高分子材料人工加速老化實(shí)驗(yàn)
人工加速老化實(shí)驗(yàn)是用人工的方法,在室內(nèi)或設(shè)備內(nèi)模擬近似于大氣環(huán)境條件或某種特定的環(huán)境條件,并強(qiáng)化某些因素, 以期在短期內(nèi)獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
其目的是提供相對(duì)快速的測(cè)量材料在長(zhǎng)期使用中發(fā)生的特性改變程度的方法。
如果初步的加速方法不能產(chǎn)生實(shí)際使用中發(fā)生的老化作用,或在長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)應(yīng)出現(xiàn)的機(jī)理,加速實(shí)驗(yàn)就應(yīng)該重新鑒定,在問(wèn)題確定和預(yù)實(shí)驗(yàn)分析階段取得數(shù)據(jù)后加以改進(jìn)。
究竟采用哪種實(shí)驗(yàn)方法取決于要測(cè)試的材料、材料的最終應(yīng)用場(chǎng)合、材料遭破壞的模式和財(cái)力等方面。因此,各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)大都采用這種方法來(lái)評(píng)價(jià)材料的抗老化性能。
人工加速老化實(shí)驗(yàn)方法主要包括:耐候性實(shí)驗(yàn)、熱老化實(shí)驗(yàn)(絕氧、熱空氣熱氧化吸氧等實(shí)驗(yàn))、濕熱老化實(shí)驗(yàn)、臭氧老化實(shí)驗(yàn)、鹽霧腐蝕實(shí)驗(yàn)、耐寒性實(shí)驗(yàn)以及抗霉實(shí)驗(yàn)等等。
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高分子材料自然環(huán)境老化實(shí)驗(yàn)
自然環(huán)境老化實(shí)驗(yàn)是利用自然環(huán)境條件或自然介質(zhì)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn),主要包括:大氣老化實(shí)驗(yàn)、埋地實(shí)驗(yàn)、倉(cāng)庫(kù)貯存實(shí)驗(yàn)、海水浸漬實(shí)驗(yàn)、水下埋藏實(shí)驗(yàn)等等。
自然環(huán)境老化實(shí)驗(yàn)結(jié)果更符合實(shí)際、所需費(fèi)用較低而且操作簡(jiǎn)單方便,是國(guó)內(nèi)外廣泛采用的方法。
其中對(duì)高分子材料而言,應(yīng)用最多的是自然氣候曝露實(shí)驗(yàn)(又稱戶外氣候?qū)嶒?yàn))。
自然氣候曝露實(shí)驗(yàn)就是將試樣置于自然氣候環(huán)境下曝露,使其經(jīng)受日光、溫度、氧等氣候因素的綜合作用,通過(guò)測(cè)定其性能的變化來(lái)評(píng)價(jià)塑料的耐候性。
目前我國(guó)關(guān)于直接自然氣候曝露的實(shí)驗(yàn)方法主要有光解性塑料戶外曝露實(shí)驗(yàn)方法、涂層自然氣候曝露實(shí)驗(yàn)方法和塑料自然氣候曝露實(shí)驗(yàn)方法。
另外,將材料置于玻璃板后的自然氣候曝露的實(shí)驗(yàn)方法有硫化橡膠在玻璃下耐陽(yáng)光曝露實(shí)驗(yàn)方法和塑料在玻璃板過(guò)濾后的日光下間接曝露實(shí)驗(yàn)方法。
它們分別規(guī)定了各種材料自然氣候曝露實(shí)驗(yàn)方法的要求及步驟,用于評(píng)價(jià)高分子材料在室外自然條件以及經(jīng)玻璃過(guò)濾后的日光曝露下的耐候性。
由于大氣曝露與貯存實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)。為了獲得自然條件的老化數(shù)據(jù),同時(shí)相對(duì)加快自然老化的進(jìn)程,人們又研制了戶外自然加速曝露實(shí)驗(yàn)方法。
戶外自然加速曝露實(shí)驗(yàn)方法是在大氣曝露實(shí)驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上,人為強(qiáng)化并控制某些環(huán)境因素,來(lái)加速材料或構(gòu)件的腐蝕和老化。
近20年來(lái),國(guó)內(nèi)外研制了在自然條件下加速曝露實(shí)驗(yàn)方法和設(shè)備, 以提高實(shí)驗(yàn)和評(píng)價(jià)的效率和水平。
目前常見(jiàn)的方法有7種,分別是橡膠動(dòng)態(tài)曝露實(shí)驗(yàn)、追光式跟蹤太陽(yáng)曝露實(shí)驗(yàn)、聚光式跟蹤太陽(yáng)曝露實(shí)驗(yàn)、加速凝露曝露實(shí)驗(yàn)、噴淋加速曝露實(shí)驗(yàn)、黑框曝露實(shí)驗(yàn)、玻璃框下曝露實(shí)驗(yàn)。
自然氣候曝露實(shí)驗(yàn)是評(píng)價(jià)高分子材料老化特性最真實(shí)的方法,但材料在大氣中受日照、雨淋、凍融等環(huán)境條件變化引起的外觀、物理與化學(xué)性能的變化十分緩慢。
因此,進(jìn)行自然老化,不但曠日持久,而且因?yàn)榄h(huán)境條件變化與影響因素復(fù)雜,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果很難準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。
高分子材料質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、抗腐蝕性能好,具有很好的保護(hù)性能,大量用于航空、汽車、船艦、基礎(chǔ)構(gòu)建、軍用品等領(lǐng)域。但是在加工、貯存和使用過(guò)程中, 由于受到光、熱、氧、水、高能輻射、化學(xué)以及生物侵蝕等內(nèi)外因素的綜合作用,高分子材料的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生一系列變化,物理性能也會(huì)相應(yīng)變壞,如發(fā)硬、發(fā)粘、變脆、變色、失去強(qiáng)度等,這種
高分子材料的老化實(shí)驗(yàn)大體上可分成兩大類:自然環(huán)境老化實(shí)驗(yàn)和人工加速老化實(shí)驗(yàn)。