《塑料差示掃描量熱法(DSC)第7部分：結(jié)晶動力學(xué)的測定》

編制說明（征求意見稿）

1工作簡況

1.1工作任務(wù)來源

根據(jù)國標(biāo)委綜合〔2023〕37號《關(guān)于下達(dá)2023年第二批推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)計

劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計劃的通知》，《塑料差示掃描量熱法(DSC)第7部分：結(jié)

晶動力學(xué)的測定》國家標(biāo)準(zhǔn)制訂項目編號為20220995-T-606，項目計劃時間為

2023年—2024年。本標(biāo)準(zhǔn)由中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會提出，由全國塑料標(biāo)準(zhǔn)

化技術(shù)委員會（SAC/TC15）歸口管理。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位為中藍(lán)晨光成都檢

測技術(shù)有限公司等。

1.2主要工作過程

1.2.1工作分工

參與本文件起草的單位有：中藍(lán)晨光成都檢測技術(shù)有限公司等。本工作組

單位根據(jù)實際情況，派遣了相關(guān)代表參加具體標(biāo)準(zhǔn)后續(xù)的制修訂工作，具體工

作組分工見表1。

表1工作組分工

序號負(fù)責(zé)人工作組單位工作分工

草案和驗證實驗方案

1張彥君中藍(lán)晨光編制，數(shù)據(jù)匯總及驗

證實驗

2王鐘育巴斯夫驗證實驗

3樊潔蘭州化工研究中心驗證實驗

4段富華佛山佛塑科技集團(tuán)股份有限公司驗證實驗及提供樣品

5荊瑩北京燕山石化高科技術(shù)有限責(zé)任公司驗證實驗

6李聰四川省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢測院驗證實驗

7陳小鋒浙江新和成特種材料有限公司提供樣品

8黃瑞杰中廣核俊爾新材料有限公司驗證實驗

2

9徐延勤遼陽石化提供樣品

1.2.2前期工作

2022年~2023年，對差示掃描量熱儀儀器進(jìn)行調(diào)研，并研究塑料結(jié)晶動力

學(xué)相關(guān)文獻(xiàn)，在此期間對ISO11357-7:2022原文進(jìn)行翻譯形成草案稿，并對草

案稿進(jìn)行修改，校稿，并開始著手準(zhǔn)備驗證試驗事宜。

1.2.3第一次工作會議

全國塑料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會通用方法和產(chǎn)品分會(SAC/TC15/SC4)于2023

年10月18日開展《塑料差示掃描量熱法(DSC)第7部分：結(jié)晶動力學(xué)的測

定》國家標(biāo)準(zhǔn)工作討論會議。與會代表一起對內(nèi)容進(jìn)行討論，商定了工作進(jìn)

度，形成如下會議成果：

一、會上成立了標(biāo)準(zhǔn)工作小組。

工作組單位確定工作組單位15家。

包括中藍(lán)晨光成都檢測技術(shù)有限公司、吉林省質(zhì)檢院、中國石油天然氣股

份有限公司大慶化工研究中心、青島市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院、蘭州化工研究中

心、中國石油遼陽石化公司研究院、四川省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢測院、廣東宏

拓儀器科技有限公司、杭州仰儀科技有限公司、新疆獨山子石化公司研究院、

浙江新和成特種材料有限公司、溫州方圓儀器有限公司、寧波華騰首研新材料

有限公司、佛山佛塑科技集團(tuán)股份有限公司、中廣核俊爾（浙江）新材料有限

公司。

二、會上針對草案及驗證試驗方案提出以下建議：

1）進(jìn)一步完善翻譯內(nèi)容，根據(jù)GB/T1.1-2020的要求修改草案內(nèi)容；

2）建議的驗證試驗樣品提供能夠結(jié)晶的高分子材料，如聚丙烯、聚乙烯、

聚酯等。

三、標(biāo)準(zhǔn)工作進(jìn)度安排

1）2023年10月-2023年12月，確定試驗方案，形成工作組草案。

2）2023年12月，寄送樣品至各參與單位，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)驗證試驗。

3）2024年1月-2024年4月，測試數(shù)據(jù)收集整理，結(jié)果分析

4）2024年4月-2024年6月，完成標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿、編制說明及試驗報

3

告。

5）2024年6月-2024年8月，進(jìn)行征求意見稿意見征求。

6）2024年8月-2024年10月，送審資料編制。

7）2024年11月,召開了標(biāo)準(zhǔn)送審稿的審查會,塑標(biāo)委各位專家和領(lǐng)導(dǎo)對標(biāo)

準(zhǔn)送審材料進(jìn)行審查。

1.2.4第二次工作會議

全國塑料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會通用方法和產(chǎn)品分會(SAC/TC15/SC4)于2024年

7月17日，在河北承德市召開了《塑料差示掃描量熱法(DSC)第7部分:結(jié)晶動

力學(xué)的測定》國家標(biāo)準(zhǔn)第二次工作組會議。會上由中藍(lán)晨光成都檢測技術(shù)有限

公司對該項標(biāo)準(zhǔn)草案內(nèi)容進(jìn)行匯報，與會專家進(jìn)行了討論，形成紀(jì)要如下：

1)將標(biāo)準(zhǔn)草案中采標(biāo)ISO11357-7:2022的內(nèi)容“本文件適用于熔融聚合

物”修改為“本文件適用于結(jié)晶和半結(jié)晶聚合物”；

2)確認(rèn)草案中涉及到的“分子結(jié)構(gòu)”、“聚合物結(jié)構(gòu)”等相關(guān)詞匯的表達(dá)。

3)標(biāo)準(zhǔn)草案中“相對結(jié)晶度”一詞的術(shù)語定義存在歧義，由“在特定時間

或特定溫度下的結(jié)晶度與結(jié)晶結(jié)束時的結(jié)晶度之比”修改為“與結(jié)晶結(jié)束時的

結(jié)晶峰總面積相比，在特定時間或特定溫度下的結(jié)晶比例”。

4)標(biāo)準(zhǔn)草案5.5中“檢查溫標(biāo)對稱性的物質(zhì)，應(yīng)選擇合適的物質(zhì)，其過冷

度低且明確”修改為“檢查溫標(biāo)對稱性的物質(zhì)，應(yīng)選擇已知過冷度且過冷度低

的物質(zhì)”。同時再確認(rèn)“溫標(biāo)對稱性物質(zhì)”。

5)標(biāo)準(zhǔn)草案9.2中“為避免自熱，應(yīng)根據(jù)材料結(jié)晶產(chǎn)生的熱量選擇試樣的

質(zhì)量。如測量的目的是比較不同等級的聚合物，則保持質(zhì)量在±0.5mg以內(nèi)”

修改為“為避免試樣發(fā)生自加熱，應(yīng)根據(jù)材料結(jié)晶產(chǎn)生的熱量確定試樣的質(zhì)量。

當(dāng)測量目的是比較不同聚合物的結(jié)晶度/結(jié)晶能力時，試樣質(zhì)量偏差應(yīng)為±0.5

mg?！?/p>

6)標(biāo)準(zhǔn)草案9.5中“ti為等溫結(jié)晶開始的初始結(jié)晶時間，由DSC曲線與外

推基線的首次偏離得到，外推基線通過峰開始和結(jié)束之間的插值獲得?！毙薷臑?/p>

“ti為開始結(jié)晶的時間，由DSC曲線首次偏離基線對應(yīng)的時間?！?/p>

7)“等溫溫度受儀器型號限制，在冷卻過程中聚合物開始結(jié)晶，應(yīng)拒絕接

4

受此數(shù)據(jù)（見圖1）。”修改為“若等溫溫度設(shè)置不合理，在冷卻過程中聚合物

開始結(jié)晶，則此次試驗數(shù)據(jù)無效（見圖1）。”

8)標(biāo)準(zhǔn)草案9.6中“使用的冷卻速率不應(yīng)超過儀器能夠在整個冷卻溫度范

圍內(nèi)保持線性速率的最高速率?！毙薷臑椤敖禍厮俾什粦?yīng)超過儀器在整個降溫范

圍內(nèi)能夠達(dá)到的最大線性降溫速率?！?/p>

9)涉及到“基線”、“外推基線”、“準(zhǔn)基線”、“支座”等詞與第1部分術(shù)語

保持

1.2.5征求意見

2024年8月，秘書處將標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿、編制說明等材料發(fā)至委員和各單

位廣泛征求意見，同時在全國標(biāo)準(zhǔn)信息公共服務(wù)平臺向社會公開征求意見，具

體如下：

說明：1）發(fā)送“征求意見稿”的單位數(shù)：個。

2）回函的單位數(shù)：個。

3）回函并有建議或意見的單位數(shù)：個。

4）沒有回函的單位數(shù)：個。

1.2.6審查意見

1.2.7報批

牽頭單位根據(jù)審查意見進(jìn)行修改形成報批稿，2024年X月X日至X月X

日，委員對報批材料進(jìn)行了B類投票，委員57人，投票委員X人，贊成X票，

投票通過率為X%，符合報批要求。投票后，提交至塑標(biāo)委會（TC15）秘書處報

批。

2標(biāo)準(zhǔn)編制原則和主要內(nèi)容的確定

2.1國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)情況

塑料由高分子聚合物構(gòu)成，不同種類的聚合物結(jié)晶能力不同，聚合物的結(jié)

晶度和結(jié)晶溫度受到聚合物分子結(jié)構(gòu)、熔融溫度、結(jié)晶條件、環(huán)境條件、加工

工藝等影響，結(jié)晶動力學(xué)是結(jié)晶物質(zhì)的結(jié)晶形成方式和過程以及結(jié)晶速率對時

5

間溫度和分子結(jié)構(gòu)等影響因素的依賴關(guān)系。而結(jié)晶作用對于塑料材料的力學(xué)性

能、物理性能及熱性能等影響顯著，因此對塑料材料的結(jié)晶動力學(xué)研究十分必

要。

國內(nèi)外針對高分子材料結(jié)晶的研究方法包括差式掃描量熱法（DSC）、動態(tài)

熱機(jī)械分析法（DMA）、X射線衍射法（XRD）、紅外光譜法（IR）等。而差式掃

描量熱法（DSC）是測量聚合物結(jié)晶速度的常用方法之一，目前國內(nèi)外相關(guān)檢

測方法標(biāo)準(zhǔn)主要有，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)包括GB/T19466.3-2004《塑料差示掃描量熱法

(DSC)第3部分:熔融和結(jié)晶溫度及熱焓的測定》，SH/T1827-2019《塑料結(jié)

晶度的測定X射線衍射法》，SH/T1826-2019《塑料超高分子量聚乙烯(PE-

UHMW)材料和制品熔融焓和結(jié)晶度及熔融溫度的測定差示掃描量熱法（DSC）》，

GB/T16582-2008《塑料用毛細(xì)管法和偏光顯微鏡法測定部分結(jié)晶聚合物熔融

行為（熔融溫度或熔融范圍）》，其中GB/T19466.3-2004等同采標(biāo)ISO11357-

3：1999，上述標(biāo)準(zhǔn)主要是對塑料結(jié)晶度或結(jié)晶溫度的測試，國際標(biāo)準(zhǔn)包括ISO

11357-3《塑料差示掃描量熱法(DSC)第3部分:熔融和結(jié)晶溫度及熱焓的測

定》，ISO11357-7:2022《塑料差示掃描量熱法(DSC)第7部分:結(jié)晶動力學(xué)的

測定》，具體內(nèi)容見表2。

表2塑料結(jié)晶測試方法標(biāo)準(zhǔn)

序號標(biāo)準(zhǔn)號標(biāo)準(zhǔn)名稱主要內(nèi)容

1GB/T19466.3-塑料差示掃描量熱法規(guī)定了用DSC測定結(jié)晶和半

2004(DSC)第3部分:熔融和結(jié)結(jié)晶聚合物熔融和結(jié)晶溫度

晶溫度及熱焓的測定及熱焓的實驗方法。

2SH/T1827-2019塑料結(jié)晶度的測定X射線規(guī)定了用X射線衍射測定聚

衍射法乙烯和聚丙烯結(jié)晶度的方

法。

適用于顆?；蚍勰罹垡蚁?/p>

和聚丙烯（α晶型、β＋α

晶型）雅俗或注塑試樣結(jié)晶

度的測定。

3SH/T1826-2019塑料超高分子量聚乙烯規(guī)定了用DSC測定超高分子

(PE-UHMW)材料和制品熔融量聚乙烯（PE-UHMW）材料和

焓和結(jié)晶度及熔融溫度的制品熔融焓、熔融溫度及結(jié)

測定差示掃描量熱法晶度。

（DSC）適用于粉料、成型后的材

6

料、成品或使用過的PE-

UHMW，也適用于經(jīng)輻照或化

學(xué)交聯(lián)的PE-UHMW。

416582-2008塑料用毛細(xì)管法和偏光規(guī)定了用毛細(xì)管法和偏光顯

顯微鏡法測定部分結(jié)晶聚微鏡法測定部分結(jié)晶聚合物

合物熔融行為（熔融溫度的熔融行為的方法。

或熔融范圍）

5ISO11357-3塑料差示掃描量熱法規(guī)定了用DSC測定結(jié)晶和半

(DSC)第3部分:熔融和結(jié)結(jié)晶聚合物熔融和結(jié)晶溫度

晶溫度及熱焓的測定及熱焓的實驗方法。

611357-7:2022塑料差示掃描量熱法規(guī)定了采用DSC測定部分結(jié)

(DSC)第7部分:結(jié)晶動力晶聚合物結(jié)晶動力學(xué)的兩種

學(xué)的測定方法（等溫和非等溫法）。

本標(biāo)準(zhǔn)提出塑料材料相對結(jié)晶度的計算方法，并采用等溫和非等溫條件研

究溫度和時間對塑料材料相對結(jié)晶度的影響，深入塑料材料的結(jié)晶動力學(xué)研究。

目前國內(nèi)暫無相關(guān)塑料結(jié)晶動力學(xué)測試方法標(biāo)準(zhǔn)，而結(jié)晶是影響塑料材料熱性

能、電性能及力學(xué)性能的重要參數(shù)，一般來說塑料材料的結(jié)晶度愈大，尺寸穩(wěn)

定性愈好，其強(qiáng)度、硬度、剛度愈高；同時耐熱性和耐化學(xué)性也愈好，但與鏈

運動有關(guān)的性能如彈性、斷裂伸長、抗沖擊強(qiáng)度、溶脹度等降低。因此正確評

價塑料材料的結(jié)晶性能，對塑料材料性能、質(zhì)量控制、研發(fā)以及指導(dǎo)實際應(yīng)用

具有重大意義，因此盡快采標(biāo)ISO11357-7:2022，制定我國塑料結(jié)晶動力學(xué)測

試方法標(biāo)準(zhǔn)是十分必要。

2.2標(biāo)準(zhǔn)編制原則

基于我國塑料材料的技術(shù)現(xiàn)狀和需求，積極采用國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)，將

ISO11357-7:2022轉(zhuǎn)化并制定我國現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)。在編寫方面符合GB/T1.1-

2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》、GB/T1.2-

2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第2部分：以ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)化文件為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化文件

起草規(guī)則》、GB/T20000《標(biāo)準(zhǔn)化工作指南》和GB/T20001《標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)則》及

其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，并與我國有關(guān)的法律、法規(guī)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)保持協(xié)調(diào)一致。

標(biāo)準(zhǔn)修定工作組對該方法前期進(jìn)行了調(diào)研分析和實驗室內(nèi)的驗證試驗，確定了

該標(biāo)準(zhǔn)的可行性，召開起草單位工作會議，討論工作方案、進(jìn)一步開展實驗室

間的驗證試驗以及完善文本。

7

2.3主要內(nèi)容的確定

本標(biāo)準(zhǔn)修改采用ISO11357-7:2022，其主要內(nèi)容與ISO11357-7:2022一

致。本標(biāo)準(zhǔn)與ISO11357-7:2022相比技術(shù)差異及原因如下：

——用規(guī)范性引用的GB/T2035代替了ISO427，以適應(yīng)我國的技術(shù)條件，

增加可操作性性。

——用規(guī)范性引用的GB/T19466.1代替了ISO11357-1，以適應(yīng)我國的技

術(shù)條件，增加可操作性性。

——用規(guī)范性引用的GB/T19466.3代替了ISO11357-3，以適應(yīng)我國的技

術(shù)條件，增加可操作性性。

3主要試驗的分析及技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證

3.1試驗驗證的分析及試驗報告

本次標(biāo)準(zhǔn)驗證，組織了5家實驗室開展了本標(biāo)準(zhǔn)方法的驗證實驗。試驗驗證

報告見附件1。

3.2技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證和預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效果

本標(biāo)準(zhǔn)為試驗方法標(biāo)準(zhǔn)，差示掃描量熱法（DSC）是一種精確測定結(jié)晶焓和

結(jié)晶溫度的有效方法，本標(biāo)準(zhǔn)給出了采用DSC研究塑料材料結(jié)晶動力學(xué)的試驗

方法，結(jié)晶動力的測定可用于過程控制和研究，對正確評價材料性能以及指導(dǎo)

實際應(yīng)用具有重大意義。本標(biāo)準(zhǔn)的提出了結(jié)晶動力學(xué)的統(tǒng)一測試條件，提高實

驗效率，保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性，為相關(guān)企業(yè)、客戶等提供了科學(xué)有

效的性能測試方法的同時，對塑料材料在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)和規(guī)

范作用，促進(jìn)塑料行業(yè)健康規(guī)范的發(fā)展，同時帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。

4采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)情況，與國際、國外同類標(biāo)準(zhǔn)水平對比情況

本標(biāo)準(zhǔn)修改采用ISO11357-7:2022塑料差示掃描量熱法(DSC)第7部分：

結(jié)晶動力學(xué)的測定。標(biāo)準(zhǔn)水平經(jīng)審查會討論，一致認(rèn)為達(dá)到XXXX。

5以國際標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的起草情況，以及是否合規(guī)引用或者采用國際國外標(biāo)

準(zhǔn)，并說明未采用的原因。

8

本文件修改采用ISO11357-7:2022，ISO11357-7:2022中規(guī)范性引用了

ISO427、ISO11357-1、ISO11357-3。

本文件用規(guī)范性引用的GB/T2035代替了ISO427，GB/T19466.1代替了

ISO11357-1,GB/T19466.3代替了ISO11357-3，以適應(yīng)我國的技術(shù)條件、增

加可操作性。

6與現(xiàn)行法律、法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系

本標(biāo)準(zhǔn)是試驗方法的標(biāo)準(zhǔn)，與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)無沖突。

7重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)

無。

8標(biāo)準(zhǔn)涉及專利的有關(guān)說明

本標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)內(nèi)容不涉及國內(nèi)外專利和知識產(chǎn)權(quán)的問題。

9貫徹標(biāo)準(zhǔn)的措施建議

建議在相關(guān)行業(yè)會議上介紹該標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，使業(yè)內(nèi)各企業(yè)熟悉該標(biāo)準(zhǔn)。

建議本標(biāo)準(zhǔn)批準(zhǔn)發(fā)布6個月后實施。

10其他應(yīng)予以說明的事項

無。

國標(biāo)編制工作組

2024年8月

9

附件1：

《塑料差示掃描量熱法(DSC)第7部分：結(jié)晶動力學(xué)的

測定》

國家標(biāo)準(zhǔn)項目

驗證試驗報告

（征求意見稿）

國家標(biāo)準(zhǔn)工作組

2024年8月

10

《塑料差示掃描量熱法(DSC)第7部分結(jié)晶動力學(xué)的測定》

驗證試驗報告（征求意見稿）

一、任務(wù)來源

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《塑料差示掃描量熱法(DSC)第7部分結(jié)晶動力學(xué)的測定》

工作計劃，按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件進(jìn)行驗證試驗。本次驗證試驗由標(biāo)準(zhǔn)牽頭單位

中藍(lán)晨光成都檢測技術(shù)有限公司組織。

二、樣品

本次驗證試驗用樣品信息見表1。

表1驗證試驗用樣品

序號樣品名稱樣品型號提供單位

1PP中國石油遼陽石化公司研究院

2PE-UHMW20w中國石油遼陽石化公司研究院

3PE-UHMW330w中國石油遼陽石化公司研究院

4LDPE蘭州化工研究中心

5HDPE蘭州化工研究中心

6PET-1佛山佛塑科技集團(tuán)股份有限公司

7PET-2中國石油遼陽石化公司研究院

8PA佛山佛塑科技集團(tuán)股份有限公司

9PPA浙江新和成特種材料有限公司

10PPS浙江新和成特種材料有限公司

11PETG中國石油遼陽石化公司研究院

三、參與單位

本次驗證試驗參與單位見表2。

表2驗證試驗參與單位

序號單位名稱聯(lián)系人電話郵箱

中藍(lán)晨光成都檢測

1張彥ay450229475@

技術(shù)有限公司

2巴斯夫王鐘育

3蘭州化工研究中心樊潔

佛山佛塑科技集團(tuán)

4段富華

股份有限公司

北京燕山石化高科

5荊瑩

技術(shù)有限責(zé)任公司

四川省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)

6李聰

督檢驗檢測院

浙江新和成特種材

7陳小鋒

料有限公司

中廣核俊爾新材料

8黃瑞杰

有限公司

9吉林省質(zhì)檢院郭迎迎

11

四、測試

本次驗證試驗樣品包括X種聚合物材料，采用等溫和非等溫的方式測定這

幾種材料的結(jié)晶動力學(xué)。并給出等溫模式下和非等溫模式下的材料的結(jié)晶動力

學(xué)曲線。

表3驗證試驗條件

方法熔化階段降溫階段數(shù)據(jù)

熔化階段結(jié)束后，盡可能快地冷卻至選

以20K/min的速率升

定的溫度，選定溫度一般大于該材料結(jié)

溫至高于材料熔融溫

晶溫度3K-5K，降溫時間為獲得完整結(jié)晶

等溫模式度30K的溫度，并在

曲線的時間，若無法判斷，則降溫時間

此溫度下保持3min~5

設(shè)置為達(dá)到最大結(jié)晶速率所需時間的五

min

倍

PP升溫速率20K/min降溫速率50K/min，降溫至130℃給出熱流速率

PE-UHMW(20w)升溫速率20K/min降溫速率50K/min，降溫至126℃dQ/dt與時間t的

PE-UHMW(330w)升溫速率20K/min降溫速率50K/min，降溫至128℃曲線圖，結(jié)晶度?

LDPE升溫速率20K/min降溫速率50K/min，降溫至115℃與時間t的曲線圖

HDPE升溫速率20K/min降溫速率50K/min，降溫至124℃

PET-1升溫速率20K/min降溫速率50K/min，降溫至221℃

PET-2升溫速率20K/min降溫速率50K/min，降溫至207℃

PA升溫速率20K/min降溫速率50K/min，降溫至195℃

PPA升溫速率20K/min降溫速率50K/min，降溫至290℃

熔化階段結(jié)束后，以選定的恒定冷卻速

率將試樣冷卻至低于最終結(jié)晶溫度至少

以20K/min的速率升10K~20K。

給出熱流速率

溫至高于材料熔融溫分別以不同的冷卻速率（5K/min、10

dQ/dt與溫度T的

非等溫模式度30K的溫度，并在K/min、20K/min）至少運行三次。

曲線圖，結(jié)晶度

此溫度下保持3min~5使用的冷卻速率不應(yīng)超過儀器能夠在?

與溫度T的曲線圖

min整個冷卻溫度范圍內(nèi)保持線性速率的最

高速率。

五、數(shù)據(jù)處理

1．超高分子量聚乙烯（PE-UHMW（20W））

1）PE-UHMW（20W）等溫結(jié)晶

將分子量為20W的PE-UHMW按照標(biāo)準(zhǔn)草案要求的等溫模式程序進(jìn)行試驗，并做曲線

圖。在126℃下的等溫DSC曲線和溫度曲線見下圖1，由溫度曲線，可以得到PE-UHMW

（20W）在14.04min時開始結(jié)晶，由相對結(jié)晶度曲線（見圖2）可知，該試樣在

26.06min結(jié)晶速率最大，在30.96min時相對結(jié)晶度為50%。

12

0.00

133

DSC曲線132

-0.05溫度曲線

131

-0.10130

C

W/g129

流

-0.15溫度

線128

127

-0.20

126

-0.25125

020406080100120140

線線min

圖1PE-UHMW（20W）等溫（126℃）結(jié)晶的DSC曲線和溫度曲線圖

100

80

%60

晶度

40

線線

相

20

0

tt

020max0.5406080100120140

線線min

圖2PE-UHMW（20W）等溫結(jié)晶過程中相對結(jié)晶度曲線圖

將儀器達(dá)到規(guī)定溫度點126℃時的時間作為零點，重新對相對結(jié)晶度曲線的橫坐標(biāo)

時間進(jìn)行計算，做出4家實驗室的PE-UHMW（20W）在126℃下的等溫結(jié)晶過程中的相對

結(jié)晶度曲線圖，見圖3。

13

100

80

L1

L4

%60L5

L6

晶度

40

線線

相

20

0

020406080100120

線線/min

圖3PE-UHMW（20W）等溫結(jié)晶過程中的相對結(jié)晶度與時間的曲線（四家實驗室）對比圖

由于各家實驗室儀器的控溫能力有所不同，儀器在實際降溫過程中出現(xiàn)溫度過沖現(xiàn)象，

導(dǎo)致材料實際在一段時間內(nèi)是以低于設(shè)定溫度的條件下進(jìn)行等溫結(jié)晶的，因此不能客觀的

反映出PE-UHMW（20W）材料在設(shè)定溫度（126℃）下的等溫結(jié)晶曲線，造成了各家實驗室

間描繪出的相對結(jié)晶度與時間曲線的差異，由圖3可知，PE-UHMW（20W）在126℃附近，

溫度對其結(jié)晶度的影響較為顯著。

n

采用Avrami方程αt=αf×[1?exp(?k?t)]將其改寫為lg[-ln(1-αt)]=lgk+nlgt，

并對相對結(jié)晶度與時間的曲線進(jìn)行擬合。

2）PE-UHMW（20W）非等溫結(jié)晶

將分子量為20W的PE-UHMW分別以不同的冷卻速率（5K/min、10K/min、20K/min）

按照標(biāo)準(zhǔn)草案要求的非等溫模式程序進(jìn)行試驗，得到不同降溫速率下的PE-UHMW（20W）

的DSC曲線，見圖4。

14

20min/C

10min/C

5min/C

熱方向

放

8090100110120130140150160

溫度C

圖4PE-UHMW（20W）在不同降溫速率下的DSC曲線

100

80

%60

20min/C

晶度

10min/C

405min/C

線線

相

20

0

406080100120140160

溫度

C

圖5PE-UHMW（20W）在不同降溫速率下的相對結(jié)晶度曲線

將不同實驗室對PE-UHMW（20W）在20K/min的降溫速率下進(jìn)行非等溫結(jié)晶，相對結(jié)晶

度曲線見圖6a），在10K/min的降溫速率下的相對結(jié)晶度曲線見圖6b），在10K/min的降溫

速率下的相對結(jié)晶度曲線見圖6c）。從圖中可以看出，5家實驗室非等溫結(jié)晶的曲線基本一

致。在相對結(jié)晶度與溫度的曲線圖上，可以得到相對結(jié)晶度為50%時對應(yīng)的溫度，見表1。

從表中可以看出，隨著降溫速率的下降，實驗室間測試結(jié)果的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差減小。

15

100100

L1L1

80L280

L2

L3

L3

L4

60L4

%60

%L5

L5

晶度

晶度

4040

線線

線線

相

相

2020

00

020406080100120140160180020406080100120140160180

溫度C溫度C

a）降溫速率20K/minb）

降溫速率20K/min

100

80L1

L2

L3

L4

%60

L5

晶度

40

線線

相

20

0

20406080100120140160180

溫度C

c）降溫速率5K/min

圖6五家實驗室非等溫條件下的相對結(jié)晶度曲線

表1PE-UHMW（20W）相對結(jié)晶度為50%時的溫度(℃）

降溫速率

實驗室

5K/min10K/min20K/min

L1119.5117.9115.8

L2119.6118.0115.8

L3117.8115.0111.0

L4117.5115.7113.3

L5118.1115.7112.1

平均值118.5116.5113.6

標(biāo)準(zhǔn)偏差0.981.392.17

1

Ozawa方程αT=1?exp[?K(T)]將其改寫為lg[-ln(1-α)]=lgK(T)-nlgc，并

0Cmt0

對相對結(jié)晶度與時間的曲線進(jìn)行擬合。

2.高密度聚乙烯（HDPE）

1）HDPE等溫結(jié)晶

16

將HDPE按照標(biāo)準(zhǔn)草案要求的等溫模式程序進(jìn)行試驗，HDPE在124℃下的DSC曲線

和溫度曲線見下圖7，由圖可知，HDPE基本是在達(dá)到規(guī)定的設(shè)定溫度124℃下開始結(jié)晶，

屬于本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的良好的等溫運行。圖8為四家實驗室提供的HDPE等溫結(jié)晶過程中

的相對結(jié)晶度與時間的曲線圖，由圖可知四家單位給出的相對結(jié)晶度曲線趨勢基本一

致，但結(jié)晶結(jié)束的時間差異較大。

0.2131

130

0.1

DSC曲線

溫度曲線

129

0.0

128

-0.1

C

W/g127

流

-0.2溫度

線126

-0.3

125

-0.4124

-0.5123

020406080100120140160

線線min

圖7HDPE等溫（124℃）結(jié)晶的DSC曲線和溫度曲線圖

100

80L1

L2

%L4

60L5

晶度

線線40

相

20

0

020406080

線線/min

圖8HDPE等溫結(jié)晶過程中的相對結(jié)晶度與時間的曲線（四家實驗室）對比圖

n

采用Avrami方程αt=αf×[1?exp(?k?t)]將其改寫為lg[-ln(1-αt)]=lgk+nlgt，

并對相對結(jié)晶度與時間的曲線進(jìn)行擬合。

17

2）HDPE非等溫結(jié)晶

將不同實驗室對HDPE在20K/min的降溫速率下進(jìn)行非等溫結(jié)晶，相對結(jié)晶度曲線見圖

9。從圖中可以看出，L1、L2、L5的曲線一致性較好，L3和L4的曲線更為接近，而L1、L2

和L5單位為同一品牌儀器，L3和L4為同一品牌儀器，由此推斷儀器對于測試HDPE非等溫

結(jié)晶動力學(xué)影響較為顯著。在相對結(jié)晶度與溫度的曲線圖上，可以得到相對結(jié)晶度為50%

時對應(yīng)的溫度，見表2。從表中可以看出，隨著降溫速率的下降，實驗室間測試結(jié)果的數(shù)

據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差減小。

100

80L1

L2

L3

L4

%60

L5

晶度

40

線線

相

20

0

406080100120140160

溫度C

圖9五家實驗室非等溫條件下HDPE的相對結(jié)晶度曲線（20K/min）

表2HDPE相對結(jié)晶度為50%時的溫度(℃）

降溫速率

實驗室

5K/min10K/min20K/min

L1117.4115.4112.8

L2117.7115.9113.7

L3116.9114.9107.6

L4113.7110.4106.3

L5117.2114.9111.5

平均值116.6114.3111.3

標(biāo)準(zhǔn)偏差1.642.222.91

3.低密度聚乙烯（LDPE）

1)等溫模式

將LDPE按照標(biāo)準(zhǔn)草案要求的等溫模式程序進(jìn)行試驗，LDPE在115℃下的DSC曲線

18

和溫度曲線見下圖10a），在115℃下的DSC曲線和溫度曲線見下圖10b），由圖可以看

出，LDPE在112℃下結(jié)晶峰分布窄且結(jié)晶峰面積小，在115℃下結(jié)晶峰分布寬但結(jié)晶峰

面積相對于112℃大，即結(jié)晶焓更大，說明LDPE在115℃下的結(jié)晶緩慢，但相較于在

112℃下結(jié)晶程度更大。圖11為四家實驗室提供的LDPE等溫結(jié)晶過程中的相對結(jié)晶度

與時間的曲線圖，其中L1實驗室采用的115℃進(jìn)行等溫結(jié)晶，L2、L3、L4采用112℃

進(jìn)行等溫結(jié)晶，采用不同溫度進(jìn)行試驗結(jié)晶，其相對結(jié)晶度曲線差異較大，說明溫度

對于該種材料的結(jié)晶動力學(xué)影響較大。

-0.05

119

122

0

DSC曲線118

溫度曲線

117

120

116C

DSC曲線

C

-0.10