第七章塑料老化性能测试.ppt

第七章老化性能测试一、塑料老化的特征二、塑料老化的机理1．热降解含有活泼侧基的高聚物在热的作用下易发生侧基脱离主链的反应并引起主链结构变化这类反应称为侧基脱除反应。聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯等高聚物的热降解反应都易发生侧基脱除反应使大分子链出现不饱和键。高聚物在热的作用下大分子主链也可断裂发生热降解反应。如甲基丙烯酸甲酯在270℃氮气中热裂解工业上采用此方法回收废旧有机玻璃单体。2．氧化降解当高聚物在生产、储存、使用过程中会与空气中的氧发生反应发生高聚物的氧化降解这是高聚物发生老化的主要原因。氧化降解过程使塑料的分子量降低并产生醛、酮、酸等氧化产物对氧化作用较稳定的高聚物有聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等对氧化作用不稳定的高聚物有聚乙烯醇、天然橡胶等。3．光降解紫外光老化是最常见的致老化因素之一；大分子链结构中含有羟基或双键时最容易引起光降解反应；饱和烃类高聚物由于在热加工和长期存放、使用过程中容易形成羟基、过氧化氢或双键因而其光稳定性较差。如涤纶（PET）光降解产物为CO、H2、CH4。波长小于330nm时PP比LDPE敏感；波长大于330nm时LDPE比PP敏感。三、影响塑料老化的主要原因2．外部因素（1）辐射（2）氧（3）臭氧（4）热（5）水分（6）机械应力（7）其它四、老化性能测试基本原理和评价方法便携式室外曝露架2．人工老化测试方法热老化测试是评定材料对高温的适应性的一种简便的人工模拟试验方法是将材料放在高于相对使用温度的较高温度中使其受热作用通过测试暴露前后性能的变化以评定材料的耐热性能。在湿热条件下的暴露老化试验是将材料放在规定的潮湿的热空气环境中受湿热作用通过暴露前后的性能或外观变化来评价材料的耐湿热性能。高压氧和高压空气热老化测试是将材料在高温和高压环境中进行加速老化的试验方法通过暴露前后的性能或外观变化来评价材料的耐候性能。人工天候老化测试是将材料暴露于规定的环境条件下模拟自然界的光、热、氧、湿度、雨水等条件通过测试试样表面的辐照度或辐射量与试样的性能的变化以评定材料的耐候性。热老化箱3．熔体流动速率法原理：在一定的温度和负荷下测定材料在熔体流动速率仪中进行老化后经不同停留时间的熔体流动速率变化并进行定量的评价。老化停留时间越长熔体流动速率越小。第二节自然老化试验一、大气老化实验我国标准GB/T3681-2000为塑料自然气候暴露试验方法;GB/T3511-2001为硫化橡胶或热塑性橡胶直接自然气候老化试验方法。（一）定义（二）测试原理与要点2．试样可用一块薄片或其他形状的样品进行暴露在暴露后从样品上切取试样试样的尺寸应符合所用试验方法的规定或暴露后所要测定的一种或多种性能规范的规定所用的制样方法应与所测材料的加工方法接近。试样数量的确定应根据达到暴露后作相应的试验方法所规定的数量。3．试验条件（1）暴露方法a．为得到最大年总太阳辐射在我国北方中纬度地区与水平面形成的倾斜角应比纬度角小10°。b．为得到最大年紫外太阳辐射的暴露在北纬400以南地区与水平面形成的倾斜角应为5°～10°。c．与水平面成10°和90°之间的任何其他特定的角度。（2）暴露地点应在远离树木和建筑物的空地上用朝南45°暴露时暴露面的东、南及西方应无仰角大于20°而北方应无仰角大于45°的障碍物保持自然土壤覆盖有植物生长的应经常将植物割短。（3）暴露阶段通常在暴露前应先预估计试样的老化寿命而预定试验周期。（三）试验步骤1．试样安放确保用于机械测试的试样按其形状的不同加以固定确保不会因固定方法而对试样施加应力。在每个试样的背面作不易消除的记号以示区别。2．辐射仪和标准材料安装应安置在样品暴露试验架的附近蓝色羊毛标准要靠近试样。3．气象观察记录所有的气象条件和会影响试验结果的变化。4．试样的暴露在暴露期间不应清洗试样如需清洗要用蒸馏水。应定期检查和保养暴露地点以便记录试样的一般状态。5．性能变化的测定测试时要按照状态调节要求的期间尽快进行测试并记录暴露终止和测试开始之间的时间间隔。（四）试验结果的表示（五）影响因素二、海水暴露试验（一）试验环境的选择（二）试验分类按环境区带的不同特点可将海水暴露试验分为：①海面大气暴露试验；②海洋飞溅区暴露试验；③海洋潮差区暴露试验；④海水（深海、浅海）全浸区暴露试验；⑤海泥区暴露试验；⑥长尺试验。目前我国已经开展了海面大气、飞溅、潮差和全浸暴露试验也开展了少量长尺试验研究。美国用深潜装置在加复杂福尼亚附近太平洋海域开展了深达1800m的深海环境试验（三）试验场地试验场地有海面平台、码头、栈桥等。浮动式试验场地有舰船、浮筏、浮筒等。试验场地应有足够的空间放置暴露、贮存试验装置和环境因素监测装置。（四）试验设施（五）试样固定方式试样有两种固定方式即串挂法和单挂法。串挂法是用物全浸、潮