再次测试。合
计燃烧时间：V-1 级 251～255 秒，V-2 级 251～255 秒。该组
必须全部
合格。
五个一组时，若其中 1
个不合格，则其余的必
须全部合格。
阻燃等级测试内容
No.
SPEC V-0 V-1 V-2 5V
1 燃烧时间（第一次、二次） 10 秒内 30 秒内 30 秒内 （60 秒内）5
2 燃烧时间：二次+光闪时间 30 秒内 60 秒内 60 秒内
3 燃烧时间（5 个之中第 1、2 之和） 50 秒内 250 秒内 250 秒内
次引火，各样片的燃烧
或光闪时间之和
4 坠落物引燃脱脂棉（1/12 以下） 无 无 无 无
5 燃烧或光闪持续至样片根部 不可 不可 不可
全名为「熔液流动指数」(Melt Flow Index)，简称「熔融指数」(Melt Index)，是一种表示塑胶材料加工时流
动性的数值。
它是美国量测标准协会(ASTM)根据美国杜邦公司(Du Pont)惯用的鉴定塑胶特性之方法制定而成，其测试方
法是使塑胶粒在一定时间（10 分钟）内，一定温度及压力（各种材料标准不同）下，融化之塑胶流体，通
过一直径 圆管所流出之克数,用 MFR 表示，单位为 g/10min。。其值越大，表示此塑胶材料之加工流
动性越佳，反之则越差。
熔体流动速率可表征热塑性塑料在熔融状态下的粘流特性，对保证热塑性塑料及其制品的质量，对调整生
产工艺，都有重要的指导意义。
最常使用之测试标准为 ASTM D 1238，该测试标准的量测仪器-熔液指数计(Melt Indexer)的结构如下：将待
测高分子（塑胶）原料置入小槽中，槽末接有细管，细管直径为 ，管长度为 8mm。加温至某温度
后，原料上端藉由活塞施加某一定重量向下压挤，量测该原料在 10 分钟内所被挤出的重量，即为该塑胶的
流动指数。所以有时您会看到如下的表示法 25g / 10min，清楚的表示其 MI 为 25，且是在 10 分钟内挤出 25g
之意。一般常用的塑胶其 MI 值大约介於 1~25 之间，MI 愈大，代表该塑胶原料黏度愈小及分子重量愈小。
而 MI 愈小，代表该塑胶黏度愈大及分子重量愈大。
以前我国曾用过熔融指数、熔体指数作为标准术语，欧洲等国家也有用熔融流动指数（简称 MFI 或 MI），
作为评定材料流动特性的标准。
软化点(Softening point) 在聚合物试样上，以一定形式施以一定负荷，并按规定升温速率加热到试样变形达
到规定值的温度，即为软化点。
环氧值(Epoxy value) 环氧值是表示 100g 环氧树脂中含有环氧基的当量数，即 。环氧值愈大，分子量愈小，
粘度愈低
环氧当量(Epoxy equivalent) 环氧当量表示每一环氧基团相应的树脂的分子量。
热变形温度(Heat deflection temperature under load) 聚合物耐热性的一种量度，是将聚合物试样浸在一种等
速升温的适宜传热介质中，在简支梁式的静弯曲负荷作用下，测出试样弯曲变形达到规定值时的温度，即
为热变形温度，简称 HDT。
粘度(Viscosity) 粘度为流体(液体或气体)在流动中所产生的内部摩擦阻力，其大小由物质种类、温度、浓度
等因素决定。一般是动力粘度的简称，其单位是帕•秒(Pa•s)或毫帕•秒(mPa•s)。粘度分为动力粘度、运动粘
度、相对粘度，三者有区别，不能混淆。粘度还可用涂—4 或涂—1 杯测定，其单位为秒(s)。
热变形温度(Heat deflection temperature under load) 聚合物耐热性的一种量度，是将聚合物试样浸在一种等
速升温的适宜传热介质中，在简支梁式的静弯曲负荷作用下，测出试样弯曲变形达到规定值时的温度，即
为热变形温度，简称 HDT。
粘度(Viscosity) 粘度为流体(液体或气体)在流动中所产生的内部摩擦阻力，其大小由物质种类、温度、浓度
等因素决定。一般是动力粘度的简称，其单位是帕•秒(Pa•s)或毫帕•秒(mPa•s)。粘度分为动力粘度、运动粘
度、相对粘度，三者有区别，不能混淆。粘度还可用涂—4 或涂—1 杯测定，其单位为秒(s)。
透光性
塑料的透明性
衡量一种材料的透明性好坏，有许多性能指标都需要考虑。常用的指标有：透光率、雾度、折光指数、双
折射及色散等。在上述指标中，透光率和雾度二个指标主要表征材料的透光性，而折光指数、双折射及色
散三个指标主要用于表征材料的透光质量。一种好的透明性材料，要求上述性能指标优异且均衡。
透明性的分类
按材料的透光率大小，可将其分为如下三类：
透明材料——波长 400nm—800nm 可见光的透光率在 80%以上；
半透明材料——波长 400nm—800nm 可见光的透光率在 50%—80%之间；
不透明材料——波长 400nm—800nm 可见光的透光率在 50%以下。
按上述的分类方法，可将树脂分成如下几类。
（1）透明性树脂
主要包括：PMMA、PC、PS、PET、PES、 系列、CR-39、SAN（又称 AS）、TPX、HEMA 及 BS（又
称 K 树脂）等。
其中 PES 为聚醚砜， 系列光学树脂为 PES 的共聚衍生物，SAN 为苯乙烯/丙烯腈共聚物，TPX 为聚甲
基戊烯-1，BS 为 25%丁二烯/75%苯乙烯共聚物，CR-39 为双烯丙基二甘醇碳酸酯聚合物，HEMA 为聚甲基
丙烯酸羟乙酯。
（2）半透明树脂
主要包括 PP 和 PA 两种。
（3）不透明树脂
主要包括 ABS、POM、PTFE 及 PF 等。
熔点与凝固点
熔点与凝固点(Melting point and Freezing point) 物质在其蒸气压下液态—固态达到平衡时的温度称为熔点或
凝固点。这是由于固体中原子或离子的有规则排列因温度上升，热运动变得杂乱而活化，形成不规则排列
的液体的一种现象，相反的过程即为凝固。对于液体变为固体时的温度常称为凝固点或冰点，与熔点不同
之处在于放出热量而不是吸收热量。其实物质的熔点和凝固点是一致的。
沸点(Boiling point) 液体受热发生沸腾而变成气体时的温度。或者说是液体和它的蒸气处于平衡状态时的温
度。一般来说，沸点越低，挥发性越大
闪点(Flashing point) 闪点又称燃闪点，表示可燃性液体性质的指标之一。是指可燃性液体加热到其液体表
面上的蒸气压和空气的混合物与火焰接触发生闪火时的最低温度。闪燃通常为淡蓝色火花，一闪即灭，不
能继续燃烧。闪燃往往是发生火灾的先兆。测定闪点有开口杯法和闭口杯法，一般前者用于测定高闪点液
体，后者用于测定低闪点液体。
玻璃化 HDT MI 软化环氧
玻璃化温度
玻璃化温度(Glass transition temperature) 无定形或半结晶聚合物从粘流态或高弹态向玻璃态转变(或相反的
转变)的较窄温度范围的近似中点，称为玻璃化温度，通常以 Tg 表示，是耐热性的一个指标。
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