主要用于非金属材料（如塑料、橡胶、尼龙、电在允许电压下不导电的材料等）的热变形及维卡软化点测定，是化工企业、科研单位、大专院校等行的理想测试工具。

  高分子塑料、改性尼龙、橡胶复合材料、硬质绝缘高分子等非金属材料，在温度上升的工况条件下，材料力学性能会逐步发生明显的变化。当温度上升至特定区间，材料会发生受热软化、弯曲形变，热变形温度、维卡软化点温度是表征高分子材料耐热性能的两项关键指标。热变形温度代表试样承受规定弯曲负载时，产生规定弯曲形变所对应的温度；维卡软化点温度，指规定负荷条件下，标准针型压头刺入高分子试样 1mm 深度时对应的温度。两项指标大范围的使用在原材料来料检验、改性配方研发、新产品鉴定、成品质量管控，可拿来评估高分子材料在受热环境下的使用耐受能力，为材料配方调整、产品工艺优化、零部件使用工况设计提供试验数据支撑。高分子材料热变形维卡软化点温度测定仪 RBWK‑300B，就是专门完成这两类耐热性能测试的实验室检测设备，适配化工生产企业、材料科研院所、高等院校实验室、质检检验测试的机构开展高分子非金属材料热性能评价工作。

  仪器参照多项国内以及国际标准开展整机设计，涵盖 GB/T 1633《热塑性塑料软化温度 (VST) 的测定》，GB/T1634《塑料 弯曲负载热变形温度试验方法》，GB 8802《硬聚氯乙烯 (PVC‑U) 管材及管件维卡软化温度测定方法》，同时兼容 ISO75、ISO306、ISO2507 等国际试验标准，试验流程、负荷条件、升温速率、形变判定条件匹配标准当中的技术方面的要求，检测得出的热变形、维卡软化点试验数据，可用于出具标准化检测报告。

  设备采用油浴加热的试验体系，加热介质选用甲基硅油，依靠温控单元精准控制油浴升温速率，提供两套标准升温档位；试样架能轻松实现自动升降，单次试验工位可以同时放置三个试样，能够同步开展三件试样平行试验，有利于提升平行样测试效率，减少多次试验带来的时间消耗。试样形变位移依靠光栅千分表（百分表）完成采集，实时捕捉试样受热之后产生的微小形变量，形变测量采集单元灵敏度较高，能够精准捕捉微米级别形变变化。整机机械结构布局合理，操作流程清晰，机械部件运行稳定，设备外观结构规整，长期反复试验工况下具备较好的运行可靠性。

  该仪器可以针对多种类型高分子非金属试样开展检测，包含各类热塑性塑料颗粒注塑成型试样、板材试样、改性尼龙材料、硬质橡胶、电绝缘高分子材料、PVC 管材管件配套试样等等。在实际的材料研发工作当中，不同改性配方高分子材料，耐热性能存在很明显差异，通过热变形维卡试验，能够对比不同填料、不同改性工艺对于高分子材料耐热能力带来的改变；在生产质控环节，每一批次原材料可以抽样开展维卡、热变形测试，监控批次之间材料热性能波动；对于管材、注塑零部件成品，可以取样做耐热性能验证，确认成品材料性能是不是满足设计技术条件。

  油浴系统搭配搅拌电机组件，搅拌转速可以人为调节。油浴温度较低阶段，能选用较快搅拌速度，加快浴槽内部热量交换，促使油槽整体温度均匀；当油浴温度上升至较高温度区间，切换至慢速搅拌，减少硅油过热搅动带来的影响，保障三个试样工位位置油浴温度趋于一致，降低浴槽内部温度梯度，保障三件平行试样测试条件保持统一，减少因浴槽温度不均匀带来平行样试验数据离散偏大的问题。

  负荷加载依靠标准砝码完成重力加载，区分热变形试验、维卡软化点试验两套负荷条件。热变形试验按照试样规格尺寸核算对应砝码总质量；维卡软化点试验设置 A 法、B 法两种标准负荷，A 法负荷约 10N，B 法负荷约 50N，匹配国标、ISO 标准规定的载荷要求。操作人员根据试验规定要求选配对应砝码，放置于砝码托盘之上，实现对试样施加恒定试验负荷。

  仪器的冷却逻辑区分两种工况，油浴温度高于 150℃的区间，采用自然冷却模式；油浴温度降低至 150℃以下之后，既能够继续自然冷却，也可以开启水冷模式，加快油浴降温速度。完成一组高温试验之后，借助水冷模式可以缩短油浴回落到室温的等待时长，便于快速开展下一组试样试验，提升实验室整体试验周转效率。

  仪器在操作流程上有明确的前置准备要求，针对不同试验项目更换对应的测试压头：热变形试验使用圆角压头，维卡软化点试验使用针型压头，压头需要和负载杆可靠固定。千分表安装的地方需要预留合理的压缩余量，试验开始之前一定得完成千分表调零操作，调零之后需要预置静置数分钟，消除机械部件应力带来的零漂，保障形变位移采集的准确度。整套试验从试样装夹、砝码选配、升温速率设置、零点校准，再到启动升温、试验终止、记录温度、取样冷却，有着完整的操作步骤，操作人员熟悉流程之后可以稳定完成高分子材料耐热性能测试。

  热变形温度试验原理：将规定尺寸的高分子塑料试样，简支放置在试样支撑架上面，在试样中部位置施加规定的弯曲负载，试样整体完全浸没于恒温油浴介质内部。油浴按照标准规定恒定速率持续升温，高分子材料随环境和温度上升，模量逐步下降，在固定外力负载的作用之下试样发生向下弯曲形变。当试样中心点弯曲形变达到标准规定形变阈值时，记录此刻油浴介质温度，该温度即为该试样的热变形温度。多件平行试样完成测试之后取统计结果，作为该批次材料热变形温度试验结果。

  维卡软化点温度试验原理：将平整的高分子试样安放在试样架支撑平面，针型压头垂直压在试样上表面，施加标准规定的恒定垂直负荷，压头与试样接触部位为规定规格小圆针。试样浸没于甲基硅油加热浴当中，油浴以标准速率匀速升温。温度上升，高分子材料慢慢地软化，针型压头在恒定负荷的作用下，会慢慢向下刺入试样内部；当压头刺入试样深度达到 1mm 时，记录油浴实时温度，该温度即为试样维卡软化点温度。A 法、B 法代表两套不同施加负荷条件，对应不同的试验规范要求。

  仪器整套硬件工作逻辑：AC220V 供电接入设备，加热功率单元对油槽内部甲基硅油介质实施加热；温控模块读取温度传感器采集到的浴槽实时温度，按照选定升温档位，闭环控制加热输出功率，维持油浴按照 50℃/h 或者 120℃/h 恒定速率升温；搅拌电机带动搅拌机构运转，促使硅油浴槽内部温度均匀分布。

  试样架承载负载杆、压头、砝码、被测试样；砝码依靠重力，把恒定试验负荷传递到压头，作用于高分子试样表面。光栅千分表（百分表）抵靠在砝码托盘上部，实时采集负载杆向下位移量，也就是试样受热之后产生的形变或者压头刺入深度。当形变位移到达试验判定阈值，操作人员记录此时温度，完成单支试样测试。

  试样架具备自动升降机构，试验装取样品阶段，试样架抬升出油浴液面，方便安放或者取下试样；试样装夹完毕之后，试样架下降，将试样全部浸没在甲基硅油介质内部，开始升温试验。

  冷却阶段，高温油浴大于 150℃优先自然冷却；温度下降至 150℃之下，可开启水冷，加速硅油介质散热。搅拌电机转速可以人为调节，低温段迅速搅拌，高温段降低搅拌速度，减小浴槽内部温度差异，保证三个试样工位温度条件一致，改善平行试样的数据重复性。

  整个试验过程中，油浴介质甲基硅油起到传递热量的作用，试样完全浸泡在硅油当中，试样各个面受热均匀，规避空气加热模式局部受热不均的问题，符合国标、ISO 标准对于热变形维卡试验的介质条件。

  整机主要由油浴加热槽体、温控控制管理系统、试样架升降机构、搅拌调速组件、形变测量组件、砝码加载组件、压头配件、冷却组件、电气控制单元构成。

  油浴加热槽体，槽体内部盛放甲基硅油作为传热介质，槽体内部布置加热器件、温度传感器、搅拌叶轮机构。加热器件提供热量对硅油实施加热；温度传感器实时采集浴槽硅油实际温度，反馈给到温控单元，实现升温速率闭环调控。甲基硅油作为加热介质，具备较高使用温度上限，热传导性能好，适合塑料高分子高温试验。必须要格外注意硅油属于油类介质，高温工况下一定要做好防火防护，定期观察硅油状态，出现老化变色需要按时换介质。

  温控控制管理系统，负责设置升温速率，包含 A 档位 12℃每 6 分钟，B 档位 5℃每 6 分钟，换算对应 120℃/h 与 50℃/h 两套标准升温速率。温控单元接收温度传感器信号，调节加热输出功率，保障油浴可根据设定速率匀速升温；屏幕可以实时展示油浴当前温度，便于试验人员观察试验进程，记录试验终止温度，温度示值误差控制在 ±1℃。

  试样架自动升降机构，包含三组独立负载杆工位，一次可以同时安放三件试样。升降机构可以抬升整个试样架整体抬出油面，方便操作人员更换试样、拆装压头；装样结束之后，试样架整体下降，试样全部浸没浸入硅油浴液。三个工位相互独立，每一路都配有对应的负载杆、压头、形变测量表，能完成三件平行试样同步测试。

  搅拌调速组件，由搅拌电机以及调速旋钮组成。电机驱动搅拌叶轮搅动硅油，让整个油浴槽内部温度分布更加均匀。调速旋钮能调节搅拌运转速度，试验温度较低时使用较快转速，加速热量混匀；当油浴温度上升之后，调慢搅拌转速，降低硅油剧烈扰动，维持浴槽温度场稳定。电机开启之后对应状态指示灯点亮，方便操作人员确认搅拌机构处于运行状态。

  形变测量组件，一共配置三块光栅千分表，分别对应三个试样工位。千分表探头接触砝码托盘上部位置，安装的时候，需要保证千分表内芯上端预留 2‑5mm 压缩余量。试验真正开始启动之前，需要对千分表执行调零操作，调零完成之后静置 3‑5 分钟，消除机械结构应力带来零点偏移。试样受热产生弯曲形变或者压头刺入试样，负载杆向下发生位移，千分表就可以采集到 0‑1mm 区间的微小位移变化，形变测量误差能够达到 0.01mm，能够精准捕捉高分子试样软化过程的形变。

  砝码加载组件，由砝码托盘和多组配套标准砝码组成。热变形试验需要结合试样的实际尺寸，经过计算确定需要配置砝码总质量；维卡软化点试验分为 A 法负荷 10N，B 法负荷 50N，对应标准砝码配置。砝码放置于托盘之上，摆放过程需要放正，保证重力垂直向下施加，避免砝码偏斜带来侧向分力，侧向力会干扰压头受力，造成试验结果出现偏差。

  测试压头配件，分为热变形圆角压头、维卡针型压头，各配套三套，分别适配三个工位。开展热变形温度试验，安装圆角压头；做维卡软化点测试，更换针型压头。压头必须和负载杆牢固固定，压头出现磨损、变形之后，需要按时换配件，压头形态改变会直接对试验结果带来影响。

  冷却组件，包含水冷管路接口，油浴温度高于 150℃只能够采用自然冷却；当温度下降到 150℃以下，可接入冷却水开启水冷模式，加速硅油散热，缩短降温等待时长。水冷操作时，把控冷却水流量，不可以造成油浴介质骤冷。也可以全程选择自然冷却模式，只是冷却消耗时间更长。

  电气控制单元，整机供电为 AC220V±10%，整机最大加热功率不超过 4500W。设备总功率较高，供电回路需要匹配 20A 供电条件。整机重量 180Kg，设备外观尺寸 720mm×700mm×1380mm，设备摆放需要预留足够操作空间，设备摆放地面保持平整，保障试样架升降机构运行平稳。

  仪器安放于平整稳固实验室地面，供电线A 供电条件。确认油浴槽内部甲基硅油介质液位处在合理区间，介质液位过低不允许开展加热试验。根据本次要开展的试验类型，选择对应的测试压头：做热变形温度试验，选用圆角压头；开展维卡软化点试验，选用针型压头。将选好的压头可靠固定在每一路负载杆下端。

  核算本次试验需要施加的总负荷。热变形温度试验，结合被测高分子试样的实际尺寸规格，计算需要施加的载荷，选配对应质量砝码；维卡软化点试验，A 法选用 10N 负荷，B 法选用 50N 负荷，按照砝码质量表选配砝码。砝码需要保持完好，表面无磕碰损伤。

  检查搅拌电机接线完好，开启搅拌电机电源，对应的工作指示灯点亮，搅拌机构开始运转。通过调速旋钮，设置搅拌转速，低温条件使用较快转速；预估后续升温到高温区间之后，把转速调至慢速档位。检查整机电气接线，确认接线无松动，全部电气条件确认无误之后，再进行试样装夹步骤。

  启动试样架升降机构，把整个试样架抬升，抬出油浴硅油液面。按照试验类型安放高分子试样。如果开展热变形试验，把试样简支安放在支撑架之上；如果开展维卡软化点试验，将试样平整安放在试样架支撑平面上。安放完成之后，缓缓放下负载杆，让压头贴合试样表面，将试样压紧。

  全部三件工位试样安放完毕，操作升降机构，把试样架缓缓下降，全部试样完全浸没浸泡到甲基硅油介质内部。将计算选配好的砝码，平稳放置在各个工位的砝码托盘上，砝码摆放摆正，防止砝码倾斜，避免产生侧向作用力。

  安装光栅千分表，将千分表固定安装到位，调整位置，让千分表内芯抵在砝码托盘上方，千分表内芯上端预留 2‑5mm 的压缩空间。完成千分表安装之后，轻轻旋动调节旋钮，将千分表示数调节至零位。零点调完之后，静置预置 3‑5 分钟，释放机械部件应力，观察千分表零点是否漂移，如果零点发生偏移，需要再次重新调零。

  根据执行的标准规范，选定升温速度档位，A 档位对应 12±2℃/6min，B 档位对应 5±1℃/6min，对应 120℃/h 与 50℃/h 两套升温速率。确认砝码、试样、千分表全部准备到位，油浴搅拌处于正常工作状态，确认无安全风险隐患，启动整机试验流程。

  温控系统开始控制加热单元对甲基硅油油浴加热，油浴介质按照设定的速率匀速升温。试验人员持续观察油浴温度示数，同时关注三块千分表的形变读数变化。

  当任意一个工位千分表形变读数到达试验规定判定阈值的时候，立刻记录此刻油浴显示温度，该数值即为这一件试样对应的热变形温度或者维卡软化点温度。其余工位试样继续运行，直到该工位形变达到判定条件，逐件记录温度数据。整套三件试样全部到达形变判定点，整套试验结束。

  整套试验完成之后，首先移开千分表，取下各个工位托盘上面的砝码。操作升降机构，抬升试样架抬出油浴液面，从试样架上面取出测试完成的高分子试样，操作的流程留意高温硅油，防止烫伤，同时注意别把试样掉落进入油池内部。

  油浴槽内甲基硅油介质温度还处于高温状态，温度高于 150℃，执行自然冷却。待油浴温度下降至 150℃以下，可选择水冷模式加速冷却，或者继续保持自然冷却。冷却过程，试样架可以抬出油面，也可以潜入油池内部。

  等待油浴温度回落到接近室温之后，依次关闭主机总电源开关，关闭搅拌电机电源开关。整理压头、砝码、千分表配件，清理试样架上面残留碎屑，为下一组高分子试样测试做好准备。

  仪器一次可以同时测试三件高分子平行试样，同批次材料通常要多件平行样开展试验，用来降低试验随机误差。若需要开展下一组试验，需要等待油浴温度充分冷却，更换新的被测试样，重复整套前期准备、装样、调零、升温测试流程。

  各类改性 PP、PE、ABS、改性尼龙材料，把颗粒料注塑加工成为标准尺寸试验样条，分别开展热变形、维卡软化点测试。可以对比不同改性配方、不同填料添加比例对材料耐热性能带来的变化。需要严格按照标准加工试样，试样表面不能存在很明显气泡、凹陷、应力缺陷，试样本身缺陷会带来试验数据异常。热变形测试注意按照试样尺寸准确计算砝码载荷，保证施加弯曲负载符合规定标准要求。

  硬聚氯乙烯 PVC‑U 管材管件，参照 GB 8802 标准开展维卡软化点温度测定。从管材管件上面裁切出符合规定标准规格试样，优先选用维卡 A 法或者 B 法负荷条件。PVC 材料测试过程注意油浴最高温度，结合材料预估软化温度设置试验终止条件，避免超长时间高温加热，造成试样过度分解。

  硬质橡胶、纤维增强高分子复合板材，取样加工为标准尺寸试样，依照产品对应的标准选择热变形或者维卡测试模式。复合材料要留意试样各向异性，取样方向需要和实际产品使用工况保持一致，保证试验数据具备参考价值。

  各类电工用绝缘高分子板材，耐热性能是关键指标，热变形温度能评估高温环境下绝缘件耐受能力，按照产品质量标准选择升温速率与试验负荷，获取材料热性能参数，用于绝缘零部件设计参考。

  科研实验室研发新型高分子配方，通过热变形维卡测定，评价不同合成工艺、助剂体系对材料热性能的影响。同一组配方制备多件平行试样，利用仪器三工位同时测试，提升试验效率，对比多组配方试验结果，筛选性能更优的材料体系。

  1、整机加热功率较高，供电回路需要满足 AC220V±10%，20A 的供电条件，不可使用细导线供电，避免供电线路过载。设备整机重量 180Kg，搬运安装需要多人配合，设备摆放地面一定要保持水平稳固。设备初次安装，建议由专业方面技术人员完成调试；设备若需要返厂维修，要使用原始包装材料，防止运输磕碰损伤仪器部件。

  2、加热介质甲基硅油属于高温油类介质，试验运行阶段油浴槽温度最高可以到达 300℃，高温硅油具备烫伤风险，同时有起火隐患。试验操作的流程，避免身体接触高温油浴；不要让纸屑、布料等易燃物品靠近油浴槽。定期观察硅油状态，硅油出现明显发黑、老化，需要按时换新的甲基硅油介质。

  3、压头配件分为圆角热变形压头、针型维卡压头，试验项目改变的时候务必更换对应压头；压头出现磨损、变形之后，要按时换配件，压头形态偏差会直接带来试验结果偏差。压头安装需要锁紧固定，避免试验过程压头松动脱落。

  4、砝码一定要按照标准计算选配，放置托盘上摆放端正，砝码倾斜会产生侧向分力，改变实际施加到试样的受力条件，造成试验结果失真；砝码要谨慎保管，避免磕碰掉块，砝码质量发生改变，会直接影响试验负荷精度。

  5、光栅千分表安装预留 2‑5mm 压缩余量，每次试验前都要执行调零操作，调零之后静置 3‑5 分钟，释放机械应力，规避零漂；千分表属于精密测量部件，避免撞击、摔落，做好防尘防护。

  6、搅拌电机调速需要结合油浴温度选择转速，低温可以快搅，高温状态降低搅拌转速；确认搅拌机构正常运作之后，再启动油浴加热，减少浴槽内部温度梯度，保障三个工位温度条件一致。

  7、冷却操作：油浴温度大于 150℃，仅可使用自然冷却，不允许开启水冷；油浴温度下降至 150℃以下才可以开启水冷模式，冷却水流量不宜过大，防止硅油急剧降温对槽体造成损伤。

  8、试样装取操作，必须抬升试样架离开硅油液面再安放或者取出试样，禁止直接在油面之下拆装试样；操作的流程注意别把试样碎屑、样品掉入油池内部，掉入油池会污染硅油介质，还可能堵塞搅拌机构。

  9、试验结束，必须等待油浴充分降温之后，再做试样更换或者介质维护；高温状态下不允许打开油浴槽盖板直接触碰硅油。做完高温试验之后，依次关闭加热、搅拌电源，再切断整机总电源。

  10、设备定期开展维护，检查升降机构运行是否顺滑，砝码、压头有无损伤，温度传感器工作状态；保持千分表清洁，油浴介质按时进行检查更换。非专业技术人员不要拆解温控单元、加热部件。

  热变形温度：高分子试样承受规定弯曲负载，发生规定弯曲形变时对应的油浴温度，评价材料高温抗弯曲能力。 维卡软化点温度：规定垂直负荷下，针型压头刺入试样 1mm 深度对应的温度，表征高分子材料受热软化特性。 A 法维卡：负荷约 10N 试验条件；B 法维卡：负荷约 50N 试验条件。 甲基硅油：油浴加热传热介质，用于将热量均匀传递到高分子试样。 光栅千分表：用于采集试样受热形变位移，形变测量分辨能力 0.01mm。 简支梁放置：热变形试验试样两端支撑，中部承受负载的试样安放方式。 试样架自动升降：带动三件试样整体抬升或者浸入油浴的机械机构。 升温速率：油浴单位时间上升温度，标准设置 50℃/h、120℃/h 两档。

  1、试验主机一台 2、温度传感器一只 3、光栅千分表三块 4、热变形及维卡测头各三套

  提示：甲基硅油加热介质、标准砝码属于试验消耗与配套配件，按照试验需求配置；冷却水供水装置需要用方现场自行准备。