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發(fā)布時(shí)間:2022-08-16 來(lái)源:百檢
高分子材料包括塑料、橡膠、纖維、薄膜、膠粘劑和涂料等。其中被稱為三大合成高分子材料的塑料、合成纖維和合成橡膠, 已在航空、汽車、船艦、基礎(chǔ)構(gòu)建、軍用品等不同領(lǐng)域有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。然而,高分子材料在加工、貯存和使用過(guò)程中, 在光、熱、水、化學(xué)與生物侵蝕等內(nèi)外因素的綜合作用下, 產(chǎn)生降解,表現(xiàn)為性能逐漸下降, 從而部分喪失或喪失其使用價(jià)值, 這種現(xiàn)象就是老化。老化的主要表現(xiàn)為變色、失光、強(qiáng)度下降、龜裂、剝落、粉化及氧化等。
高分子材料的老化已成為一個(gè)非常重要的問(wèn)題,實(shí)際造成的危害要比人們想象的嚴(yán)重得多, 尤其是在苛刻環(huán)境條件下, 常導(dǎo)致設(shè)備過(guò)早失效、材料大量流失, 不但在經(jīng)濟(jì)上受到很大損失, 導(dǎo)致資源的浪費(fèi), 甚至因材料的失效分解造成對(duì)環(huán)境的污染。
老化試驗(yàn)是指產(chǎn)品通過(guò)專用的設(shè)備對(duì)其產(chǎn)品的所有性能進(jìn)行快速的檢驗(yàn),得知產(chǎn)品的使用壽命和在使用過(guò)程中能達(dá)到最佳效果而進(jìn)行的一項(xiàng)測(cè)試。主要針對(duì)橡膠、塑料產(chǎn)品、電器絕緣材料及其他材料進(jìn)行的熱氧老化試驗(yàn);或者針對(duì)電子零配件、塑化產(chǎn)品的換氣老化試驗(yàn)。
目前,研究高分子材料的老化試驗(yàn)方法有很多,主要包括氣候老化試驗(yàn),紫外老化試驗(yàn),臭氧老化試驗(yàn),熱空氣老化試驗(yàn),高低溫交變老化試驗(yàn),濕熱老化試驗(yàn),介質(zhì)老化試驗(yàn)等。
1、氣候老化試驗(yàn)
氣候老化試驗(yàn)就是將高分子材料試驗(yàn)樣品暴露于大氣環(huán)境條件下,從而獲得材料樣品在大氣環(huán)境暴露下的老化規(guī)律,對(duì)高分子材料的性能進(jìn)行分析,并預(yù)測(cè)其使用壽命的一種研究方法。
2、紫外老化試驗(yàn)紫外老化試驗(yàn)即是指將高分子材料老化試驗(yàn)樣品置于紫外光場(chǎng)下,進(jìn)行暴露,從而獲得高分子材料老化行為及規(guī)律的試驗(yàn)方法。通常紫外老化試驗(yàn)會(huì)規(guī)定,紫外區(qū)及輻照強(qiáng)度,比如40W/m2,在300nm—400nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)等。紫外老化試驗(yàn)所使用的光源通常有氙燈、熒光燈、氚燈以及氘燈等,其中氙燈能夠很好的模擬太陽(yáng)光譜,熒光燈能夠很好的模擬太陽(yáng)光中的紫外光譜,氚燈所提供的能量較強(qiáng),一般用于做加速老化試驗(yàn)。
3、臭氧老化試驗(yàn)高分子材料的臭氧老化試驗(yàn)通常在臭氧老化試驗(yàn)箱內(nèi)進(jìn)行,臭氧由臭氧發(fā)生器提供,其濃度可通過(guò)混合器與空氣混合進(jìn)行調(diào)節(jié),臭氧的濃度一般根據(jù)材料實(shí)際使用所處的環(huán)境條件來(lái)確定。另外,臭氧老化箱內(nèi)的溫度、濕度等因素也可進(jìn)行調(diào)節(jié),從而達(dá)到試驗(yàn)的目的,獲取材料的耐臭氧老化性能以及臭氧老化行為與規(guī)律。
4、熱空氣老化試驗(yàn)熱空氣老化試驗(yàn)是評(píng)價(jià)、研究高分子材料耐老化性能的主要試驗(yàn)方法之一。通常在恒溫鼓風(fēng)干燥試驗(yàn)箱內(nèi)進(jìn)行。干燥箱內(nèi)溫度可根據(jù)試驗(yàn)要求進(jìn)行設(shè)定,高分子材料暴露于干燥性內(nèi)定期取樣,進(jìn)行測(cè)試,以獲取高分子材料的老化行為與規(guī)律,從而有針對(duì)性的對(duì)高分子材料進(jìn)行改性,提高其使用性能。
5、溫度交變老化試驗(yàn)高低溫交變老化試驗(yàn)是評(píng)價(jià)高分子材料耐溫性能的老化試驗(yàn)方法,通常在溫度交變老化試驗(yàn)箱內(nèi)進(jìn)行,從某一溫度T1(一般為室溫)以恒定的升溫速率升溫至某一溫度T2,維持T2溫度一定時(shí)間,然后再以恒定的降溫速率,降溫降至某一溫度T3,維持T3溫度一定時(shí)間,然后在升溫至T1,此為一個(gè)溫度循環(huán)。循環(huán)周期長(zhǎng)短,可根據(jù)具體試驗(yàn)要求而定。
6、濕熱老化試驗(yàn)在高濕度環(huán)境下,水分能夠滲透到高分子材料內(nèi)部,導(dǎo)致高分子材料發(fā)生溶脹,部分親水性基團(tuán)發(fā)生水解,導(dǎo)致高分子材料發(fā)生老化降解。另外,水分滲入到高分子材料內(nèi)部,還能夠?qū)е赂叻肿硬牧蟽?nèi)部的添加劑,如增塑劑、配合劑以及其它物質(zhì)的溶解與遷移,影響高分子材料的機(jī)械性能。在高熱的作用下,熱又可以促進(jìn)水分的這種滲透作用,熱促進(jìn)高分子鏈運(yùn)動(dòng)加劇,分子間作用力減小,促進(jìn)了水分的滲透作用,加速了高分子材料的降解。
7、介質(zhì)老化試驗(yàn)
某些高分子材料在使用的過(guò)程中要長(zhǎng)期在某種介質(zhì)中浸泡,比如長(zhǎng)期從事海上作業(yè)或海底作業(yè)的裝備上的高分子材料要長(zhǎng)期在海水中浸泡,航空飛機(jī)某些部件要長(zhǎng)期接觸航空燃油等,這都要求高分子材料擁有較強(qiáng)的耐介質(zhì)老化性能。耐介質(zhì)老化試驗(yàn)是評(píng)價(jià)高分子材料耐介質(zhì)老化性能,預(yù)測(cè)其在某種介質(zhì)中的壽命等常用的一種試驗(yàn)方法。老化試驗(yàn)所使用的介質(zhì),可以根據(jù)高分子材料具體所使用的環(huán)境進(jìn)行配制,可以是人造海水、鹽水、雨水、酸堿溶液、燃油以及其它有機(jī)溶劑等等。
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