
【化】 thermal distorsion temperature
热形变温度(英文:Heat Deflection Temperature,简称HDT),也称为热变形温度或负载热变形温度,是衡量高分子聚合物(如塑料、树脂等)耐热性能的关键指标之一。它特指在特定负载(弯曲应力)下,标准试样达到规定形变量(通常为0.25mm或0.2%)时所对应的温度值。
物理意义
HDT 表征材料在短时、低应力条件下抵抗热致软化和变形的能力。当材料温度升至 HDT 时,其刚性显著下降,导致在恒定负载下发生可测量的挠曲变形。该温度并非材料的最高使用温度极限,而是用于比较不同材料在受载时的相对耐热性。
测试标准与方法
最广泛采用的标准是ASTM D648(美标)和ISO 75(国际标准)。测试流程包括:
工程应用价值
HDT 数据用于:
材料类型 | HDT (1.82 MPa, ℃) | 应用场景示例 |
---|---|---|
聚丙烯 (PP) | 50–110 | 食品容器、汽车内饰 |
尼龙6 (PA6) | 70–190 | 齿轮、轴承 |
聚碳酸酯 (PC) | 130–140 | 安全镜片、电子外壳 |
聚醚醚酮 (PEEK) | 160–315 | 航空航天部件 |
根据高分子物理理论,HDT 与材料的玻璃化转变温度(Tg)或熔点(Tm)相关,但受结晶度、增塑剂、增强纤维等因素显著影响。例如,玻璃纤维增强可使尼龙的 HDT 提升 50–100℃。
参考文献
热形变温度(Heat Deflection Temperature,简称HDT)是衡量材料(尤其是高分子材料或聚合物)在受热和负荷共同作用下抵抗形变能力的参数。以下是详细解释:
基本概念
热形变温度指在一定标准负荷下,材料以规定速率升温,达到预设形变量(如0.25mm或0.6mm)时对应的温度。它反映了材料在高温下的短期耐热性能,常用于评估聚合物或高分子材料的耐热性优劣。
可逆变形特性
在HDT范围内,材料受热产生的形变是可逆的,即冷却后可恢复原有形状,因此也称为可逆变形温度。
材料特性
材料的种类、分子结构、添加剂(如增强纤维或填料)等直接影响HDT。例如,原子结构越稳定或结晶度越高的材料,HDT通常更高。
测试条件
环境与加工工艺
退火等热处理工艺可优化材料内部结构,从而提升HDT;而环境温度升高会加剧热膨胀,降低HDT表现。
材料筛选
用于高温环境下的材料选择,如电子元件外壳、汽车零部件等,需确保材料HDT高于工作温度。
研发优化
通过调整成分或加工工艺(如添加耐热助剂),可提高材料的HDT,从而扩展其应用范围。
HDT与熔点不同,后者是材料从固态到液态的相变温度,而HDT仅反映材料在特定负荷下的抗变形能力。测试时需严格遵循标准(如ISO 75或ASTM D648),以确保结果可比性。
如需更完整的测试方法或具体材料数据,可参考、4、5等来源。
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