老化性能测试.ppt

第八章老化性能测试学****目的与要求掌握塑料的自然老化和各种人工气候老化实验的原理及测试方法,掌握正确的实验步骤。了解热老化试验箱、湿热老化箱等测试仪器的性能构造及测试条件。能正确地进行数据处理,能简单地分析测试中的影响因素。基本概念塑料在加工、贮存和使用过程中,由于自身的因素加上外界光、热、氧、水、机械应力以及微生物等作用,引起化学结构的变化和破坏,逐渐失去原有的优良性能,这就是所谓的塑料老化。塑料老化主要表现:外观上变色、失光、龟裂甚至粉碎,物理化学性能,如力学性能、电性能改变(降低)等。老化性能试验目的,一方面检验防老化措施的效果,另一方面能预测塑料的贮存和使用寿命。为使塑料在热加工过程中不降解或少降解,能顺利地生产出合乎质量要求的制品来;推迟塑料制品的老化进程,延长其贮存期和使用寿命。通常在塑料中加入热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂等防老剂。塑料老化的试验方法分为两类:自然老化,如自然气候曝露老化、埋地老化、海水浸泡老化等;人工老化,如人工热空气老化、人工气候曝露老化、盐雾老化、电化学老化等等。这些试验是利用模拟和强化自然环境或使用环境中的作用因素而进行的。第一节自然老化试验一、大气老化(暴露)试验将试样暴露于户外气候环境中,受各种气候因素综合作用的老化试验。评价试样经过规定的暴露阶段后所产生的变化。适用于各种塑料和橡胶材料、产品以及产品取样的试验。大气老化试验比较近似于材料的实际使用环境情况,对材料的耐候性评价是较为可靠的。GB/T3681-2000塑料自然气候暴露试验方法。(一)定义塑料自然大气老化测试,将塑料安装在固定角度或随季节变化角度的试验架上,在自然环境中长期暴露,使其经受阳光、空气、温度等气候因素的综合作用,通过测定其理化性能来评价塑料的耐候性。评定环境因素对塑料材料各种性能的作用。直接太阳光辐射:从以太阳为中心的一个小的立体角投射到与该立体角的轴线相垂直的平面上的太阳光通量,通常规定直接辐射的平面角约为6°。直射日射表:用于测量投射到与日光垂直的平面上的(光束)太阳光辐射的辐射计。(一)测试原理自然气候的因素很多,其中对塑料老化起作用的主要是阳光、空气(氧)、热、水和湿度五要素。阳光通过大气层时,波长小于290nm的短波部分被高空臭氧层吸收,到达地球表面的仅为大于290nm的辐射。波长在290~400nm的近紫外光部分对塑料有强烈的作用,波长为400~700nm的可见光部分对高聚物的破坏作用较小。阳光照射到高聚物上,有三种情况:一部分能量被吸收;一部分能量被反射;一部分能量透过高聚物。光化学第一定律指出:如果光辐射能不被高聚物吸收,则不会引起化学反应。这样被高聚物吸收的那一部分光量子对高聚物的老化才可能有效。实验证明,不同的高聚物对各种波长的光敏性不同,也就是说某种高聚物对某种波长的光敏感,此波长附近的光对该高聚物的结构才有较为强烈的破坏作用,见表11—1。(二)方法原理与要点将试样或能够由其切取试样的片材或其他形状的材料作为样品,按规定暴露于自然环境中,在经规定暴露阶段后,将试样从暴露架上取下,测定其光学、机械及其他有效性能的变化。暴露阶段可以用时间间隔表示,也可用太阳辐射量或太阳紫外辐射量表示。当暴露的主要目的是测定耐光老化性能时,推荐用辐射量表示。)试样架,框架、支持架和其他夹持装置,由不影响试验结果的惰性材料制成,如铝合金、不锈钢、陶瓷,或木材。框架安装成规定的倾斜角;。试样能自由收缩、翘曲和扩张。2)测量气象因素的仪器总日射表,直射日射表,应达到WMO规定的要求。紫外总日射表,应有一光谱通带,该通带的最大吸收位于300-400nm波段区域的辐射,并应作余弦校正,以包括紫外天空辐射。3)日晒牢度蓝色羊毛标准,当用于确定暴露阶段时,应按照GB/T8426的规定使用。