作者:小雨 時間:2022-08-16 來源:互聯(lián)網(wǎng)
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)域有著越來越廣泛的應(yīng)用。然而,高分子材料在加工、貯存和使用過程中, 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非常重要的問題,實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, 甚至因材料的失效分解造成對環(huán)境的污染。
老化試驗是指產(chǎn)品通過專用的設(shè)備對其產(chǎn)品的所有性能進(jìn)行快速的檢驗,得知產(chǎn)品的使用壽命和在使用過程中能達(dá)到*佳效果而進(jìn)行的一項測試。主要針對橡膠、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;或者針對電子零配件、塑化產(chǎn)品的換氣老化試驗。
目前,研究高分子材料的老化試驗方法有很多,主要包括氣候老化試驗,紫外老化試驗,臭氧老化試驗,熱空氣老化試驗,高低溫交變老化試驗,濕熱老化試驗,介質(zhì)老化試驗等。
1、氣候老化試驗
氣候老化試驗就是將高分子材料試驗樣品暴露于大氣環(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,對高分子材料的性能進(jìn)行分析,并預(yù)測其使用壽命的一種研究方法。
2、紫外老化試驗紫外老化試驗即是指將高分子材料老化試驗樣品置于紫外光場下,進(jìn)行暴露,從而獲得高分子材料老化行為及規(guī)律的試驗方法。通常紫外老化試驗會規(guī)定,紫外區(qū)及輻照強(qiáng)度,比如40W/m2,在300nm—400nm波長范圍內(nèi)等。紫外老化試驗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光譜,熒光燈能夠很好的模擬太陽光中的紫外光譜,氚燈所提供的能量較強(qiáng),一般用于做加速老化試驗。
3、臭氧老化試驗高分子材料的臭氧老化試驗通常在臭氧老化試驗箱內(nèi)進(jìn)行,臭氧由臭氧發(fā)生器提供,其濃度可通過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)材料實際使用所處的環(huán)境條件來確定。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、熱空氣老化試驗熱空氣老化試驗是評價、研究高分子材料耐老化性能的主要試驗方法之一。通常在恒溫鼓風(fēng)干燥試驗箱內(nèi)進(jìn)行。干燥箱內(nèi)溫度可根據(jù)試驗要求進(jìn)行設(shè)定,高分子材料暴露于干燥性內(nèi)定期取樣,進(jìn)行測試,以獲取高分子材料的老化行為與規(guī)律,從而有針對性的對高分子材料進(jìn)行改性,提高其使用性能。
5、溫度交變老化試驗高低溫交變老化試驗是評價高分子材料耐溫性能的老化試驗方法,通常在溫度交變老化試驗箱內(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溫度一定時間,然后在升溫至T1,此為一個溫度循環(huán)。循環(huán)周期長短,可根據(jù)具體試驗要求而定。
6、濕熱老化試驗在高濕度環(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)高分子鏈運動加劇,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
某些高分子材料在使用的過程中要長期在某種介質(zhì)中浸泡,比如長期從事海上作業(yè)或海底作業(yè)的裝備上的高分子材料要長期在海水中浸泡,航空飛機(jī)某些部件要長期接觸航空燃油等,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)老化試驗是評價高分子材料耐介質(zhì)老化性能,預(yù)測其在某種介質(zhì)中的壽命等常用的一種試驗方法。老化試驗所使用的介質(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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