ICS83.080.01 CCSG32 中华人民共和国国家标准 GB/T15047—2025 代替GB/T15047—1994 塑料扭转刚性试验方法 Testmethodforstiffnesspropertiesintorsionofplastics 2025-10-31发布 2026-05-01实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布前 言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本文件代替GB/T15047—1994《塑料扭转刚性试验方法》,与GB/T15047—1994相比,除结构调 整和编辑性改动外,主要技术变化如下: a) 更改了仪器设备的要求(见5.1~5.5,1994年版的5.1~5.10); b) 更改了试样的制备方式及要求(见6.1,1994年版的6.1); c) 增加了跨距与试样宽度比的要求(见6.2); d) 增加了对试样尺寸测量结果修约的要求(见8.1); e) 增加了对调节试样介质温度稳定性的要求(见8.8); f) 增加了对测量及计算结果修约的要求(见9.1); g) 增加了特定表观刚性模量对应温度的计算方法(见9.3)。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国轻工业联合会提出。 本文件由全国塑料制品标准化技术委员会(SAC/TC48)归口。 本文件起草单位:苏州市信测标准技术服务有限公司、轻工业塑料加工应用研究所、四川大学、北京 工商大学、昆山阿喀斯检测科技服务有限公司、昆山市高分子材料质量与标准化协会。 本文件主要起草人:谢潇、白宇、向均、许博、赵建明、邹建峰、王蕾、胡晶、张丽萍、李安、顾芳艳。 本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为: ———1994年首次发布为GB/T15047—1994; ———本次为第一次修订。 ⅠGB/T15047—2025 塑料扭转刚性试验方法 1 范围 本文件描述了通过测量表观刚性模量确定塑料材料在一定温度范围内扭转刚性的试验方法。 本文件适用于热塑性塑料扭转刚性的测定。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件。 GB/T2035 塑料 术语 GB/T2918 塑料 试样状态调节和试验的标准环境 3 术语和定义 GB/T2035界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 表观刚性模量 apparentmodulusofrigidity G 当试样由于超出其弹性极限而发生扭曲,并考虑到材料蠕变特性的影响时,所测得的刚性模量不同 于其在弹性极限内的值。 3.2 弹性极限 elasticlimit 材料在不产生永久塑性变形的前提下所能承受的最大应力。 4 原理 在设定的温度下,于规定的时间内对试样施加一扭矩,通过测量扭转角计算表观刚性模量。 5 仪器设备 5.1 扭转试验机 扭转试验机应能施加可控扭矩,使试样产生5°~100°范围内的偏转。具体偏转角度取决于试样的 刚度特性、厚度及跨距。扭转试验机典型组成示意图见图1。扭转试验机应能在0.0113N·m~ 1.81N·m范围内施加和测量扭矩,能通过单一扭转试验机实现或由两种不同量程的设备组合覆盖 (如扭转试验机A:0.0113N·m~0.113N·m,扭转试验机B:0.113N·m~1.81N·m),并配备能更 换的标准配重,以便根据试样刚度精确调整扭矩,确保在目标偏转角度范围内有效测试。扭转试验机宜 1GB/T15047—2025 设计为允许调整跨距,此功能在测试易发生剪切失效的材料(如跨宽比为6的层压材料)时尤为重要。 当扭转试验机预期在低温环境下使用时,其主轴(尤其靠近下轴承的轴端部位)应配置加热套或其他有 效防冻装置,以防止轴结冰影响扭矩传递精度和扭转试验机正常运行。 a) 侧视图 b) 局部俯视图 标引序号说明: 1———扭矩刻度为0°~360°的滑轮; 2———指针; 3———负载滑轮; 4———配重; 5———轴承; 6———试样夹具; 7———试样; 8———保温容器; 9———传热介质; 10———支撑杆; 11———止动销; 12———跨距; 13———负载绳。 图1 扭转试验机 5.2 温度控制装置 5.2.1 保温容器 尺寸合适的保温容器,其保温效果应能使试验过程中容器内温度稳定在±1℃的范围内。 5.2.2 温度计 应配备具有必要温度范围且精度不低于±1℃的温度计,其显示分辨率应达到0.1℃(数字式)或 最小分度值≤0.5℃(模拟式)。温度计的感温球或感应头应靠近试样放置。 2GB/T15047—2025 5.2.3 传热介质 应使用在所需温度范围内保持液态且不会软化或影响试样的液体作为传热介质。常用传热介质包 括但不限于水、丙酮、乙醇、丁醇、甲醇、正己烷、硅油以及体积比为87∶13的甲基磷酸酯和水的混合物。 此外,一种由50份乙醇、30份乙二醇和20份水组成的混合物能适用于低至-70℃的温度条件。宜根 据不同液体的物理性质(如适用温度范围)选择合适的传热介质,例如:水适用于0℃~100℃,乙醇适 用于-70℃~78℃,硅油适用于-40℃~300℃等。 5.2.4 制冷 应提供有效的制冷手段来冷却传热介质。可通过内置在仪器中的浸入式制冷冷却盘管实现,也可 通过将装有传热液体的保温容器置于低温环境中预冷。 为了高效利用设备进行低温测试,宜预留足够的空间以便于冷却一天所需的传热介质容器。对于 不同的温度范围,可采用机械制冷、干冰或者两者结合的方式。 5.2.5 加热器 应在保温容器中使用一个可控的浸入式电加热器,并与搅拌器配合使用。 5.3 千分尺 精度不低于±0.001mm。 5.4 配重 精度为1g。 5.5 计时器 精度为0.1s的计时装置。 6 试样 6.1 制备 采用压制、注塑成型或机加工方法制备试样。若试样表现为各向异性,应从不同的方向分别取样进 行测试。 6.2 形状和尺寸 试样应为图2所示的矩形。跨距与试样宽度比(L/a)应为6~8,宜使用38mm~100mm的跨距。 6.3 厚度 试样的厚度应在1mm~3mm。 3GB/T15047—2025 单位为毫米 图2 试样形状和尺寸示意图 6.4 数量 每组试样应测试两个平行样。当两个试样的测试结果差异显著时,应测试第三个试样并剔除与其 他两个值差异最大的值。 7 状态调节 除非另有规定,应按GB/T2918的规定在(23±2)℃和(50±10)%相对湿度的环境下连续调节至 少40h。对于吸湿性塑料,状态调节后,应立即进行试验。 8 试验步骤 8.1 测量试样的宽度和厚度,修约至小数点后两位。 8.2 将试样安装在设备中,并调整夹具,使试样不受压缩或拉伸,同时使试样与夹具内表面完全接触。 8.3 通过加载装置向试样施加预设配重。 8.4 将温度计放置在适当位置,使其感温球尽量靠近试样。 8.5 向保温容器注入传热介质,可预先将传热介质冷却至低于测试温度备用。 8.6 将保温容器放置在仪器上的适当位置,并启动搅拌器。 8.7 通过间歇使用浸入式加热器或制冷装置,将浴槽加热或降温至所需的测试温度。若设备配备自动 温度控制器,应通过自动温度控制器进行加热控制。 在测试温度下调节试样至少3min。此期间温度的波动应不超过目标温度的±1℃。 8.8 解除扭矩滑轮锁定装置。5s时记录扭矩滑轮的偏转角,并将扭矩滑轮返回到初始位置。若获得 的读数不在5°~100°范围内(非刚性材料为10°~100°),应调整施加的扭矩并重新测试,直至获得要求 范围内的读数。若需调整施加的扭矩,应重新恒温3min并在相同温度下重复本步骤。宜选择尽可能 小但准确的偏转扭矩以期在材料的弹性极限内进行试验。 8.9 完成当前温度点的测试后,对下一个温度点重复8.6~8.8的步骤。 9 试验结果计算与表示 9.1 按公式(1)和公式(2)计算每个温度下的表观刚性模量G: 4GB/T15047—2025