TPE材料耐老化的測(cè)試方法
TPE材料是近年來(lái)發(fā)展迅速的一款結(jié)合了塑膠和橡膠的材料,其應(yīng)用領(lǐng)域十分的廣泛,又因其親民的價(jià)格,讓很多的廠商紛紛選擇其作為產(chǎn)品原材料,并且隨著各個(gè)領(lǐng)域?qū)Σ牧系囊笤絹?lái)越高,彈性體材料的耐老化問(wèn)題也越來(lái)越關(guān)鍵。那么TPE材料耐老化的測(cè)試方法都有哪些呢?接下來(lái)江蘇中塑小編就針對(duì)這個(gè)問(wèn)題來(lái)為大家介紹下。
TPE材料耐老化的測(cè)試方法:
一、氣候老化試驗(yàn)
氣候老化試驗(yàn)就是將TPE彈性體材料試驗(yàn)樣品暴露于大氣環(huán)境條件下,從而獲得材料樣品在大氣環(huán)境暴露下的老化規(guī)律,對(duì)TPE彈性體材料的性能進(jìn)行分析,并預(yù)測(cè)其使用壽命的一種研究方法。氣候老化試驗(yàn)又可以分為兩種,其中一種便是自然暴露試驗(yàn),即將TPE彈性體材料試驗(yàn)樣品暴露于真實(shí)的大氣環(huán)境下,以獲得材料在真實(shí)環(huán)境下的老化行為,這種老化試驗(yàn)方法所獲得的老化信息最為準(zhǔn)確,是獲得TPE彈性體材料老化行為的最為有效的方法,但是這種試驗(yàn)方法周期時(shí)間太長(zhǎng),費(fèi)時(shí)費(fèi)力。另外一種便是人工氣候老化試驗(yàn),人工氣候老化試驗(yàn)即是指人通過(guò)在室內(nèi)對(duì)真實(shí)大氣環(huán)境條件進(jìn)行模擬或者是加強(qiáng)某一環(huán)境因素以在短時(shí)間內(nèi)獲得材料老化行為的老化試驗(yàn)方法,這又被稱為人工模擬老化或者人工加速老化。人工氣候老化通常是在人工氣候老化箱內(nèi)進(jìn)行的。通常使用的人工氣候老化箱主要有氙燈氣候老化老化箱、熒光燈氣候老化試驗(yàn)箱以及碳弧燈氣候老化試驗(yàn)箱等。這幾種氣候老化試驗(yàn)箱都是從光照、溫度、濕度、雨水或者凝露等主要?dú)夂蛞蛩貙?duì)自然環(huán)境因素進(jìn)行模擬或加強(qiáng)而實(shí)現(xiàn)材料老化的[1]。此外,材料的老化試驗(yàn)還要依據(jù)一定的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行開展。
二、紫外老化試驗(yàn)
太陽(yáng)光中的紫外光,由于其所具備的光能與彈性體化學(xué)鍵的鍵能相當(dāng),能夠引起彈性體化合物鏈的斷裂,是導(dǎo)致TPE彈性體材料老化降解的主要因素。紫外老化試驗(yàn)即是指將TPE彈性體材料老化試驗(yàn)樣品置于紫外光場(chǎng)下,進(jìn)行暴露,從而獲得TPE彈性體材料老化行為及規(guī)律的試驗(yàn)方法。通常紫外老化試驗(yàn)會(huì)規(guī)定,紫外區(qū)及輻照強(qiáng)度,比如40W/m2,在300nm—400nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)等。紫外老化試驗(yàn)所使用的光源通常有氙燈、熒光燈、氚燈以及氘燈等,其中氙燈能夠很好的模擬太陽(yáng)光譜,熒光燈能夠很好的模擬太陽(yáng)光中的紫外光譜,氚燈所提供的能量較強(qiáng),一般用于做加速老化試驗(yàn)。
三、熱空氣老化試驗(yàn)
熱是導(dǎo)致TPE彈性體材料發(fā)生老化的主要因素之一,熱可以加速?gòu)椥泽w鏈的運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致彈性體鏈的斷裂,產(chǎn)生活性自由基,使其發(fā)生自由基鏈反應(yīng),導(dǎo)致彈性體發(fā)生降解或交聯(lián),熱空氣老化試驗(yàn)是評(píng)價(jià)TPE彈性體材料,研究TPE彈性體材料耐老化性能的主要試驗(yàn)方法之一,通常在恒溫鼓風(fēng)干燥試驗(yàn)箱內(nèi)進(jìn)行。干燥箱內(nèi)溫度可根據(jù)試驗(yàn)要求進(jìn)行設(shè)定,TPE彈性體材料暴露于干燥性內(nèi)定期取樣,進(jìn)行測(cè)試,以獲取TPE彈性體材料的老化行為與規(guī)律,從而有針對(duì)性的對(duì)TPE彈性體材料進(jìn)行改性,提高其使用性能。
這個(gè)熱空氣老化試驗(yàn),也就是我們常說(shuō)的“高溫老化試驗(yàn)”,是最常用的測(cè)試彈性體耐老化性的方法。
四、溫度交變老化試驗(yàn)
溫度是導(dǎo)致TPE彈性體材料老化的又一重要因素,對(duì)于彈性體膠黏劑而言,高溫可以加速?gòu)椥泽w膠黏劑鏈的運(yùn)動(dòng)速率,低溫則可以導(dǎo)致彈性體膠黏劑產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,高低溫交變導(dǎo)致彈性體膠黏劑發(fā)生鏈的斷裂,發(fā)生老化降解。對(duì)于橡膠而言,高溫可加速分子鏈的熱運(yùn)動(dòng),使橡膠發(fā)生交聯(lián),低溫可導(dǎo)致橡膠分子鏈的凍結(jié),使其變脆,彈性下降,發(fā)生老化。高低溫交變老化試驗(yàn)是評(píng)價(jià)TPE彈性體材料耐溫性能的老化試驗(yàn)方法,通常在溫度交變老化試驗(yàn)箱內(nèi)進(jìn)行,從某一溫度T1(一般為室溫)以恒定的升溫速率升溫至某一溫度T2,維持T2溫度一定時(shí)間,然后再以恒定的降溫速率,降溫降至某一溫度T3,維持T3溫度一定時(shí)間,然后在升溫至T1,此為一個(gè)溫度循環(huán)。循環(huán)周期長(zhǎng)短,可根據(jù)具體試驗(yàn)要求而定。
五、濕熱老化試驗(yàn)
濕熱老化試驗(yàn)是評(píng)價(jià)TPE彈性體材料在高濕、高溫環(huán)境下耐老化性能的有效方法。在高濕度環(huán)境下,水分能夠滲透到TPE彈性體材料內(nèi)部,導(dǎo)致TPE彈性體材料發(fā)生溶脹,部分親水性基團(tuán)發(fā)生水解,導(dǎo)致TPE彈性體材料發(fā)生老化降解。另外,水分滲入到TPE彈性體材料內(nèi)部,還能夠?qū)е耇PE彈性體材料內(nèi)部的添加劑,如增塑劑、配合劑以及其它物質(zhì)的溶解與遷移,影響TPE彈性體材料的機(jī)械性能。在高熱的作用下,熱又可以促進(jìn)水分的這種滲透作用,熱促進(jìn)彈性體鏈運(yùn)動(dòng)加劇,分子間作用力減小,促進(jìn)了水分的滲透作用,加速了TPE彈性體材料的降解。不同的TPE彈性體材料有不同的配方,所以他們的濕熱老化機(jī)理也不盡相同,濕熱老化試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)要根據(jù)不同的TPE彈性體材料,選用不同的老化標(biāo)準(zhǔn)。濕熱老化試驗(yàn)通常在濕熱老化試驗(yàn)箱內(nèi)進(jìn)行,溫度和濕度可以根據(jù)試驗(yàn)要求自行設(shè)定。
六、介質(zhì)老化試驗(yàn)
某些TPE彈性體材料在使用的過(guò)程中要長(zhǎng)期在某種介質(zhì)中浸泡,比如長(zhǎng)期從事海上作業(yè)或海底作業(yè)的裝備上的TPE彈性體材料要長(zhǎng)期在海水中浸泡,航空飛機(jī)某些部件要長(zhǎng)期接觸航空燃油等,這都要求TPE彈性體材料擁有較強(qiáng)的耐介質(zhì)老化性能。耐介質(zhì)老化老化試驗(yàn)是評(píng)價(jià)TPE彈性體材料耐介質(zhì)老化性能,預(yù)測(cè)其在某種介質(zhì)中的壽命等常用的一種試驗(yàn)方法。老化試驗(yàn)所使用的介質(zhì),可以根據(jù)TPE彈性體材料具體所使用的環(huán)境進(jìn)行配制,可以是人造海水、鹽水、雨水、酸堿溶液、燃油以及其它有機(jī)溶劑等等。
綜上所述,就是TPE材料耐老化的測(cè)試方法了,除了上述TPE材料老化試驗(yàn)方法以外,還有鹽霧老化試驗(yàn),抗霉試驗(yàn),耐寒試驗(yàn)等多種老化試驗(yàn)方法,盡管TPE材料老化試驗(yàn)方法有許多,但是在進(jìn)行具體的老化試驗(yàn)時(shí),也要根據(jù)TPE彈性體材料所使用的環(huán)境,TPE彈性體材料的類別以及試驗(yàn)?zāi)康牡龋瑏?lái)選取適當(dāng)?shù)睦匣囼?yàn)方法,從而恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)TPE彈性體材料的性能,合理預(yù)測(cè)其使用壽命,為生產(chǎn)生活提供更為有效的信息。