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高分子材料寿命知多少(一)---寿命预估方法概况

2018-12-12  浏览量:908

福建泉港碳九的泄漏事故导致海洋及空气受到了短时间的污染影响,渔民损失几百万,相关人员被追究责任,事故后续不断发酵,造成的后果十分严重。而这次碳九泄漏的直接原因是,船舶与码头连接的装卸软管处垫片(高分子材料)发生了老化betway。由此可见,高分子材料在储存、运输和使用过程中会受到阳光辐射、温度、湿气、氧气等环境条件影响,容易发生老化使其性能降低,甚至失去使用价值。应用在工程及交通领域中的材料,一旦失去使用价值,可能会造成致命的安全事故。

 

寿命预估测试的目的

 

对使用的材料提前进行一个寿命周期评估,可以对产品进行定期更换及维护,避免安全事故和财产损失,这是做高分子材料寿命预估的根本目的。 

 

高分子材料寿命预估应用领域:

塑料管材 电线电缆 胶黏剂
塑胶汽车用品 橡胶垫片及橡胶管 橡胶油管

 

寿命预估测试的方法

 

通常采用自然老化法和人工加速老化法。自然老化法是评估材料寿命最直接的方法,也是最可靠的方法,但时间太长,人工加速老化实验的周期短,常用做高分子材料的寿命研究。

 

人工加速老化实验,必威官网的工程师主要采用复合环境因素下高分子材料的老化betway规律的预测和推算:

a.基于复合环境因素加速老化试验,获得高分子材料在不同加速条件下的寿命特征指标betway-老化时间关系(曲线或表格);

b.通过阿伦尼乌斯公式、倒易法则以及叠加法则计算相应复合加速因子;

c.利用该加速因子,将加速条件下的betway表格或者曲线推算至正常使用环境(多老化因素) 下的老化betway曲线,从而实现了聚合物材料的老化betway规律的预测。

 

优势:这种方法周期短,重复性好,理论推导简单,预测可靠性高。

 

 

其中,

●寿命特征指标:

寿命性能 具体指标
表观性能 黄色指数、表面光泽度或表面粗糙度
机械性能 断裂伸长率、拉伸强度、杨氏模量或断裂点应力
阻燃性能 烟密度、极限氧指数或点燃温度
电性能 体积电阻率或表面电阻率
分子结构 分子量、羰基指数或表面化学基团含量
结晶结构 结晶度或长周期
备注:确定高分子材料的寿命特征指标时,选择以上至少一个指标。

 

 

●复合加速因子α;:

 

X ——除温度外的老化条件;

p ——与材料有关的常数;

Ea——降解表观活化能;

R ——气体常数;

T ——老化温度。

 

●寿命特征指标-老化时间曲线举例(羰基指数与老化时间的关系)

 

注:■实际自然老化    人工加速老化×25.68

 

1、羰基指数是高分子材料氧化老化的指标,采用FTIR来观察和定期记录。

 

2、加速老化乘以加速因子(α=25.68)后所得到的该高分子材料的预估寿命。对比发现,实验推算的高分子材料的预估寿命与实际自然老化betway的寿命匹配度较高。

 

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