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高溫測試小課堂 發(fā)布時間:2018-06-26   瀏覽量:3692次

1、什么是高溫測試?高溫測試的意義?

在熱環(huán)境下暴露的可降解塑料可能發(fā)生多種物理和化學(xué)變化。暴露時間的長短和溫度的高低決定了發(fā)生變化的程度和類型。高溫短暴露周期通常就足以縮短可氧化降解塑塑料的誘導(dǎo)期,這個過程會發(fā)生抗氧劑和增塑劑的消耗。物理性能如拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、伸長率和模量可能在誘導(dǎo)期內(nèi)引起變化;然而,這些變化通常不是由于分子量的降低,而僅僅是一種隨溫度變化的響應(yīng),如結(jié)晶度增加或揮發(fā)物減少或二者同時發(fā)生。

 一般情況下,塑料在高溫下的短期暴露會釋放出易揮發(fā)物質(zhì),如水分、溶劑或增塑劑;減少模塑應(yīng)力;增進(jìn)熱固性塑料固化;提高結(jié)晶度;并使增塑劑或著色劑或二者均發(fā)生顏色變化。通常,隨著揮發(fā)物的減少或進(jìn)一步的聚合反應(yīng)將會出現(xiàn)進(jìn)步收縮。某些塑料,如PVC,可能會由于增塑劑的損失或聚合物分子鏈的斷裂面變施。聚丙烯及其共聚物在分子發(fā)生降解時往往會變得非常脆,而聚乙烯則會在拉伸強(qiáng)度和伸長率變小和脆化之前變?nèi)彳?。因此,研究塑料、橡膠、色漆和清漆、高分子材料以及電路板等元件設(shè)備在高溫下的性能是十分必要的。

高溫測試是用來確定產(chǎn)品在高溫氣候環(huán)境下儲存、運(yùn)輸、使用的適應(yīng)性的方法。試驗(yàn)的嚴(yán)苛程度取決于高溫的溫度和曝露持續(xù)時間。塑料、橡膠、色漆和清漆等高分子材料的高溫測試主要包括熱空氣老化、耐熱試驗(yàn)、耐熱性的測定等。熱空氣加速老化是指試樣在比橡膠使用環(huán)境更高的溫度下暴露,以期在短時間內(nèi)獲得橡膠自然老化的效果。耐熱試驗(yàn)是指試樣暴露在與橡膠使用環(huán)境相同的溫變下的試驗(yàn)。

2、高溫測試的標(biāo)準(zhǔn)有哪些?

GB/T 3512-2014硫化橡膠或熱塑性橡膠 熱空氣加速老化和耐熱試驗(yàn)

GB/T 7141-2008塑料熱老化試驗(yàn)方法

GB/T 1735-2009色漆和清漆 耐熱性的測定

GB/T 2423.2-2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第2部分:試驗(yàn)方法 試驗(yàn)B:高溫

ASTM D573-042015)空橡膠的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法 熱空氣干燥爐中測定橡膠變質(zhì)

ASTM D865-2011橡膠在空氣中加熱變質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法(試管封閉法)

ASTM D3045-1992(2010)無負(fù)荷塑料熱老化的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)程

ISO188-2011硫化橡膠或熱塑性橡膠加速老化和耐熱試驗(yàn)

DIN 53508-2000橡膠試驗(yàn) 加速老化

IEC 60068-2-2-2007 環(huán)境測試 2-2部分試驗(yàn) 試驗(yàn)B干熱

3、高溫測試要點(diǎn)總結(jié)

(1)GB/T 3512-2014硫化橡膠或熱塑性橡膠 熱空氣加速老化和耐熱試驗(yàn)

適用范圍:本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了硫化橡膠或熱塑性橡膠熱空氣加速老化和耐熱試驗(yàn)方法。兩種方法分別為:方法 A:空氣流速低的多單元式或柜式熱空氣老化箱,每小時換氣3~10次;方法 B:使用風(fēng)扇強(qiáng)制通風(fēng)的柜式熱空氣老化箱,每小時換氣3~10次。

試驗(yàn)原理概述:試樣在高溫和大氣壓力下的空氣中老化后測定其性能,并與未老化試樣的性能作比較。應(yīng)使用與實(shí)際應(yīng)用有關(guān)的物理性能判定橡膠的老化程度,但在沒有表明這些性能與實(shí)際應(yīng)用明確相關(guān)時,建議測試橡膠的拉伸強(qiáng)度、定伸應(yīng)力、斷裂伸長率(ISO 37測定)和硬度(ISO 48測定)。

試驗(yàn)設(shè)備:空氣老化箱(多單元式老化箱、柜式老化箱、強(qiáng)制通風(fēng)式老化箱)

試驗(yàn)步驟:加熱老化箱到試驗(yàn)溫度,將試樣放入到老化箱中。如果使用多單元老化箱,每個單元中只能放一種橡膠。試樣應(yīng)不受應(yīng)力,各面自由暴露在空氣中,且不受光照。達(dá)到規(guī)定的老化時間后,從老化箱中取出試樣,取出的試樣以不受應(yīng)力的方式在待測試的試驗(yàn)性能

所要求的環(huán)境下調(diào)節(jié)不少于16 h,不超過6天,按照有關(guān)性能試驗(yàn)方法測試。

試驗(yàn)結(jié)果表示:試驗(yàn)結(jié)果的表示應(yīng)符合與待測性能相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)報(bào)告未老化和老化試樣的試驗(yàn)結(jié)果,在適當(dāng)?shù)那闆r下按照式(1)計(jì)算測試性能的變化率:

2.png

式中:

p--性能變化率

x0--老化前的性能

Xα--老化前的性能

硬度的變化按照式(2)計(jì)算:

3.png

式中:

H--硬度變化

x0--老化前的硬度

xα--老化前的硬度

(2)GB/T 7141-2008塑料熱老化試驗(yàn)方法

適用范圍:

1)本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了塑料僅在不同溫度的熱空氣中暴露較長時間時的暴露條件。本標(biāo)準(zhǔn)僅規(guī)定了熱暴露的方法,而未對試驗(yàn)方法或試樣進(jìn)行規(guī)定。熱對塑料任何性能的影響都可以通過選擇適合的試驗(yàn)方法和試樣來測定,本標(biāo)準(zhǔn)推薦使用ASTM D3826標(biāo)準(zhǔn)來測定脆化終點(diǎn),脆化終點(diǎn)是指在0. 1 mm/min的初始應(yīng)變速率下,當(dāng)75%的被測試樣斷裂伸長率為5%或更小值時,材料即達(dá)到其脆化終點(diǎn)。

2)本標(biāo)準(zhǔn)給出了比較材料熱老化性能的導(dǎo)則,這些性能通過某相關(guān)性能的變化來測定(也就是說,脆化性能通過伸長率的減少來測定)。本標(biāo)準(zhǔn)適用于評價使用時易氧化的塑料。

3)按照本標(biāo)準(zhǔn)得到的結(jié)果受到所用熱老化試驗(yàn)箱類型的影響。使用者可以選擇兩種方法中的一種進(jìn)行熱老化試驗(yàn)箱暴露?;谶@兩種方法的結(jié)果不應(yīng)相互混淆。方法A:重力對流式熱老化試驗(yàn)箱--推薦用于標(biāo)稱厚度不大于0.25 mm的薄型試樣;方法B:強(qiáng)制通風(fēng)式熱老化試驗(yàn)箱--推薦用于標(biāo)稱厚度大于0.25 mm的試樣。

4)本標(biāo)準(zhǔn)介紹了在單一溫度下比較材料熱老化性能的方法。本標(biāo)準(zhǔn)還描述了材料在一系列溫度下測定熱老化性能的方法,以此來估計(jì)在某更低溫度下材料發(fā)生規(guī)定特性變化所需的時間。本標(biāo)準(zhǔn)沒有預(yù)計(jì)應(yīng)力、環(huán)境、溫度和控時失效等因素相互作用時的熱老化性能。

試驗(yàn)設(shè)備:熱老化試驗(yàn)箱(重力對流式熱老化試驗(yàn)箱、強(qiáng)制通風(fēng)式熱老化試驗(yàn)箱)、試樣架、相關(guān)試驗(yàn)儀器

試樣要求:方法A--推薦用于標(biāo)稱厚度不大于0.25 mm的薄型試樣;方法B--推薦用于標(biāo)稱厚度大于0.25 mm的試樣;至少3個平行試樣

試驗(yàn)溫度和暴露時間:如表1所示:

 

圖片1.png

試驗(yàn)結(jié)果評定:方差分析在單一溫度下每種材料每個周期得暴露結(jié)果比較;繪制熱老化時間-絕對伸長率以及溫度的倒數(shù)-熱老化時間的對數(shù)的關(guān)系圖評價在一系列不同的溫度下材料的比較。

(3)GB/T 1735-2009色漆和清漆 耐熱性的測定

適宜范圍:本標(biāo)準(zhǔn)是有關(guān)色漆、清漆及相關(guān)產(chǎn)品的取樣和試驗(yàn)的系列標(biāo)準(zhǔn)之一。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一種通用的方法用來測定色漆、清漆或相關(guān)產(chǎn)品的單一涂層或復(fù)合涂層體系在規(guī)定的溫度下涂膜顏色、光澤的變化,起泡、開裂或從底材上剝離的性能。

試樣要求:按GB/T 3186的規(guī)定,取受試產(chǎn)品的代表性樣品;按GB/T 20777的規(guī)定,檢查和制備試驗(yàn)樣品;推薦試板尺寸至少為120mm*50mm

試驗(yàn)步驟:在規(guī)定或商定的溫度和時間下進(jìn)行試驗(yàn)。將三塊試板放入規(guī)定溫度的鼓風(fēng)烘箱或高溫爐中,如試驗(yàn)在烘箱中進(jìn)行,則試板距離烘箱每一面的距離不小于100 mm,試板相互間間隔不小于20 mm,如試驗(yàn)在高溫爐中進(jìn)行,則盡量將試板放在高溫爐的中間部位。在規(guī)定溫度下將試板放置規(guī)定的時間。能確保涂漆試板均勻受熱的最好方法是用細(xì)鐵絲將樣板懸掛起來,也可將試板放在由合適的耐熱材料制成的樣板架上或?qū)影宓耐科崦嫦蛏戏旁谖挥谥С形锷系挠赡蜔岵牧现瞥傻陌迳稀__(dá)到規(guī)定時間后,將試板從烘箱或高溫爐中取出并使之冷卻至室溫。檢查試板并與在同樣條件下制備的未經(jīng)加熱的試板進(jìn)行比較,看涂膜的顏色是否有變化或涂膜是否有其他破壞現(xiàn)象,以至少兩塊試板現(xiàn)象一致為試驗(yàn)結(jié)果。

試驗(yàn)結(jié)果評定:涂膜的顏色變化或涂膜是否有其他破壞現(xiàn)象

(4)GB/T 2423.2-2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第2部分:試驗(yàn)方法 試驗(yàn)B:高溫

適用范圍:本部分規(guī)定的高溫試驗(yàn)適用于非散熱和散熱試驗(yàn)樣品。試驗(yàn)Bb和試驗(yàn)Bd與早期版本無實(shí)質(zhì)上的差異。本高溫試驗(yàn)的目的僅限于用來確定元件、設(shè)備或其他產(chǎn)品在高溫環(huán)境下使用、運(yùn)輸或貯存的能力。本高溫試驗(yàn)不能用來評價試驗(yàn)樣品耐溫度變化的能力和在溫度變化環(huán)境下的運(yùn)行能力,在這種情況下,應(yīng)采用GB/T 2423.22。本高溫試驗(yàn)方法細(xì)分為以下幾種: 非散熱試驗(yàn)樣品高溫試驗(yàn)試驗(yàn)Bb,溫度漸變;散熱試驗(yàn)樣品高溫試驗(yàn):試驗(yàn)Bd溫度漸變;試驗(yàn)Be,溫度漸變,試驗(yàn)樣品在整個試驗(yàn)過程通電。

試驗(yàn)溫度:+1000℃+800℃、+630℃、+500℃+400℃、+315℃、+250℃、+200℃+175℃、+155℃、+125℃、+100℃、+85℃+70℃、+65℃、+60℃、+55℃+50℃、+45℃、+40℃+35℃、+30℃

試驗(yàn)持續(xù)時間:2h、16h、72h、96h、168h240h、336h、1000h

試驗(yàn)結(jié)果評定:對樣品進(jìn)行目視檢查以及相關(guān)規(guī)范要求的性能檢測


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