塑膠在加工、儲存、使用過程中,暴露在自然或人工環境下,效能會慢慢地變壞、惡化,這就是塑膠老化。塑膠耐老化檢測主要是模擬塑膠產品在現實環境使用過程中各種惡劣條件的高強度測試,根據實際要求,合理地預測塑膠產品的使用壽命。
一、塑膠耐老化檢測的範圍:
塑膠粒子、塑膠絲、塑膠繩、塑膠帶、軟管、硬管、波紋管、塑膠板材、塑膠薄膜、塑膠開關、塑膠門窗、塑膠棒、人造革、電纜、泡沫材料、塑膠異型材和車用飾品等。
二、塑膠耐老化檢測的方法:
1、氣候老化試驗
氣候老化試驗是將要檢測的塑膠樣品暴露於大氣環境條件下,從而獲得樣品暴露在大氣環境下的老化規律,以此對塑膠材料的效能進行分析,並預測其使用壽命。氣候老化試驗又可以分為自然暴露試驗和人工氣候老化試驗;
2. 紫外老化試驗
陽光中的紫外光具備的光能與高分子化學鍵的鍵能相當,能導致高分子化合物鏈的斷裂,是導致塑膠材料老化降解的主要因素。紫外老化試驗是將塑膠樣品暴露於紫外光之下,從而獲得塑膠材料老化行為及規律的試驗方法。紫外老化試驗所使用的光源通常有氙燈、熒光燈、氚燈或氘燈,其中氙燈能夠很好地模擬太陽光譜,熒光燈能很好地模擬太陽光中的紫外光譜,氚燈所提供的能量較強,一般用於加速老化試驗;
3、臭氧老化試驗
臭氧是大氣中極其稀少的氣體,但它對塑膠材料的破壞力極強,臭氧能與塑膠材料化學結構中的不飽和鍵以及還原性基團發生不可逆轉的化學反應,導致塑膠材料發生氧化降解,從而失去使用的價值。塑膠材料的臭氧老化試驗通常在臭氧老化試驗箱內進行,試驗所需要的臭氧由臭氧發生器提供,其濃度可透過混合器與空氣混合進行調節,臭氧的濃度一般根據材料實際使用所處的環境條件來確定。另外,臭氧老化箱內的溫度、溼度等因素也可進行調節,從而達到試驗的目的,進而獲取材料的耐臭氧老化效能以及臭氧老化行為與規律;
4、熱空氣老化試驗
熱是導致塑膠材料發生老化的主要因素之一,熱可以加速高分子鏈的運動,導致高分子鏈的斷裂,產生活性自由基,使其發生自由基鏈反應,導致高分子發生降解或交聯。熱空氣老化試驗是評價塑膠材料、研究塑膠材料耐老化效能的主要試驗方法之一,通常在恆溫鼓風乾燥試驗箱內進行。乾燥箱內溫度可根據試驗要求進行設定,塑膠材料暴露於乾燥性內定期取樣,進行測試,以獲取塑膠材料的老化行為與規律,從而有針對性地對塑膠材料進行改性,提高其使用效能;
5、溫度交變老化試驗
溫度是導致塑膠材料老化的另一個重要因素,高低溫交變老化試驗是評價塑膠材料耐溫效能的老化試驗方法,通常在溫度交變老化試驗箱內進行,從某一溫度T1(一般為室溫)以恆定的升溫速率升溫至某一溫度T2,維持T2溫度一定時間,然後再以恆定的降溫速率,降溫降至某一溫度T3,維持T3溫度一定時間,然後在升溫至T1,此為一個溫度迴圈。迴圈週期的長短,可根據具體試驗的要求來定;
6、溼熱老化試驗
溼熱老化試驗是評價塑膠材料在高溼、高溫環境下耐老化效能的有效方法。在高溼度環境下,水分能夠滲透到塑膠材料內部,導致塑膠材料發生溶脹,部分親水性基團發生水解,導致塑膠材料發生老化降解。另外,水分滲入到塑膠材料內部,還會導致塑膠材料內部的新增劑(如增塑劑、配合劑)以及其它物質的溶解與遷移,影響塑膠材料的機械效能。熱可以促進高分子鏈運動加劇,使分子間作用力減小,促進水分的滲透作用,加速塑膠材料的降解;
7、介質老化試驗
某些塑膠材料在使用過程中要長期在某種介質中浸泡,比如海上作業或海底作業的裝備上面的塑膠材料要長期在海水中浸泡,航空飛機某些部件要長期接觸航空燃油等,這都要求塑膠材料擁有較強的耐介質老化效能。耐介質老化試驗是可以評估塑膠材料耐介質老化效能,預測其在某種介質中的壽命等常用的一種試驗方法。塑膠檢測所使用的介質,可以根據塑膠材料具體所使用的環境進行配製,可以是人造海水、鹽水、雨水、酸鹼溶液、燃油以及其它有機溶劑等。
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