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七种老化测试方法

作者:硬度计服务商欧宝体育最新官方入口
发布时间:2022-04-27

气候老化测试

所谓气候老化试验,就是将高分子材料的试验样品暴露在大气环境条件下,从而获得材料样品暴露在大气环境中的老化规律,分析高分子材料的性能,分析其性能的一种研究方法。并预测其使用寿命。

有两种类型的气候老化测试

其中之一是自然暴露测试,将高分子材料测试样品暴露在真实的大气环境中,以获得材料在真实环境中的老化行为。这种老化测试方法得到的老化信息是最准确的。对分子材料的老化行为最有效的方法,但这种测试方法循环时间太长、费时、费力。美国佛罗里达州、中国万宁、漠河和武汉的人们进行了一年多的空气暴露测试。

另一种是人工气候老化试验。人工气候老化试验是指人们在室内模拟真实的大气环境条件或强化一定的环境因素,以获得材料在短时间内的老化行为的老化试验方法。也称为人工模拟老化或人工加速老化。人工气候老化通常在人工气候老化室中进行。常用的人工气候老化试验箱主要有氙灯气候老化试验箱、荧光灯气候老化试验箱、碳弧灯气候老化试验箱等。这些类型的气候老化试验箱从光照、温度、湿度、雨水等主要气候因素模拟或加强自然环境因素,或冷凝以实现材料老化。此外,老化试验材料应按一定的试验标准进行。

 

紫外线老化测试

太阳光中的紫外线,由于其光能相当于高分子化学键的键能,会引起高分子化合物链的断裂,是导致高分子材料降解的主要因素。

紫外老化试验是指将高分子材料的老化试验样品置于紫外光场中,进行曝光,以获得高分子材料的老化行为和规律的一种试验方法。

一般紫外线老化测试会在300nm-400nm的波长范围内指定紫外线区域和辐射强度,如40W/m2。紫外老化测试中使用的光源通常包括氙灯、荧光灯、氚灯和氘灯。其中氙灯能很好地模拟太阳光谱,荧光灯能很好地模拟太阳光的紫外光谱。氚灯能提供强能量,一般用于加速老化试验。

臭氧老化测试

臭氧是大气中极为稀有的气体,但对高分子材料的破坏性极大。臭氧可以与高分子材料化学结构中的不饱和键和还原基团发生不可逆的化学反应,导致高分子材料氧化降解,从而失去使用价值。特别是对含有双键的橡胶材料,表现出极强的破坏力。

臭氧具有很强的活性。它能分解更多活泼的原子氧,与橡胶分子中的双键发生化学反应,引起橡胶老化、龟裂、变脆。

高分子材料的臭氧老化试验通常在臭氧老化试验箱中进行。臭氧由臭氧发生器提供,其浓度可以通过用混合器与空气混合来调节。臭氧的浓度一般根据材料实际使用的环境条件来确定。

此外,还可以通过调节臭氧老化箱内的温度、湿度等因素来达到测试的目的,得到材料的耐臭氧老化性能和臭氧老化的行为规律。

热风老化试验

热量是导致高分子材料老化的主要因素之一。热能加速聚合物链的运动,使聚合物链断裂,产生活性自由基,引起自由基链式反应,引起聚合物降解或交换。

热风老化试验是评价高分子材料和研究高分子材料耐老化性能的主要试验方法之一。通常在恒温鼓风干燥试验箱中进行。

烘箱内温度可根据试验要求设定。定期对高分子材料进行干燥取样测试,了解高分子材料的老化行为和规律,从而有针对性地对高分子材料进行改性,提高其性能。

温度交替老化试验

温度是导致高分子材料老化的另一个重要因素。对于高分子胶粘剂来说,高温会加快高分子胶粘链的运动速度,低温会导致高分子胶粘剂产生内应力。交替导致聚合物粘合剂的断链以及降解和老化。

对于橡胶来说,高温可以加速分子链的热运动,使橡胶交联。低温会使橡胶分子链冻结,使其变脆,弹性降低,老化。

高低温交变老化试验是评价高分子材料耐温性能的一种老化试验方法。通常在温度交变老化试验箱中进行,从某一温度T1(一般为室温)以恒定升温速率T2升至某一温度,保持T2温度一段时间,然后降温以恒定的冷却速度达到一定的温度T3,保持T3的温度一段时间,然后升高到T1,这是一个温度循环。周期长度可根据具体测试要求确定。

湿热老化试验

湿热老化试验是评价高分子材料在高湿高温环境下耐老化性能的有效方法。在高湿环境下,水会渗入高分子材料,使高分子材料溶胀,部分亲水基团水解,导致高分子材料老化降解。

此外,水分向高分子材料的渗透也会引起高分子材料内部的添加剂如增塑剂、配合剂等物质的溶解和迁移,影响高分子材料的力学性能。

在高热的作用下,热能促进水的渗透。热量促进高分子链运动的加剧,降低分子间作用力,促进水的渗透,加速高分子材料的降解。

不同的高分子材料配方不同,其湿热老化机理也不同。进行湿热老化试验时,应根据不同的高分子材料选择不同的老化标准。

湿热老化试验通常在湿热老化试验箱内进行,可根据试验要求设定温度和湿度。

中老化测试

某些高分子材料在使用过程中需要长时间浸泡在某种介质中。例如,长期从事海上作业或潜艇作业的设备上的高分子材料必须长时间浸泡在海水中,航空飞机的某些部位必须长时间暴露在航空中。这些都要求高分子材料具有较强的介电老化性能。

介质老化试验是评价高分子材料的介质老化性能,预测其在某种介质中的寿命的常用试验方法。老化试验所用的介质可根据高分子材料使用的具体环境进行配制。它可以是人造海水、盐水、雨水、酸碱溶液、燃料油和其他有机溶剂。


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