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汽車剛性塑料安全玻璃材料試驗(yàn)方法介紹

文檔作者：石新勇邱娟王睿溫玉剛文檔來源：中國建筑材料檢驗(yàn)認(rèn)證中心有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年05月08日
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建筑玻璃與工業(yè)玻璃201 1，N09
汽車剛性塑料安全玻璃材料試驗(yàn)方法介紹
中國建筑材料檢驗(yàn)認(rèn)證中心有限公司 石新勇邱娟王睿溫玉剛
摘要：本文主要介紹了汽車剛性塑料安全玻璃材料試驗(yàn)方法的相關(guān)內(nèi)容，對力學(xué)性能、耐化學(xué)腐蝕
性能和耐模擬氣候性能的測試方法進(jìn)行了詳述。
關(guān)鍵詞：剛性塑料安全玻璃材料試驗(yàn)方法
1 概要
汽車剛性塑料安全玻璃是一種由有機(jī)材料制成
的特種玻璃。在美國、歐洲被用在部分汽車、高速列車
上。由于車輛用剛性塑料安全玻璃的性能直接影響到
乘駕人員的人身安全，因此采用相應(yīng)的試驗(yàn)方法對其
性能進(jìn)行評價尤為重要。國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 15082規(guī)定了
汽車剛性塑料安全玻璃材料的試驗(yàn)方法，在此對這種
安全玻璃的試驗(yàn)方法進(jìn)行簡要的介紹。本文介紹的試
驗(yàn)方法為標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)行有效版本內(nèi)容，該國際標(biāo)準(zhǔn)即將
進(jìn)行修訂。
2 范圍
不管塑料的組成成分如何，只要是汽車剛性塑料
安全玻璃材料，都可以采用該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測。
3 試驗(yàn)條件
除特殊規(guī)定外，試驗(yàn)應(yīng)在下列條件下進(jìn)行：
環(huán)境溫度：20℃ ±5℃
大氣壓力：86 kPa～106 kPa
相對濕度：(60+20)％
4 樣品存放條件
環(huán)境溫度：23oC±2℃，至少存放48小時
環(huán)境相對濕度：(50±5)％，至少存放48小時
低溫：-18 oC±2 oC，至少存放24小時
5 光學(xué)性能試驗(yàn)
依照1S03538要求進(jìn)行。包括可見光透射比、副
像偏離、光畸變、破碎后的可視性試驗(yàn)。
6 人頭模型／碎片試驗(yàn)
試驗(yàn)?zāi)康氖窃u價在環(huán)境溫度下塑料安全玻璃材
料的破碎特征。試驗(yàn)之前，應(yīng)將試樣在規(guī)定的環(huán)境條
件下放置一段時間。將長度為1100mm _zmm，寬度為
500mm -2mm的平型試驗(yàn)片放置在試樣支架上。將總
重量為10kg+0．2 kg的人頭模型提升到規(guī)定高度后自
由落下，落點(diǎn)必須在試樣中心40mm范圍內(nèi)，沖擊的
表面應(yīng)是安裝到車輛上時安全玻璃的內(nèi)表面，每塊試
樣只允許沖擊一次。
記錄沖擊后試樣的狀態(tài)：(1)試樣未破壞；(2)試
樣破壞但仍能支撐人頭模型；(3)試樣破壞，且無法支
撐人頭模型。通過沖擊后的試樣狀態(tài)評價塑料安全玻
璃材料的破碎性能。
7 抗沖擊試驗(yàn)
7．1 227g鋼球試驗(yàn)
試驗(yàn)?zāi)康氖谴_定在環(huán)境溫度和低溫條件下，小鋼
球沖擊下的安全玻璃是否保持某一最低強(qiáng)度或內(nèi)聚
力。試驗(yàn)之前，應(yīng)將試樣在規(guī)定的環(huán)境條件下放置一
段時間。將邊長為300mm ％mm的正方形平型試驗(yàn)片
放在試樣支架上，并立即開始試驗(yàn)。使質(zhì)量為227g+
2g，直徑約為38mm的鋼球從規(guī)定高度自由落下沖擊
試驗(yàn)表面，沖擊面應(yīng)是安裝到車輛上時安全玻璃的外
表面，每塊試樣只允許沖擊一次。
評價在一定沖擊強(qiáng)度下試樣破壞的形式和程度，
記錄鋼球下落的高度、試樣的溫度以及沖擊后試樣能
否支撐227g鋼球。
7．2 2260g鋼球試驗(yàn)
試驗(yàn)?zāi)康臑樵u價在環(huán)境溫度和低溫條件下，安全
玻璃的抗穿透性能。試樣為邊長300mm ％mm的正方
形平型試驗(yàn)片，或從前風(fēng)窗玻璃制品或其他彎型安全
玻璃的最平整部位切取的試驗(yàn)片。試驗(yàn)之前，應(yīng)將試
樣在規(guī)定的環(huán)境條件下放置一段時間。試樣從規(guī)定條
件取出后，應(yīng)立即開始試驗(yàn)。將試樣放置在試樣支架
上，使質(zhì)量為2260g+20g，直徑約為82mm鋼球從規(guī)
定高度自由落下沖擊試驗(yàn)片的中心，沖擊面應(yīng)是安裝
在車輛上時安全玻璃的內(nèi)表面。每塊試樣只允許沖擊
一次。
一17—
Architectural ＆ Functional Glass № 9 2011
如果在沖擊后5s內(nèi)，鋼球完全穿透試樣，結(jié)果記
錄為“穿透”；如果鋼球仍在試樣上部或楔在孔內(nèi)5s
或5s以上，結(jié)果記錄為“未穿透”。記錄下落高度。
8 耐磨性試驗(yàn)
試驗(yàn)?zāi)康臑榇_定在環(huán)境溫度下塑料安全玻璃是
否具有某一最低限度的耐磨性。在安全玻璃的內(nèi)表
面、外表面上都進(jìn)行磨耗試驗(yàn)。試樣為邊長100mm的
正方形平型試驗(yàn)片，在中心鉆一個直徑約6．3mm的
固定孔。在磨耗試驗(yàn)前后都要清洗試樣，正對著積分
球人口放置試樣，試樣表面的法線和光束軸線的夾角
不應(yīng)超過8。，測取表1所示的4個數(shù)值。
表1
讀數(shù) 試樣 吸光罩 標(biāo)準(zhǔn)反射器 代表的光罩
T1 無 無 有 入射光量
T2 有 無 有 試樣總透光量
T3 無 有 無 儀器散射的光量
有 有 無 儀器和試樣散射的光量
按表1所示，重復(fù)讀出試樣規(guī)定位置的T 、個：、，rz
和T 值，確定均勻性。
計算總透光度：,rt=丁2／下
計算散射透光度： ： 二!叢
T1一T3
計算霧度或散射光，或兩者的百分率：'d xlO0％
Tt
在未磨耗的區(qū)域內(nèi)找出至少四個均布的點(diǎn)，按上
述公式確定試樣的初始霧度。將每塊試樣的各個結(jié)果
加以平均；或者將試樣均勻地以3ds或更快的速度旋
轉(zhuǎn)來獲得一個平均值，則可以代替上述四個測量值。
對于每種安全玻璃，在同樣載荷下應(yīng)進(jìn)行三次試
驗(yàn)。對于安全玻璃的外表面，磨500轉(zhuǎn)；另取三塊新試
樣，對內(nèi)表面，磨100轉(zhuǎn)。
在磨耗痕跡上沿著軌跡最少取四個測量值。
從總散射光的平均值中減去初始霧度的平均值，
該差值表示磨耗試樣所引起的散射光的結(jié)果。
9 耐化學(xué)侵蝕性試驗(yàn)
試驗(yàn)?zāi)康臑樵u價塑料安全玻璃材料能否經(jīng)受各
種溶劑和清洗劑的侵蝕。試樣為25mmx180mm 的平
型試驗(yàn)片?；瘜W(xué)試劑為：(1)重量濃度為1％的肥皂水，
(2)汽油或等效的燃油，(3)煤油，(4)變性酒精：100％
甲醇與95％乙醇按照體積比1：10配置成的溶液。將
試樣一端固定，在距離固定端5lmm處放置一個支撐
端，使試樣的整個寬度都能放置在支撐端上，通過固
定端和支撐端的支撐使試樣保持水平。在試樣自由端
一1 8一
距離支撐端102mm處施加載荷，如圖1。載荷的質(zhì)量
為28．7t 克，t是指試樣以毫米為單位時的厚度值。在
試樣受力的同時，用13ram寬的軟毛刷子蘸取一種規(guī)
定的化學(xué)試劑涂抹在支撐點(diǎn)上部試樣的上表面，每次
涂抹前應(yīng)用化學(xué)試劑將刷子浸濕。每間隔1s涂抹一
次，共涂抹1O次，避開試樣的端部和邊緣區(qū)域。見圖
2。涂抹完畢1分鐘后，用干凈的吸水棉布將試驗(yàn)擦
干，在試樣承受應(yīng)力的狀態(tài)下觀察樣品的表面缺陷、
變粘、龜裂、裂縫或透明度損失情況。
1．固定端2．支撐端3．試樣4． 載荷5。試樣厚度
圖1 試樣放置方法
1
1．涂抹方向2．支撐端3． 固定端
圈2 向試樣涂抹化學(xué)試劑的方法
10 耐模擬氣候試驗(yàn)
試驗(yàn)?zāi)康臑榇_定塑料安全玻璃材料能否經(jīng)受模
擬氣候條件下的曝曬。曝曬的光源可用長弧氙燈和開
焰碳弧燈任意一種，本文僅介紹長弧氙燈光源的試驗(yàn)
方法。按照ISO 3538測量曝曬前每塊試樣的透射比，
按本文條款8的步驟，對試樣進(jìn)行雙面抗磨性測試。
耐模擬氣候裝置內(nèi)，每塊試樣相當(dāng)于實(shí)車安裝時朝外
的一面應(yīng)對著輻射光源。2小時循環(huán)內(nèi)，試樣裝置應(yīng)
能保持連續(xù)光照和間斷噴淋，在2小時循環(huán)周期內(nèi)，
單純光照102分鐘和噴淋光照l8分鐘。經(jīng)過相應(yīng)的
循環(huán)周期后，試驗(yàn)結(jié)束，按規(guī)定要求清洗試樣。
通過觀察外觀質(zhì)量來評價試驗(yàn)后試樣的以下情
況：(a)氣泡；(b)顏色；(C)混濁；(d)明顯腐蝕。根
據(jù)條款8和ISO 3538分別測定其曝曬后樣品兩面的
抗磨性及透射比。
記錄試驗(yàn)后試樣的外觀質(zhì)量，并與試樣前試樣外
觀質(zhì)量作比較，如果用儀器測量顏色，計算顏色變化。
記錄試樣曝曬前后所測定的透射比和抗磨性的變化。
(下接第13頁)
建筑玻璃與工業(yè)玻璃201 l，№9
10條以上生產(chǎn)
線
圖1 我國浮法玻璃生產(chǎn)線分布情況
2．3 完全滿足了建筑業(yè)、汽車業(yè)對玻璃的需求
平板玻璃行業(yè)的下游市場有建筑業(yè)、家居產(chǎn)品業(yè)
(包括建筑裝飾、家電、燈具、家具、廚具以及餐具等
等)、汽車及其它車輛業(yè)、電子信息業(yè)、新型能源業(yè)等，
2010年我國平板玻璃表觀消費(fèi)量為58945萬重量
箱，其中建筑業(yè)使用平板玻璃43200萬重量箱，約占
平板玻璃總消費(fèi)量的73．29％，如果加上與建筑業(yè)相
關(guān)的家居產(chǎn)品等，大約占總消費(fèi)量的86．14％ ；汽車及
其它車輛使用平板玻璃4672．02萬重量箱，約占總消
費(fèi)量的7．93％；其它行業(yè)(包括電子信息行業(yè)等)使用
平板玻璃3446．79萬重量箱，約占總消費(fèi)量的5．85％。
2．4 玻璃熔窯燃料結(jié)構(gòu)呈多元化趨勢
截止到2010年底，我國共計擁有浮法玻璃生產(chǎn)
線238條，其中正常運(yùn)行的205條；放水、停產(chǎn)的25
條，冷修的8條。在正常運(yùn)行的生產(chǎn)線中，使用重油作
為燃料的有69條，用煤焦油的有59條，用天然氣的
有29條，用焦?fàn)t煤氣的有12條，用發(fā)生爐煤氣的有
2l條，用石油焦的有15條，見圖2。
一發(fā) 煤
每 回固石捆油焦需
】贏 7％
重油
34％
圖2 玻璃熔窯燃料結(jié)構(gòu)
總之，“十一五”期間我國平板玻璃工業(yè)不僅保持
了健康發(fā)展的好勢頭，其產(chǎn)品產(chǎn)量增長較快，生產(chǎn)技
術(shù)水平得到提升，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，能源利用效
率有所提高，其成就斐然。
(上接第18頁)
1 1 燃燒試驗(yàn)
試驗(yàn)?zāi)康臑樵u價塑料安全玻璃材料的燃燒速率。
試樣為150mmx13mm 的平型試驗(yàn)片。在距離試樣一
端25 mm和lOOmm的位置作出標(biāo)記。試驗(yàn)在通風(fēng)櫥
中或者體積大于0．5m 的具有排煙功能的試驗(yàn)箱中
進(jìn)行。如果在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，在試驗(yàn)時其排風(fēng)扇應(yīng)關(guān)
閉，在兩次試驗(yàn)間隔中能打開排煙。
將樣品距25mm刻線最遠(yuǎn)的一端沿縱向中心線
方向夾緊，其橫向中心線與水平面成45度角。將一個
每25．4mm有20個孔眼、邊長為125mm的正方形金
屬網(wǎng)放置在距試樣下部6mm的水平面上，使樣品的
一端伸出金屬網(wǎng)邊緣約13mm，如圖3。將本生燃燒器
藍(lán)色煤氣火焰高度調(diào)至12mm到25mm，使其火焰頂
部剛好與樣品接觸。30秒后移開火焰，使樣品燃燒。
當(dāng)火焰燃燒到25mm刻線時啟動秒表， 當(dāng)燃燒至
100mm刻線時停止計時。如果樣品在點(diǎn)火后沒有繼
續(xù)燃燒，將燃燒器放置在樣品灼燒的那一端部，第2
次灼燒30秒后立刻移開火焰。
試樣的水平燃燒速率取幾個試樣的平均值，單位
為毫米／分鐘。如果樣品第2次灼燒后沒有燃燒到
100mm刻線位置，報告中應(yīng)注明未持續(xù)燃燒。
1金屬網(wǎng)2試樣3燃燒器 4金屬網(wǎng)
圖3 水平燃燒試驗(yàn)
1 2 結(jié)束語
汽車用剛性塑料安全玻璃在我國已經(jīng)有少量的
應(yīng)用，這種材料質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐沖擊性好，成為汽
車玻璃的一種新類型。我國的汽車安全玻璃產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)
GB9656—2003和試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)GB／T 5137．1—5137．3—
2002涉及的汽車安全玻璃材料種類為夾層玻璃、區(qū)
域鋼化玻璃、鋼化玻璃、中空安全玻璃及塑料玻璃復(fù)
合材料。我國目前還沒有針對汽車用塑料玻璃材料的
產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的制定能夠成為相關(guān)
企業(yè)進(jìn)行質(zhì)量控制和檢驗(yàn)的依據(jù)，將有助于推動產(chǎn)業(yè)
科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，提高產(chǎn)品質(zhì)量。因此，學(xué)習(xí)國際標(biāo)準(zhǔn)，
了解其試驗(yàn)?zāi)康?、儀器裝置和試驗(yàn)方法并將其轉(zhuǎn)化為
國標(biāo)，這是我們需要完成的一個新課題。
一1 3—

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