灰分是什麼?
灰分測定是在高溫下燃燒樣品,除去其中的有機部分,並稱量剩餘的無機殘留物。殘留物代表材料中的填料、增強材料和無機添加劑。
灰分的目的
目的是驗證化合物的填充比例並監控批次之間的一致性。在玻璃纖維增強材料中,增強比例直接決定機械性質。
灰分適用於哪些產品?
- 玻璃纖維增強塑料
- 礦物質填充化合物
- 電纜絕緣材料
- 再生塑膠
- 橡膠混合物
灰分應用於哪些行業?
與灰分相關的標準
- ISO 3451-1(塑膠中灰分的測定—通用方法)
- ISO 3451-4(聚醯胺中灰分的測定)
- ASTM D5630(塑膠中的灰分含量)
- ISO 1172(玻璃纖維增強塑膠的燒失量)
灰分的測試條件
- 燃燒溫度
- 標準根據材料給出的溫度
- Kroze
- 瓷器或鉑金;進行持續稱重
- 时间
- 直至達到恆重
- 冷卻
- 置於乾燥器內,無水分
灰分的測試設備
- 灰爐(馬弗爐)
- 分析天平
- 陶瓷或鉑坩堝
- 乾燥器
- 坩堝鉗及防護設備
灰分的樣品要求
- 必須取樣以代表批次或生產運作。
- 必須說明樣品描述、材料類型和生產方向(如果有)。
- 要應用的標準和任何客戶規範必須與樣品一起提供。
- 測試可能具有破壞性;所需樣品數量必須提前確認。
- 在運送過程中必須保護將要測試的表面。
灰分的測試時程
由於燃燒並達到恆定質量,分析通常需要一到兩個工作天。
灰分的測試程序
- 1使坩堝達到恆定品質並稱重。
- 2將樣品稱重並放入坩堝中。
- 3坩堝在爐中在規定的溫度下燃燒。
- 4重複燃燒直至達到恆定質量。
- 5將坩堝在乾燥器中冷卻。
- 6稱重殘餘物。
- 7計算灰分百分比。
灰分的允收準則
方法標準定義了測試的執行方式,而不是結果必須是什麼。驗收限值來自材料或產品標準、客戶規範或相關法規;因此,本頁並未給出數字限制。
結果評估
將結果與原料規格中的填料比例進行比較。有些填料在燃燒溫度下會分解(例如碳酸鹽);在這種情況下,原始灰分值需要修正,並在報告中說明。
灰分測試報告
- 樣品描述、材料/產品資訊和批次號碼(如果有)
- 樣品製備方法與條件
- 適用的標準和測試條件
- 使用的儀器和校準狀態
- 測量結果和單位
- 測量不確定度(如果需要)
- A statement that the result applies only to the specimen submitted for testing
認證
EUROLAB 擁有 IAF 和 ILAC 多邊認可安排締約方認證機構獲得的國際認可認證,根據 ISO/IEC 17025 實驗室測試、ISO/IEC 17020 檢查和監督以及 ISO/IEC 17021-1 和 ISO/IEC 17065 系統和產品認證。該鏈條確保所發布的報告和證書在全球範圍內得到接受。
是否可以在認可範圍內提供此測試取決於您的產品和所採用的標準;由於認證是基於方法的,因此範圍在報價階段以書面形式確認。
範圍和授權相關規定
- 根據產品系列應用統一標準
- EU 765/2008(市場監督與認證架構)
- 相關產品法規與客戶規範
塑膠測試 — 此測試領域涵蓋哪些內容?
以下段落說明 灰分 測試所屬的領域;此測試本身的條件與允收標準列於上方各節。您產品專屬的範圍將在報價階段以書面確認。
塑膠測試決定聚合物材料的機械、熱及燃燒行為。與金屬不同,塑膠具有黏彈性:其行為取決於加載速率、溫度與濕度。因此同一材料在不同條件下會產生不同結果,測試條件是結果密不可分的一部分。
黏彈性的實際結果是:塑膠零件在恆定負載下會隨時間持續變形(潛變),而在恆定變形下所承受的應力會隨時間下降(應力鬆弛)。螺紋接頭會鬆脫、夾具會失去夾持力、層架會隨時間下垂。短期拉伸測試無法顯示此行為;需要長期測試或加速模型。
熱行為是第二個主軸。熔融流動速率顯示材料的可加工性及批次間一致性;熱變形溫度與維卡軟化點提供使用溫度的粗略上限。熱分析(DSC、TGA、DMA)則揭示材料的身分特徵:玻璃轉化溫度、熔融行為、結晶度、填料含量與分解溫度。
燃燒行為是第三個軸,並直接關聯到產品標準。UL 94 等級與極限氧指數會寫入材料資料表;電氣器具外殼須符合特定等級,而建築產品則適用不同的分級體系。
老化是此領域最常被忽略的部分。塑膠會因紫外線、熱、濕氣與氧氣而劣化:顏色改變、表面龜裂、衝擊強度下降。對於預定戶外使用的零件而言,重要的不是第一天的數值,而是老化後的數值。氙弧燈與螢光紫外線設備可加速此劣化過程並提供比較依據。
此領域的產出通常會寫入材料資料表,產品標準也會引用該資料表。但資料表數值與實際零件行為之間可能存在差異:成型過程中形成的取向、熔接線與內應力會使零件的表現不同於試片。
使用回收材料為此領域帶來了新問題。回收樹脂在批次間存在差異;機械性質、顏色與燃燒行為可能因批次而異。因此,對使用回收材料的製造商而言,進料檢驗不是可選項,而是必要條件。
此領域的方法群組
机械
拉伸、壓縮、彎曲、Charpy 與 Izod 衝擊、硬度(邵氏)、潛變與環境應力龜裂。
熱
熔融流動指數(MFI)、熱變形溫度(HDT)、維卡軟化溫度、線性熱膨脹。
熱分析
以 DSC 測定轉化溫度與結晶度,以 TGA 測定組成與分解,以 DMA 測定動態機械行為。
燃燒
UL 94 分級、極限氧指數(LOI)、灼熱絲與針焰測試。
老化
以氙弧燈與螢光紫外線進行加速老化、熱空氣老化、濕度與結露。
物理
密度、吸水率、灰分含量、薄膜與板材的氣體及水蒸氣穿透率。
此領域常見混淆之處
- 未註明測試速率與溫度的塑膠測試結果無法解讀;黏彈性行為取決於這些參數。
- 試片結果無法直接套用到實際零件;成型取向與熔接線是決定性因素。
- HDT 與維卡值並非使用溫度;它們僅為上限的粗略指標,且不適用於承載狀態。
- UL 94 等級取決於厚度;不同的壁厚需要重新驗證。
- 對於吸濕性聚合物(如聚醯胺),若未進行調濕處理,結果將產生誤導。
- ASTM D638 和 ISO 527 結果並非直接等效;樣本幾何形狀和速率定義不同。
這些結果支持哪些決策
- 材料選擇與供應商核准
- 滿足產品標準中的可燃性與熱性要求
- 驗證回收材料的使用與批次控管
- 成型製程控制與批次一致性
- 證明戶外使用的耐老化性
相關測試
關於灰分的常見問題
灰分比直接就是玻纖比嗎?
大約。如果材料還含有其他無機添加劑,灰分就是它們的總和。如果僅需要玻璃纖維比例,則需要 ISO 1172 方法和已知配方。
灰燼中可以看到炭黑嗎?
不會。炭黑在點火過程中會燃燒掉,不會殘留在灰燼中;因此,它是透過單獨的方法(熱解)測定的。







