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高分子材料检测实验方法介绍

时间:2022-08-16 17:55:00
 

  高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。其中被称为三大合成高分子材料的塑料、合成纤维和合成橡胶, 已在航空、汽车、船舰、基础构建、军用品等不同领域有着越来越广泛的应用。然而,高分子材料在加工、贮存和使用过程中, 在光、热、水、化学与生物侵蚀等内外因素的综合作用下, 产生降解,表现为性能逐渐下降, 从而部分丧失或丧失其使用价值, 这种现象就是老化。老化的主要表现为变色、失光、强度下降、龟裂、剥落、粉化及氧化等。

  高分子材料的老化已成为一个非常重要的问题,实际造成的危害要比人们想象的严重得多, 尤其是在苛刻环境条件下, 常导致设备过早失效、材料大量流失, 不但在经济上受到很大损失, 导致资源的浪费, 甚至因材料的失效分解造成对环境的污染。

  老化试验是指产品通过专用的设备对其产品的所有性能进行快速的检验,得知产品的使用寿命和在使用过程中能达到最佳效果而进行的一项测试。主要针对橡胶、塑料产品、电器绝缘材料及其他材料进行的热氧老化试验;或者针对电子零配件、塑化产品的换气老化试验。

  目前,研究高分子材料的老化试验方法有很多,主要包括气候老化试验,紫外老化试验,臭氧老化试验,热空气老化试验,高低温交变老化试验,湿热老化试验,介质老化试验等。

  1、气候老化试验

  气候老化试验就是将高分子材料试验样品暴露于大气环境条件下,从而获得材料样品在大气环境暴露下的老化规律,对高分子材料的性能进行分析,并预测其使用寿命的一种研究方法。

  2、紫外老化试验紫外老化试验即是指将高分子材料老化试验样品置于紫外光场下,进行暴露,从而获得高分子材料老化行为及规律的试验方法。通常紫外老化试验会规定,紫外区及辐照强度,比如40W/m2,在300nm—400nm波长范围内等。紫外老化试验所使用的光源通常有氙灯、荧光灯、氚灯以及氘灯等,其中氙灯能够很好的模拟太阳光谱,荧光灯能够很好的模拟太阳光中的紫外光谱,氚灯所提供的能量较强,一般用于做加速老化试验。

  3、臭氧老化试验高分子材料的臭氧老化试验通常在臭氧老化试验箱内进行,臭氧由臭氧发生器提供,其浓度可通过混合器与空气混合进行调节,臭氧的浓度一般根据材料实际使用所处的环境条件来确定。另外,臭氧老化箱内的温度、湿度等因素也可进行调节,从而达到试验的目的,获取材料的耐臭氧老化性能以及臭氧老化行为与规律。

  4、热空气老化试验热空气老化试验是评价、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内进行。干燥箱内温度可根据试验要求进行设定,高分子材料暴露于干燥性内定期取样,进行测试,以获取高分子材料的老化行为与规律,从而有针对性的对高分子材料进行改性,提高其使用性能。

  5、温度交变老化试验高低温交变老化试验是评价高分子材料耐温性能的老化试验方法,通常在温度交变老化试验箱内进行,从某一温度T1(一般为室温)以恒定的升温速率升温至某一温度T2,维持T2温度一定时间,然后再以恒定的降温速率,降温降至某一温度T3,维持T3温度一定时间,然后在升温至T1,此为一个温度循环。循环周期长短,可根据具体试验要求而定。

  6、湿热老化试验在高湿度环境下,水分能够渗透到高分子材料内部,导致高分子材料发生溶胀,部分亲水性基团发生水解,导致高分子材料发生老化降解。另外,水分渗入到高分子材料内部,还能够导致高分子材料内部的添加剂,如增塑剂、配合剂以及其它物质的溶解与迁移,影响高分子材料的机械性能。在高热的作用下,热又可以促进水分的这种渗透作用,热促进高分子链运动加剧,分子间作用力减小,促进了水分的渗透作用,加速了高分子材料的降解。

  7、介质老化试验

  某些高分子材料在使用的过程中要长期在某种介质中浸泡,比如长期从事海上作业或海底作业的装备上的高分子材料要长期在海水中浸泡,航空飞机某些部件要长期接触航空燃油等,这都要求高分子材料拥有较强的耐介质老化性能。耐介质老化试验是评价高分子材料耐介质老化性能,预测其在某种介质中的寿命等常用的一种试验方法。老化试验所使用的介质,可以根据高分子材料具体所使用的环境进行配制,可以是人造海水、盐水、雨水、酸碱溶液、燃油以及其它有机溶剂等等。


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