產品概述

高分子塑料、改性尼龍、橡膠復合材料、硬質絕緣高分子等非金屬材料，在溫度升高的工況條件下，材料力學性能會逐步發生變化。當溫度上升至特定區間，材料會發生受熱軟化、彎曲形變，熱變形溫度、維卡軟化點溫度是表征高分子材料耐熱性能的兩項關鍵指標。熱變形溫度代表試樣承受規定彎曲負載時，產生規定彎曲形變所對應的溫度；維卡軟化點溫度，指規定負荷條件下，標準針型壓頭刺入高分子試樣 1mm 深度時對應的溫度。兩項指標廣泛用于原材料來料檢驗、改性配方研發、新產品鑒定、成品質量管控，可以用來評估高分子材料在受熱環境下的使用耐受能力，為材料配方調整、產品工藝優化、零部件使用工況設計提供試驗數據支撐。高分子材料熱變形維卡軟化點溫度測定儀 RBWK?300B，就是專門完成這兩類耐熱性能試驗的實驗室檢測設備，適配化工生產企業、材料科研院所、高等院校實驗室、質檢檢測機構開展高分子非金屬材料熱性能評價工作。

儀器參照多項國內以及國際標準開展整機設計，涵蓋 GB/T 1633《熱塑性塑料軟化溫度 (VST) 的測定》，GB/T1634《塑料 彎曲負載熱變形溫度試驗方法》，GB 8802《硬聚氯乙烯 (PVC?U) 管材及管件維卡軟化溫度測定方法》，同時兼容 ISO75、ISO306、ISO2507 等國際試驗標準，試驗流程、負荷條件、升溫速率、形變判定條件匹配標準當中的技術要求，檢測得出的熱變形、維卡軟化點試驗數據，可用于出具標準化檢測報告。

設備采用油浴加熱的試驗體系，加熱介質選用甲基硅油，依靠溫控單元精準控制油浴升溫速率，提供兩套標準升溫檔位；試樣架可以實現自動升降，單次試驗工位可以同時放置三個試樣，能夠同步開展三件試樣平行試驗，有利于提升平行樣測試效率，減少多次試驗帶來的時間消耗。試樣形變位移依靠光柵千分表（百分表）完成采集，實時捕捉試樣受熱之后產生的微小形變量，形變測量采集單元靈敏度高，能夠精準捕捉微米級別形變變化。整機機械結構布局合理，操作流程清晰，機械部件運行穩定，設備外觀結構規整，長期反復試驗工況下具備較好的運行可靠性。

該儀器可以針對多種類型高分子非金屬試樣開展檢測，包含各類熱塑性塑料顆粒注塑成型試樣、板材試樣、改性尼龍材料、硬質橡膠、電絕緣高分子材料、PVC 管材管件配套試樣等等。在實際的材料研發工作當中，不同改性配方高分子材料，耐熱性能存在明顯差異，通過熱變形維卡試驗，能夠對比不同填料、不同改性工藝對于高分子材料耐熱能力帶來的改變；在生產質控環節，每一批次原材料可以抽樣開展維卡、熱變形測試，監控批次之間材料熱性能波動；對于管材、注塑零部件成品，可以取樣做耐熱性能驗證，確認成品材料性能是否滿足設計技術條件。

油浴系統搭配攪拌電機組件，攪拌轉速可以人為調節。油浴溫度較低階段，可以選用較快攪拌速度，加快浴槽內部熱量交換，促使油槽整體溫度均勻；當油浴溫度升高至較高溫度區間，切換至慢速攪拌，減少硅油過熱攪動帶來的影響，保障三個試樣工位位置油浴溫度趨于一致，降低浴槽內部溫度梯度，保障三件平行試樣測試條件保持統一，減少因浴槽溫度不均勻帶來平行樣試驗數據離散偏大的問題。

負荷加載依靠標準砝碼完成重力加載，區分熱變形試驗、維卡軟化點試驗兩套負荷條件。熱變形試驗按照試樣規格尺寸核算對應砝碼總質量；維卡軟化點試驗設置 A 法、B 法兩種標準負荷，A 法負荷約 10N，B 法負荷約 50N，匹配國標、ISO 標準規定的載荷要求。操作人員根據試驗標準要求選配對應砝碼，放置于砝碼托盤之上，實現對試樣施加恒定試驗負荷。

儀器的冷卻邏輯區分兩種工況，油浴溫度高于 150℃的區間，采用自然冷卻模式；油浴溫度降低至 150℃以下之后，既可以繼續自然冷卻，也可以開啟水冷模式，加快油浴降溫速度。完成一組高溫試驗之后，借助水冷模式可以縮短油浴回落到室溫的等待時長，便于快速開展下一組試樣試驗，提升實驗室整體試驗周轉效率。

儀器在操作流程上有明確的前置準備要求，針對不同試驗項目更換對應的測試壓頭：熱變形試驗使用圓角壓頭，維卡軟化點試驗使用針型壓頭，壓頭需要和負載桿可靠固定。千分表安裝位置需要預留合理的壓縮余量，試驗開始之前必須完成千分表調零操作，調零之后需要預置靜置數分鐘，消除機械部件應力帶來的零點漂移，保障形變位移采集的準確度。整套試驗從試樣裝夾、砝碼選配、升溫速率設置、零點校準，再到啟動升溫、試驗終止、記錄溫度、取樣冷卻，有著完整的操作步驟，操作人員熟悉流程之后可以穩定完成高分子材料耐熱性能測試。

基礎檢測工作原理

熱變形溫度試驗原理：將規定尺寸的高分子塑料試樣，簡支放置在試樣支撐架上面，在試樣中部位置施加規定的彎曲負載，試樣整體完全浸沒于恒溫油浴介質內部。油浴按照標準規定恒定速率持續升溫，高分子材料隨著環境溫度上升，模量逐步下降，在固定外力負載的作用之下試樣發生向下彎曲形變。當試樣中心點彎曲形變達到標準規定形變閾值時，記錄此刻油浴介質溫度，該溫度即為該試樣的熱變形溫度。多件平行試樣完成測試之后取統計結果，作為該批次材料熱變形溫度試驗結果。

維卡軟化點溫度試驗原理：將平整的高分子試樣安放在試樣架支撐平面，針型壓頭垂直壓在試樣上表面，施加標準規定的恒定垂直負荷，壓頭與試樣接觸部位為規定規格小圓針。試樣浸沒于甲基硅油加熱浴當中，油浴以標準速率勻速升溫。溫度升高，高分子材料逐步軟化，針型壓頭在恒定負荷的作用下，會慢慢向下刺入試樣內部；當壓頭刺入試樣深度達到 1mm 時，記錄油浴實時溫度，該溫度即為試樣維卡軟化點溫度。A 法、B 法代表兩套不同施加負荷條件，對應不同的試驗規范要求。

儀器整套硬件工作邏輯：AC220V 供電接入設備，加熱功率單元對油槽內部甲基硅油介質實施加熱；溫控模塊讀取溫度傳感器采集到的浴槽實時溫度，按照選定升溫檔位，閉環控制加熱輸出功率，維持油浴按照 50℃/h 或者 120℃/h 恒定速率升溫；攪拌電機帶動攪拌機構運轉，促使硅油浴槽內部溫度均勻分布。

試樣架承載負載桿、壓頭、砝碼、被測試樣；砝碼依靠重力，把恒定試驗負荷傳遞到壓頭，作用于高分子試樣表面。光柵千分表（百分表）抵靠在砝碼托盤上部，實時采集負載桿向下位移量，也就是試樣受熱之后產生的形變或者壓頭刺入深度。當形變位移到達試驗判定閾值，操作人員記錄此時溫度，完成單支試樣測試。

試樣架具備自動升降機構，試驗裝取樣品階段，試樣架抬升出油浴液面，方便安放或者取下試樣；試樣裝夾完畢之后，試樣架下降，將試樣全部浸沒在甲基硅油介質內部，開始升溫試驗。

冷卻階段，高溫油浴大于 150℃優先自然冷卻；溫度下降至 150℃之下，可開啟水冷，加速硅油介質散熱。攪拌電機轉速可以人為調節，低溫段快速攪拌，高溫段降低攪拌速度，減小浴槽內部溫度差異，保證三個試樣工位溫度條件一致，改善平行試樣的數據重復性。

整個試驗過程當中，油浴介質甲基硅油起到傳遞熱量的作用，試樣完全浸泡在硅油當中，試樣各個面受熱均勻，規避空氣加熱模式局部受熱不均的問題，符合國標、ISO 標準對于熱變形維卡試驗的介質條件。

性能參數

電源：AC220V±10% 20A 50Hz 溫度范圍：室溫 --300℃ 升溫速度：A:12±2℃/6min B:5±1℃/6min 試驗大負荷：A 速度時為 10N±0.2N B 速度時為 50N±1N 變形測量范圍：0--1mm 變形測量誤差：0.01mm 加熱介質：甲基硅油 加熱功率：4Kw 冷卻方式：150℃以上自然冷卻 150℃以下水冷或自然冷卻 外型尺寸：720mm×700mm×1380mm 大溫度誤差:±1℃ 大加熱功率: ≤4500 W 重量：180Kg

儀器整機部件功能詳解

整機主要由油浴加熱槽體、溫控控制系統、試樣架升降機構、攪拌調速組件、形變測量組件、砝碼加載組件、壓頭配件、冷卻組件、電氣控制單元構成。

油浴加熱槽體，槽體內部盛放甲基硅油作為傳熱介質，槽體內部布置加熱器件、溫度傳感器、攪拌葉輪機構。加熱器件提供熱量對硅油實施加熱；溫度傳感器實時采集浴槽硅油實際溫度，反饋給到溫控單元，實現升溫速率閉環調控。甲基硅油作為加熱介質，具備較高使用溫度上限，熱傳導性能良好，適合塑料高分子高溫試驗。需要注意硅油屬于油類介質，高溫工況下需要做好防火防護，定期觀察硅油狀態，出現老化變色需要及時更換介質。

溫控控制系統，負責設置升溫速率，包含 A 檔位 12℃每 6 分鐘，B 檔位 5℃每 6 分鐘，換算對應 120℃/h 與 50℃/h 兩套標準升溫速率。溫控單元接收溫度傳感器信號，調節加熱輸出功率，保障油浴可以按照設定速率勻速升溫；屏幕可以實時展示油浴當前溫度，便于試驗人員觀察試驗進程，記錄試驗終止溫度，溫度示值誤差控制在 ±1℃。

試樣架自動升降機構，包含三組獨立負載桿工位，一次可以同時安放三件試樣。升降機構可以抬升整個試樣架整體抬出油面，方便操作人員更換試樣、拆裝壓頭；裝樣結束之后，試樣架整體下降，試樣全部浸沒浸入硅油浴液。三個工位相互獨立，每一路都配有對應的負載桿、壓頭、形變測量表，能夠完成三件平行試樣同步測試。

攪拌調速組件，由攪拌電機以及調速旋鈕組成。電機驅動攪拌葉輪攪動硅油，讓整個油浴槽內部溫度分布更加均勻。調速旋鈕可以調節攪拌運轉速度，試驗溫度較低時使用較快轉速，加速熱量混勻；當油浴溫度升高之后，調慢攪拌轉速，降低硅油劇烈擾動，維持浴槽溫度場穩定。電機開啟之后對應狀態指示燈點亮，方便操作人員確認攪拌機構處于運行狀態。

形變測量組件，一共配置三塊光柵千分表，分別對應三個試樣工位。千分表探頭接觸砝碼托盤上部位置，安裝的時候，需要保證千分表內芯上端預留 2?5mm 壓縮余量。試驗正式啟動之前，需要對千分表執行調零操作，調零完成之后靜置 3?5 分鐘，消除機械結構應力帶來零點偏移。試樣受熱產生彎曲形變或者壓頭刺入試樣，負載桿向下發生位移，千分表就可以采集到 0?1mm 區間的微小位移變化，形變測量誤差可以達到 0.01mm，能夠精準捕捉高分子試樣軟化過程的形變。

砝碼加載組件，由砝碼托盤和多組配套標準砝碼組成。熱變形試驗需要結合試樣的實際尺寸，經過計算確定需要配置砝碼總質量；維卡軟化點試驗分為 A 法負荷 10N，B 法負荷 50N，對應標準砝碼配置。砝碼放置于托盤之上，擺放過程需要放正，保證重力垂直向下施加，避免砝碼偏斜帶來側向分力，側向力會干擾壓頭受力，造成試驗結果出現偏差。

測試壓頭配件，分為熱變形圓角壓頭、維卡針型壓頭，各配套三套，分別適配三個工位。開展熱變形溫度試驗，安裝圓角壓頭；做維卡軟化點測試，更換針型壓頭。壓頭必須和負載桿牢固固定，壓頭出現磨損、變形之后，需要及時更換配件，壓頭形態改變會直接對試驗結果帶來影響。

冷卻組件，包含水冷管路接口，油浴溫度高于 150℃只能夠采用自然冷卻；當溫度下降到 150℃以下，可接入冷卻水開啟水冷模式，加速硅油散熱，縮短降溫等待時長。水冷操作時，把控冷卻水流量，不可以造成油浴介質驟冷。也可以全程選擇自然冷卻模式，只是冷卻消耗時間更長。

電氣控制單元，整機供電為 AC220V±10%，整機最大加熱功率不超過 4500W。設備總功率較高，供電回路需要匹配 20A 供電條件。整機重量 180Kg，設備外形尺寸 720mm×700mm×1380mm，設備擺放需要預留足夠操作空間，設備擺放地面保持平整，保障試樣架升降機構運行平穩。

儀器完整操作使用流程

試驗前期準備工作

儀器安放于平整穩固實驗室地面，供電線路滿足 AC220V，20A 供電條件。確認油浴槽內部甲基硅油介質液位處于合理區間，介質液位過低不允許開展加熱試驗。根據本次要開展的試驗類型，選擇對應的測試壓頭：做熱變形溫度試驗，選用圓角壓頭；開展維卡軟化點試驗，選用針型壓頭。將選好的壓頭可靠固定在每一路負載桿下端。

核算本次試驗需要施加的總負荷。熱變形溫度試驗，結合被測高分子試樣的實際尺寸規格，計算需要施加的載荷，選配對應質量砝碼；維卡軟化點試驗，A 法選用 10N 負荷，B 法選用 50N 負荷，按照砝碼質量表選配砝碼。砝碼需要保持完好，表面無磕碰損傷。

檢查攪拌電機接線完好，開啟攪拌電機電源，對應的工作指示燈點亮，攪拌機構開始運轉。通過調速旋鈕，設置攪拌轉速，低溫條件使用較快轉速；預估后續升溫到高溫區間之后，把轉速調至慢速檔位。檢查整機電氣接線，確認接線無松動，全部電氣條件確認無誤之后，再進行試樣裝夾步驟。

試樣裝夾操作

啟動試樣架升降機構，把整個試樣架抬升，抬出油浴硅油液面。按照試驗類型安放高分子試樣。如果開展熱變形試驗，把試樣簡支安放在支撐架之上；如果開展維卡軟化點試驗，將試樣平整安放在試樣架支撐平面上。安放完成之后，緩緩放下負載桿，讓壓頭貼合試樣表面，將試樣壓緊。

全部三件工位試樣安放完畢，操作升降機構，把試樣架緩緩下降，全部試樣完全浸沒浸泡到甲基硅油介質內部。將計算選配好的砝碼，平穩放置在各個工位的砝碼托盤上，砝碼擺放擺正，防止砝碼傾斜，避免產生側向作用力。

安裝光柵千分表，將千分表固定安裝到位，調整位置，讓千分表內芯抵在砝碼托盤上方，千分表內芯上端預留 2?5mm 的壓縮空間。完成千分表安裝之后，輕輕旋動調節旋鈕，將千分表示數調節至零位。零點調完之后，靜置預置 3?5 分鐘，釋放機械部件應力，觀察千分表零點是否漂移，如果零點發生偏移，需要再次重新調零。

設置升溫速率，啟動試驗

根據執行的標準規范，選定升溫速度檔位，A 檔位對應 12±2℃/6min，B 檔位對應 5±1℃/6min，對應 120℃/h 與 50℃/h 兩套升溫速率。確認砝碼、試樣、千分表全部準備到位，油浴攪拌處于正常工作狀態，確認無安全隱患，啟動整機試驗流程。

溫控系統開始控制加熱單元對甲基硅油油浴進行加熱，油浴介質按照設定的速率勻速升溫。試驗人員持續觀察油浴溫度示數，同時關注三塊千分表的形變讀數變化。

當任意一個工位千分表形變讀數到達試驗規定判定閾值的時候，立刻記錄此刻油浴顯示溫度，該數值即為這一件試樣對應的熱變形溫度或者維卡軟化點溫度。其余工位試樣繼續運行，直到該工位形變達到判定條件，逐件記錄溫度數據。整套三件試樣全部到達形變判定點，整套試驗結束。

試驗結束取樣與冷卻流程

整套試驗完成之后，首先移開千分表，取下各個工位托盤上面的砝碼。操作升降機構，抬升試樣架抬出油浴液面，從試樣架上面取出測試完成的高分子試樣，操作過程留意高溫硅油，防止燙傷，同時注意不要把試樣掉落進入油池內部。

油浴槽內甲基硅油介質溫度還處于高溫狀態，溫度高于 150℃，執行自然冷卻。待油浴溫度下降至 150℃以下，可選擇水冷模式加速冷卻，或者繼續保持自然冷卻。冷卻過程，試樣架可以抬出油面，也可以潛入油池內部。

等待油浴溫度回落到接近室溫之后，依次關閉主機總電源開關，關閉攪拌電機電源開關。整理壓頭、砝碼、千分表配件，清理試樣架上面殘留碎屑，為下一組高分子試樣測試做好準備。

平行試樣與重復試驗說明

儀器一次可以同時測試三件高分子平行試樣，同批次材料一般需要多件平行樣開展試驗，用來降低試驗隨機誤差。如果需要開展下一組試驗，需要等待油浴溫度充分冷卻，更換新的被測試樣，重復整套前期準備、裝樣、調零、升溫測試流程。

不同高分子材料測試應用說明

改性塑料、注塑顆粒試樣

各類改性 PP、PE、ABS、改性尼龍材料，把顆粒料注塑加工成為標準尺寸試驗樣條，分別開展熱變形、維卡軟化點測試。可以對比不同改性配方、不同填料添加比例對材料耐熱性能帶來的變化。需要嚴格按照標準加工試樣，試樣表面不能存在明顯氣泡、凹陷、應力缺陷，試樣本身缺陷會帶來試驗數據異常。熱變形測試注意按照試樣尺寸準確計算砝碼載荷，保證施加彎曲負載符合標準要求。

PVC 管材管件類試樣

硬聚氯乙烯 PVC?U 管材管件，參照 GB 8802 標準開展維卡軟化點溫度測定。從管材管件上面裁切出符合標準規格試樣，優先選用維卡 A 法或者 B 法負荷條件。PVC 材料測試過程注意油浴最高溫度，結合材料預估軟化溫度設置試驗終止條件，避免超長時間高溫加熱，造成試樣過度分解。

橡膠、復合材料板材試樣

硬質橡膠、纖維增強高分子復合板材，取樣加工為標準尺寸試樣，根據產品對應的標準選擇熱變形或者維卡測試模式。復合材料要留意試樣各向異性，取樣方向需要和實際產品使用工況保持一致，保證試驗數據具備參考價值。

電絕緣高分子材料

各類電工用絕緣高分子板材，耐熱性能是關鍵指標，熱變形溫度可以評估高溫環境下絕緣件耐受能力，按照產品標準選擇升溫速率與試驗負荷，獲取材料熱性能參數，用于絕緣零部件設計參考。

新材料研發配方比對試驗

科研實驗室研發新型高分子配方，通過熱變形維卡測定，評價不同合成工藝、助劑體系對材料熱性能的影響。同一組配方制備多件平行試樣，利用儀器三工位同時測試，提升試驗效率，對比多組配方試驗結果，篩選性能更優的材料體系。

使用注意事項以及設備維護要點

1、整機加熱功率較高，供電回路需要滿足 AC220V±10%，20A 的供電條件，不可使用細導線供電，避免供電線路過載。設備整機重量 180Kg，搬運安裝需要多人配合，設備擺放地面必須保持水平穩固。設備初次安裝，建議由專業技術人員完成調試；設備如果需要返廠維修，要使用原始包裝材料，防止運輸磕碰損傷儀器部件。

2、加熱介質甲基硅油屬于高溫油類介質，試驗運行階段油浴槽溫度最高可以到達 300℃，高溫硅油具備燙傷風險，同時有起火隱患。試驗操作過程，避免身體接觸高溫油浴；不要讓紙屑、布料等易燃物品靠近油浴槽。定期觀察硅油狀態，硅油出現明顯發黑、老化，需要及時更換新的甲基硅油介質。

3、壓頭配件分為圓角熱變形壓頭、針型維卡壓頭，試驗項目改變的時候務必更換對應壓頭；壓頭出現磨損、變形之后，要及時更換配件，壓頭形態偏差會直接帶來試驗結果偏差。壓頭安裝需要鎖緊固定，避免試驗過程壓頭松動脫落。

4、砝碼必須按照標準計算選配，放置托盤上擺放端正，砝碼傾斜會產生側向分力，改變實際施加到試樣的受力條件，造成試驗結果失真；砝碼要妥善保管，避免磕碰掉塊，砝碼質量發生改變，會直接影響試驗負荷精度。

5、光柵千分表安裝預留 2?5mm 壓縮余量，每次試驗前都要執行調零操作，調零之后靜置 3?5 分鐘，釋放機械應力，規避零點漂移；千分表屬于精密測量部件，避免撞擊、摔落，做好防塵防護。

6、攪拌電機調速需要結合油浴溫度選擇轉速，低溫可以快攪，高溫狀態降低攪拌轉速；確認攪拌機構正常運轉之后，再啟動油浴加熱，減少浴槽內部溫度梯度，保障三個工位溫度條件一致。

7、冷卻操作：油浴溫度大于 150℃，僅可使用自然冷卻，不允許開啟水冷；油浴溫度下降至 150℃以下才可以開啟水冷模式，冷卻水流量不宜過大，防止硅油急劇降溫對槽體造成損傷。

8、試樣裝取操作，必須抬升試樣架離開硅油液面再安放或者取出試樣，禁止直接在油面之下拆裝試樣；操作過程注意不要把試樣碎屑、樣品掉入油池內部，掉入油池會污染硅油介質，還可能堵塞攪拌機構。

9、試驗結束，必須等待油浴充分降溫之后，再做試樣更換或者介質維護；高溫狀態下不允許打開油浴槽蓋板直接觸碰硅油。做完高溫試驗之后，依次關閉加熱、攪拌電源，再切斷整機總電源。

10、設備定期開展維護，檢查升降機構運行是否順滑，砝碼、壓頭有無損傷，溫度傳感器工作狀態；保持千分表清潔，油浴介質定期檢查更換。非專業人員不要拆解溫控單元、加熱部件。

名詞釋義

熱變形溫度：高分子試樣承受規定彎曲負載，發生規定彎曲形變時對應的油浴溫度，評價材料高溫抗彎曲能力。 維卡軟化點溫度：規定垂直負荷下，針型壓頭刺入試樣 1mm 深度對應的溫度，表征高分子材料受熱軟化特性。 A 法維卡：負荷約 10N 試驗條件；B 法維卡：負荷約 50N 試驗條件。 甲基硅油：油浴加熱傳熱介質，用于將熱量均勻傳遞到高分子試樣。 光柵千分表：用于采集試樣受熱形變位移，形變測量分辨能力 0.01mm。 簡支梁放置：熱變形試驗試樣兩端支撐，中部承受負載的試樣安放方式。 試樣架自動升降：帶動三件試樣整體抬升或者浸入油浴的機械機構。 升溫速率：油浴單位時間上升溫度，標準設置 50℃/h、120℃/h 兩檔。

隨機配套配件清單

1、試驗主機一臺 2、溫度傳感器一只 3、光柵千分表三塊 4、熱變形及維卡測頭各三套

提示：甲基硅油加熱介質、標準砝碼屬于試驗消耗與配套配件，按照試驗需求配置；冷卻水供水裝置需要使用方現場自行準備。