材料测试技术ASTM与ISO测试标准的主要差异

近年来,世界正迅速由区域服务的区域性市场向统一的性市场转化,采用标准(iso/iec)的呼声越来越高,astm也正在积极开展向iso/iec标准转化的工作。
随着石化行业的发展,我国热塑性塑料的产量逐年增加,并且已应用到工业、农业、建筑业、城市公用业的许多领域,对国民经济的发展起着非常大的作用,本文主要讨论热塑性塑料的标准化工作。
一、astm与iso塑料标准的主要差异
[ astm和iso都制定了通用热塑性塑料材料如聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚苯乙烯(ps)、抗冲击聚苯乙烯(sb)、苯乙烯-丙烯腈(san)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)和热塑性聚酯(tp)的标准,但两种标准之间存在较大差异。
  1. 材料标准间的差异
iso标准由两部分组成,第1部分是“命名系统和分类基础”,第2部分是“试样制备和性能测定”。
根据导则,iso命名标准中规定了统一的命名模式,由一个可选的写作“热塑性塑料”的说明组和包括标准号和特性项目组的识别组构成。 为了使命名更明确,特性项目组又分成下列五个字符组:
——字符组1:标准规定的塑料材料的缩写代号,例如:pe(聚乙烯)、pph(聚丙烯均聚物)等等。
——字符组2:以zui多8个大写英文字母表示的材料的推荐用途或加工方法[如:b(吹塑),f(薄膜)等]、重要性能、添加剂及其它附加的说 明。
——字符组3:材料特征性能及分档代号。不同材料的特征性能可能不同,如规定pe材料特征性能为熔体流动速率和密度。
——字符组4:填料或增强材料及其标称含量。
——字符组5:特殊需要的附加信息。
热塑性塑料只要采用这一标准模式命名,就可使用户方便地了解材料的情况,而不必要去学习每个企业*的命名规则。
iso标准的第2部分“试样制备和性能测定”中规定了该材料试样制备方法和条件、试样形状和尺寸、试样状态调节以及试验的条件。只要按 这部分标准进行试样制备和性能测定,就可以较为全面地表征材料的性能。
目前iso没有规定具体性能指标的塑料产品标准。
astm材料标准(规范)既规定了分类命名、材料的试样制备和性能测定方法,又规定了重要性能及其指标,但其命名按类(type)、等(class)、种(category)和级(grade)的代码进行分类,与iso不同。
  2. 测试方法间的差异
astm和iso塑料材料通用测试方法在原理上是一致的。但由于它们是基于不同单位制(英制和公制)上的标准体系,使得材料的拉伸、弯曲、冲击、热变形温度等性能测定的结果无可比性。两种方法的差异可以从数据来源的三个主要方面看出:
(1) 试样尺寸 两种方法zui明显的差别是用于材料力学性能测试的试样尺寸不同。astm试样尺寸为165mm×12.7mm×3.2mm,iso试样尺寸为165mm×10mm×4mm。两种试样横截面积基本相同,分别为40.6mm2和40mm2,仅相差1.5%。但两种试样厚度之差非常明显,相差20%。
(2) 试样制备 试样制备是塑料测试中zui关健的因素。astm和iso方法规定的塑料材料试样制备的推荐条件有所不同,以pp材料为例,两标准虽然熔体温度的规定基本一致,但模具温度相差很大。此外,iso规定试样必须在型腔对称并使用端浇口的模具中制备。此规定使iso试样具有较高的重复再现性,取向一致,并且减少了试样制备对zui终结果的影响,有利于得到可*的具有重复再现性的、可比的数据。
(3) 测试仪器和试验条件 两种方法在许多测试项目上使用的仪器配件尺寸及试验条件等不同。如测定材料(三点负荷)弯曲性能时的支座及压头半径,iso规定为5.0mm,而astm为3.2mm,试验速度iso规定为2.0mm/min,而astm为5mm/min;又如测定热变形 温度的试样支架跨度,iso规定为100mm(侧向)和64mm(贯层向)两种,而astm仅有100mm一种。
二、astm塑料标准向iso/iec转化工作的近况 
随着塑料工业的发展,树脂或改性塑料已广泛应用于医疗、建材及汽车等行业。在美国,许多用户,特别是三大汽车制造企业——克莱斯勒、福特和通用公司,为某种用途选择材料时,希望得到具有可*性与可比性的数据,这些用户已认识到,要减少原材料的消耗以及进行双重试验(分别采用iso和astm标准试验)对精力和财力的消耗,唯有加快向iso/iec标准转化的步伐。因此,几年前astm就已经开始了向iso/iec转化的工作。
1. 1994年12月,astm d20塑料委员会即了一个专门的责任机构来制定协调一致的政策,使各分委员会的转化工作增加协调性,并且转化工作已不于在astm的每一标准后附上iso相对应的说明。
2. 1995年以来,astm制定、修订了多项采用iso标准的astm标准,如1996年发布了astm d1999《贸易用试样和试验参数的选择指南》,该标准致力于提出用于贸易的以iso试验方法为基础的试样和试验参数。
3. 1996年,astm d 20塑料委员会提出了其“统一化”进程,即:
(1) 将iso文件作为等同的astm文件投票;
(2) 在astm文件内作为一个单独的步骤增加iso文件;
(3) 需要时,将astm标准分为两个标准,使标准尽量接近iso标准;
(4) 当技术上的差异不能解决时,在d 20.61分委员会范围内按提供的事实和数据对所提建议的修改案进行投票,将它作为一个新的方案(np)或补充草案(dam)。
从近年astm标准的动态也可看出其向iso/iec转化的情况。如astm直接采用iso标准制定了注塑试样制备(astm d5939-96,astm d5940-96)、拉伸性能(astm d5937-96、astm d5938-96)、弯曲性能(astm d5943-96)、简支梁冲击强度(astm d5941-96)、悬臂梁冲击强度(astm d5942-96)等一批新标准。这些标准在技术上与采用的iso标准是一致的。
另外,astm还制定了一批采用iso测试方法的材料规范,如pp材料规范(astm d5857-96)、abs材料规范(astm d4673-96)、热塑性聚酯材料规范(astm d5927-96)等。由于用户的需要和标准转化的过程性,新标准与基于astm方法的老标准同时为现行标准。
 三、我国塑料标准概况
1. 材料标准
我国在“七五”至“八五”期间采用相应的iso标准制定了pe、pp、ps、sb、san、abs等树脂的命名国家标准(gb)或行业标准(sh)。由于iso标准的修订,使我国部分现行标准与iso标准存在差异,如新修订的iso标准规定pp材料命名的特征性能为熔体流动速率、拉伸弹性模量和简支梁缺口冲击强度,而我国现行国标为等规指数、熔体流动速率。
目前ps命名国家标准经修订已经发布(gb 6594-1997),pe命名标准的修订工作已基本完成,新标准即将发布。
我国目前尚未制定材料试样制备和性能测定标准。
2. 产品标准
我国在制定树脂命名标准的同时,根据我国国情还制定了各树脂的产品标准。但各标准中试样制备方法与iso差异较大,性能测定项目的设置也远比iso材料标准第2部分:试样制备和性能测定的规定少得多。
现行产品标准已经多年未修订,已不适应目前市场发展的要求。
3. 试验方法标准
我国塑料树脂通用测试方法标准基本上是采用iso标准制定的,但由于修订不及时,目前许多标准已与iso标准存在较大差异。
我国塑料树脂的生产企业引进生产装置时,树脂产品的试验方法全部是采用astm方法标准。
四、对我国塑料行业采标工作的建议
当前,在世界范围内采用标准作为统一标准已成定势,我国塑料树脂有关单位应积极开展向iso标准转化的工作,以提高国内树脂产品质量,增强产品的市场竞争力。为此,对我国塑料标准化工作提出如下建议:
(1) 塑料通用测试方法是其它标准的基础,因此应按照iso标准,加快修订我国标准的步伐。
(2) 应加快我国塑料树脂试样制备和性能测定标准的制定工作,为今后尽快修订我国产品标准奠定基础。
(3) 各塑料树脂生产企业应抓紧时间,作好向iso标准转化的工作。对由于引进仪器的原因,使目前部分实验室的部分试验仪器不能满足iso试验方法要求的,应加工符合iso方法的仪器配件,为本单位开展向iso标准转化工作提供仪器保证。
(4) 新建、扩建装置及引进新牌号时,应要求供应方提供符合iso试验方法的性能数据。注塑试样模具应选取符合gb 17037.1-1997(该标准等同采用iso 294-1∶1997)规定的模具。
(5) 各塑料树脂生产企业在今后一段时间内,应分别按iso和astm试验方法标准积累自己产品性能的数据,以便从报告astm数据向报告iso数据过渡。

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