塑料熱空氣老化性能測試

1、塑料熱空氣老化性能測試塑料測試技術(shù) 廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院高分子教研室 塑料測試技術(shù)塑料測試技術(shù)資源共享課資源共享課塑料熱空氣老化性能測試一、常壓熱空氣老化二、濕熱空氣老化 塑料測試技術(shù)塑料測試技術(shù)資源共享課資源共享課l 常壓法熱老化實(shí)驗(yàn)又稱為熱空常壓法熱老化實(shí)驗(yàn)又稱為熱空氣曝露試驗(yàn)，是用于評定材料氣曝露試驗(yàn)，是用于評定材料耐熱老化性能的一種簡便的人耐熱老化性能的一種簡便的人工模擬加速環(huán)境試驗(yàn)方法，能工模擬加速環(huán)境試驗(yàn)方法，能在較短時間內(nèi)評定材料對高溫在較短時間內(nèi)評定材料對高溫的適應(yīng)性。的適應(yīng)性。l GB/T 7141-92GB/T 7141-92塑料熱空氣暴露塑料熱空氣暴露試驗(yàn)方法。試驗(yàn)方法。

2、 塑料測試技術(shù)塑料測試技術(shù)資源共享課資源共享課l 將塑料試樣置于給定條件（溫將塑料試樣置于給定條件（溫度、風(fēng)速、換氣率等）的熱老度、風(fēng)速、換氣率等）的熱老化試驗(yàn)箱中，使其經(jīng)受熱和氧化試驗(yàn)箱中，使其經(jīng)受熱和氧的加速老化作用。的加速老化作用。l 通過檢測暴露前后性能的變化，通過檢測暴露前后性能的變化，評定塑料的耐熱老化性能。評定塑料的耐熱老化性能。 塑料測試技術(shù)塑料測試技術(shù)資源共享課資源共享課1一進(jìn)線；2一電熱絲；3一風(fēng)道；4一底板；5一開孔隔板；6一保溫層；7一離心式鼓風(fēng)機(jī)；8一轉(zhuǎn)盤馬達(dá)；9一溫度控制器感溫標(biāo)；10一試樣轉(zhuǎn)盤；11一超低溫控制導(dǎo)電計；12一超高溫控制導(dǎo)電計； 13一溫度計；14一

3、排風(fēng)道與排風(fēng)閥 塑料測試技術(shù)塑料測試技術(shù)資源共享課資源共享課2 2試樣試樣試樣的形狀與尺寸應(yīng)符合有關(guān)塑料性能檢測方法的規(guī)定。每試樣的形狀與尺寸應(yīng)符合有關(guān)塑料性能檢測方法的規(guī)定。每周期每組試樣一般不少于周期每組試樣一般不少于5 5個，試驗(yàn)周期數(shù)根據(jù)檢測項目個，試驗(yàn)周期數(shù)根據(jù)檢測項目而定，一般不少于而定，一般不少于5 5個。個。3 3試驗(yàn)條件試驗(yàn)條件試樣在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境（正常偏差范圍）中進(jìn)行試樣在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境（正常偏差范圍）中進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)狀態(tài)調(diào)節(jié)；試驗(yàn)溫度試驗(yàn)溫度根據(jù)材料的使用要求和試驗(yàn)?zāi)康拇_定；根據(jù)材料的使用要求和試驗(yàn)?zāi)康拇_定；溫度均勻性溫度均勻性要求溫度分布的偏差要求溫度分布的偏差1%1%（試驗(yàn)溫度）；

4、（試驗(yàn)溫度）；平均風(fēng)速平均風(fēng)速在在0.50.51.0m/s1.0m/s內(nèi)選取，允許偏差為內(nèi)選取，允許偏差為20%20%；換氣率換氣率根據(jù)試樣的特性和數(shù)量在根據(jù)試樣的特性和數(shù)量在1 1100100次次/ /h h內(nèi)選??；內(nèi)選??；試驗(yàn)周期及期限試驗(yàn)周期及期限按預(yù)定目的確定取樣周期數(shù)及時間間隔，按預(yù)定目的確定取樣周期數(shù)及時間間隔，也可根據(jù)性能變化加以以調(diào)整。也可根據(jù)性能變化加以以調(diào)整。 塑料測試技術(shù)塑料測試技術(shù)資源共享課資源共享課（二）試驗(yàn)步驟（二）試驗(yàn)步驟1 1調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱試驗(yàn)箱溫度：溫度測量點(diǎn)共試驗(yàn)箱溫度：溫度測量點(diǎn)共9 9點(diǎn)點(diǎn), ,將溫度升到試驗(yàn)溫度，恒溫將溫度升到試驗(yàn)溫度，恒溫1 1

5、小時以上，至溫度達(dá)到穩(wěn)小時以上，至溫度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后開始測定。每隔定狀態(tài)后開始測定。每隔5 5分鐘記錄溫度讀數(shù)，共分鐘記錄溫度讀數(shù)，共5 5次。計算這次。計算這4545個讀數(shù)的平均值作個讀數(shù)的平均值作為箱溫。為箱溫。試驗(yàn)箱風(fēng)速：以測定風(fēng)速時的室溫作為測定溫度，測定各點(diǎn)風(fēng)速后，計算試驗(yàn)箱風(fēng)速：以測定風(fēng)速時的室溫作為測定溫度，測定各點(diǎn)風(fēng)速后，計算2727點(diǎn)測定位點(diǎn)測定位置的風(fēng)速平均值作為試驗(yàn)箱的平均風(fēng)速。置的風(fēng)速平均值作為試驗(yàn)箱的平均風(fēng)速。試驗(yàn)箱換氣率：調(diào)節(jié)進(jìn)出氣門的位置，到換氣率達(dá)到所需要求。試驗(yàn)箱換氣率：調(diào)節(jié)進(jìn)出氣門的位置，到換氣率達(dá)到所需要求。2 2安置試樣安置試樣 試樣編號、測量尺寸，將試

6、樣掛置于試驗(yàn)箱的網(wǎng)板或試樣架上。試樣編號、測量尺寸，將試樣掛置于試驗(yàn)箱的網(wǎng)板或試樣架上。試樣與工作室內(nèi)壁間距 70mm ，試樣間距 10mm 塑料測試技術(shù)塑料測試技術(shù)資源共享課資源共享課3 3升溫計時升溫計時 l 將試樣置于常溫的試驗(yàn)箱中，逐漸升溫到規(guī)定溫度后開始將試樣置于常溫的試驗(yàn)箱中，逐漸升溫到規(guī)定溫度后開始計時。計時。若溫度突變對試樣及對試驗(yàn)結(jié)果無明顯影響，可將試樣放置于達(dá)到試驗(yàn)溫度的箱中，溫度恢復(fù)到規(guī)定值時開始計時。4.4.周期取樣周期取樣按規(guī)定或預(yù)定的試驗(yàn)周期依次從試驗(yàn)箱中取樣，直至結(jié)束。取按規(guī)定或預(yù)定的試驗(yàn)周期依次從試驗(yàn)箱中取樣，直至結(jié)束。取樣要快，并暫停通風(fēng)，盡可能減少箱內(nèi)溫度變

7、化。樣要快，并暫停通風(fēng)，盡可能減少箱內(nèi)溫度變化。 5.5.性能測試性能測試l 根據(jù)所選定的項目，按有關(guān)塑料性能試驗(yàn)方法，檢測暴露根據(jù)所選定的項目，按有關(guān)塑料性能試驗(yàn)方法，檢測暴露前后試樣性能的變化。前后試樣性能的變化。 塑料測試技術(shù)塑料測試技術(shù)資源共享課資源共享課（三）結(jié)果表示（三）結(jié)果表示1 1性能評定性能評定 應(yīng)選擇對塑料材料應(yīng)用最適宜或反映老應(yīng)選擇對塑料材料應(yīng)用最適宜或反映老化變化較敏感的一種或幾種性能的變化變化較敏感的一種或幾種性能的變化來評定其熱老化性能：化來評定其熱老化性能：通過目測，外觀變化；通過目測，外觀變化；質(zhì)量（重量）變化；質(zhì)量（重量）變化；力學(xué)性能變化；力學(xué)性能變化；光學(xué)

8、性能變化；光學(xué)性能變化；電性能變化；電性能變化；其他性能變化。其他性能變化。2 2結(jié)果表示結(jié)果表示試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)包括試樣暴露前后各周期性試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)包括試樣暴露前后各周期性能的測定值、保持率或變化百分率等。能的測定值、保持率或變化百分率等。 塑料測試技術(shù)塑料測試技術(shù)資源共享課資源共享課（四）影響因素（四）影響因素1 1試驗(yàn)溫度選擇試驗(yàn)溫度選擇 原則：在不造成嚴(yán)重變形、不改變老化反應(yīng)歷程的前提下，盡原則：在不造成嚴(yán)重變形、不改變老化反應(yīng)歷程的前提下，盡可能提高試驗(yàn)溫度，以期在較短的時間內(nèi)獲得可靠的結(jié)果?？赡芴岣咴囼?yàn)溫度，以期在較短的時間內(nèi)獲得可靠的結(jié)果。通常選取的溫度上限：對熱塑性塑料應(yīng)低于軟化點(diǎn)，熱

9、固性塑料應(yīng)低通常選取的溫度上限：對熱塑性塑料應(yīng)低于軟化點(diǎn)，熱固性塑料應(yīng)低于其熱變形溫度于其熱變形溫度20204040 ；易分解的塑料應(yīng)低于其分解溫度。溫；易分解的塑料應(yīng)低于其分解溫度。溫度下限，高于使用溫度度下限，高于使用溫度20204040 。2 2試驗(yàn)箱溫度變動、風(fēng)速、換氣率的影響試驗(yàn)箱溫度變動、風(fēng)速、換氣率的影響 溫度的變動是影響熱老化結(jié)果最重要的因素溫度的變動是影響熱老化結(jié)果最重要的因素風(fēng)速對熱交換率影響明顯風(fēng)速對熱交換率影響明顯盡可能用小的換氣率盡可能用小的換氣率 塑料測試技術(shù)塑料測試技術(shù)資源共享課資源共享課l 在某些特定的環(huán)境中，如地下工廠、高濕熱廠房、通風(fēng)不在某些特定的環(huán)境中，如

10、地下工廠、高濕熱廠房、通風(fēng)不良的倉庫等，材料的濕熱老化更明顯。良的倉庫等，材料的濕熱老化更明顯。 l 濕熱暴露試驗(yàn)是一種塑料或橡膠加速老化試驗(yàn)方法。濕熱暴露試驗(yàn)是一種塑料或橡膠加速老化試驗(yàn)方法。 濕熱老化性能檢驗(yàn)的結(jié)構(gòu)膠試件濕熱老化性能檢驗(yàn)的結(jié)構(gòu)膠試件 塑料測試技術(shù)塑料測試技術(shù)資源共享課資源共享課（一）試驗(yàn)原理與方法要點(diǎn)（一）試驗(yàn)原理與方法要點(diǎn)l 原理：將材料暴露于潮濕的熱空氣環(huán)境中，經(jīng)受濕熱作用原理：將材料暴露于潮濕的熱空氣環(huán)境中，經(jīng)受濕熱作用一般會發(fā)生性能變化，通過測定在規(guī)定環(huán)境條件下曝露前一般會發(fā)生性能變化，通過測定在規(guī)定環(huán)境條件下曝露前后的一些性能或外觀變化，可評價材料的耐濕熱性能。后

11、的一些性能或外觀變化，可評價材料的耐濕熱性能。1 1試驗(yàn)裝置試驗(yàn)裝置 主要設(shè)備為濕熱試驗(yàn)箱主要設(shè)備為濕熱試驗(yàn)箱 塑料測試技術(shù)塑料測試技術(shù)資源共享課資源共享課2試驗(yàn)條件試驗(yàn)條件試驗(yàn)溫度一般為試驗(yàn)溫度一般為402（為加速可適當(dāng)提高但不得超（為加速可適當(dāng)提高但不得超過過70），相對濕度為），相對濕度為93%，也可按有關(guān)技術(shù)規(guī)范及，也可按有關(guān)技術(shù)規(guī)范及各方面協(xié)議規(guī)定；各方面協(xié)議規(guī)定；試驗(yàn)周期根據(jù)材料的用途確定選取，也可預(yù)定出性能試驗(yàn)周期根據(jù)材料的用途確定選取，也可預(yù)定出性能終止值再選取周期，一般周期數(shù)不少于終止值再選取周期，一般周期數(shù)不少于5個，個，試驗(yàn)用水應(yīng)為去離子水或蒸餾水；試驗(yàn)用水應(yīng)為去離子水或

12、蒸餾水；試驗(yàn)狀態(tài)調(diào)節(jié)試驗(yàn)狀態(tài)調(diào)節(jié)3試樣試樣試樣應(yīng)是邊長試樣應(yīng)是邊長501mm，厚，厚30.2mm的正方體，也可用的正方體，也可用相同表面積的矩形試樣相同表面積的矩形試樣 塑料測試技術(shù)塑料測試技術(shù)資源共享課資源共享課（二）試驗(yàn)步驟（二）試驗(yàn)步驟1 1調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱 按試驗(yàn)條件的要求調(diào)節(jié)濕熱試驗(yàn)箱溫度及濕度。按試驗(yàn)條件的要求調(diào)節(jié)濕熱試驗(yàn)箱溫度及濕度。l 2 2投放試樣：投放試樣：l試樣投放前先放在有空氣對流的烘箱中，在試驗(yàn)溫度下放置1h ，然后立即投入濕熱箱中。l試樣懸掛或放在試樣架上，不能超出工作空間，l在垂直于主導(dǎo)風(fēng)向的任意截面上，試樣截面積之和不大于該工作室截面的 1 / 3 ，l試樣

13、之間間距不得小于5mm ，不能互相接觸。 3 3周期取樣周期取樣 塑料測試技術(shù)塑料測試技術(shù)資源共享課資源共享課l 暴露后的試樣放入（ 23 2 ） 的密閉容器中，以盡可能保持試樣的原有水分含量，通常 4h 后可進(jìn)行性能測定。l 為了測定暴露前后性能變化，應(yīng)將試樣調(diào)節(jié)到暴露前狀態(tài)或進(jìn)行干燥，如進(jìn)行干燥處理，把試樣放入（ 50 2 ） 烘箱干燥 24h 后，放入干燥器中冷卻到（ 23 2 ） 。 塑料測試技術(shù)塑料測試技術(shù)資源共享課資源共享課l 質(zhì)量變化：分別測試暴露前后試樣的質(zhì)量m1和 m2 ，和經(jīng)暴露處理后并經(jīng)干燥處理后試樣的質(zhì)量m3 。l 單位面積上的質(zhì)量變化單位面積上的質(zhì)量變化：l s 為試

14、樣暴露前的總面積，包括試樣的側(cè)面，m2。l 質(zhì)量變化百分率表示質(zhì)量變化百分率表示： 塑料測試技術(shù)塑料測試技術(shù)資源共享課資源共享課l 尺寸變化：分別測出暴露前、后試樣的厚度，計算平均值 d1和 d2 ；試樣的邊長L1、b1和L2、b2，及經(jīng)干燥后的尺寸 L3 、 b3 、 d3 。l 尺寸變化百分率表示： 塑料測試技術(shù)塑料測試技術(shù)資源共享課資源共享課l 目測外觀及變化：包括翹邊、卷曲、分層、顏色變化、色澤變化、龜裂、開裂、起泡、增塑劑及膠勃劑滲出、固態(tài)組分超霜以及金屬組分侵蝕等。l 物理性能的變化：包括機(jī)械性能、光學(xué)性能和電性能，按有關(guān)物性測試方法進(jìn)行。l 式中，P為試樣性能變化百分率； O 為未老化試樣的性能初始值； A 為老化后性能的側(cè)試值。 塑料測試技術(shù)塑料測試技術(shù)資源共享課資源共享課（三）影響因素（三）影響因素1 1試驗(yàn)裝置試驗(yàn)裝置 試驗(yàn)裝置操作時要保持溫度、濕度相對穩(wěn)定，不超過允許偏差試驗(yàn)裝置操作時要保持溫度、濕度相對穩(wěn)定，不超過允許偏差2 2環(huán)境溫度環(huán)境溫度 當(dāng)溫度升高時，材料濕熱老化將加速。當(dāng)溫度升高時，材料濕熱老化將加速。3 3試樣試樣 試樣表面較粗糙，試樣