高分子材料老化性能测试大汇总
2021-08-13 14:02:33
作者：测了么 来源：测了么
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高分子材料在加工、贮存和使用过程中， 在光、热、水、化学与生物侵蚀等内外因素的综合作用下会发生老化降解，导致性能下降。因此，通过老化试验来评估在现实使用条件下材料的稳定性，耐候性非常重要。
今天，测了么小编对高分子材料老化性能测试仪器及分析做了大汇总。
老化试验有自然老化和人工加速老化试验两大类。
人工加速老化测试
1.热老化性能试验
在常压和规定温度的热空气作用下，使材料经过一定时间后测定其某项或某几项性能指标。根据相同或不同温度条件下各周期性能指标变化的情况，判断材料的热稳定性，推算贮存期和使用期。
▎测试仪器：
重力对流式（自然通风）热老化试验箱
来源：南京环科试验设备有限公司
强制通风式热老化试验箱
来源：东莞市元耀电子科技有限公司
▎适用产品范围：电气绝缘材料的耐热性试验，电子零配件，塑化产品及橡胶制品。
▎样品要求：
根据GB/T 7141，
1）在所选的每个周期和温度下每种材料至少暴露三个平行试样；
2）试样厚度相当于但不大于预期应用中的最小厚度；
3）试样的制作方法应与其在预期应用中的相同；
4）一系列温度的所有试验试样均应为同一批次。
▎相关测试标准：
GB/T 7141 塑料老化试验方法
GB/T 3512 硫化橡胶或热塑性橡胶 加热老化和耐热试验
ASTM D5510 Heat Aging of Oxidatively Degradable Plastics
JIS K 6257 硫化橡胶和热塑性橡胶 热老化性能测定
2.温湿老化试验
在大气环境下，温度（热）和湿度（水分）都会导致高分子材料的老化。湿热老化试验通过模拟温度和湿度环境对高分子材料进行加速老化，以评估材料在应用过程中的耐温度和湿度的老化性能。
▎测试仪器：
湿热老化试验箱
▎适用产品范围：塑料、橡胶等高分子材料。
▎样品要求：
试验样品应在不包装、不通电、准备使用状态或按有关标准的其他规定放入试验箱中。如没有规定特定的安装架，那么安装架的热传导应尽可能低，使得实际上对所有的试验样品都是绝热的。
▎相关测试标准：
GB/T 2423.3：试验Cab: 恒定湿热试验
GB/T 2423.4：试验Db: 交变湿热试验
GB/T 15905 硫化橡胶湿热老化试验方法
GB/T 2573 玻璃纤维增强塑料老化性能试验方法
ASTM D2126 Response of Rigid Cellular Plastics to Thermal and Humid Aging
3.臭氧老化试验
臭氧在大气中的含量很少却是橡胶龟裂的主要因素，特别是对含双键的橡胶材料，有极强的破坏能力。
臭氧老化的试验方法，就是将橡胶试样在静态或动态应变条件下置于含一定浓度的臭氧和温、湿度的环境中曝露，观测试样性状的变化，以评价橡胶的耐臭氧老化性能，并以此为依据制定积极的防护措施。
▎测试仪器：
臭氧老化试验箱
来源：杭州九环环境试验设备有限公司
▎适用产品范围：非金属材料、橡胶制品，以及TPU、EPDM等新型弹性体。
▎样品要求：
根据ASTM D1149
1）样品尺寸：长100±25mm（4±1英寸）*宽10.00±0.03mm（0.40±0.01英寸）
2）建议将待测的橡胶样品放置在铝制薄片或者0.1mm的聚酯薄膜上，以便于取下。
3）需要对不带衬片的样片在23±2oC无臭氧条件下进行24.0±0.5小时的预先测试。
▎相关测试标准：
GB/T13642 硫化橡胶耐臭氧老化动态拉伸试验法
GB/T 7762 硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧龟裂静态拉伸试验
GB/T 24134 橡胶和塑料软管 静态条件下耐臭氧性能的评价
ASTM D1149 Rubber Deterioration——Cracking in an Ozone ControlledEnvironment
JIS K 6259 加硫橡胶或热塑性橡胶－耐臭氧劣化的试验方法
4.氙弧灯老化试验
利用惰性气体氙在超高电压下原子被激发电离放电产生弧光来模拟自然条件下劣化的再现性试验。氙弧灯与太阳光放射照度有较好的一致性，更接近太阳光，其中紫外线占11%，可视光占89%，并且可以模拟黑夜及淋雨现象。
▎测试仪器：
氙弧灯老化试验箱
来源：北京北方利辉试验仪器设备有限公司
▎适用产品范围：塑胶、涂料、橡胶、油漆、电子等
▎样品要求：
根据ASTM G151
1）待测样品的尺寸一般是按照光照曝露后的材料性能测试的要求所制定的，
2）如果样品涉及从大的部件裁剪下来，应尽量保证裁剪过程不会影响材料性能测试，
3）除非有特殊要求，尽量不要将已将经过曝露过的样品进行裁剪，因为经过测试的样品可能会变脆，
4）如果要将大的测试过的样品进行裁剪，应该从至少被仪器固定住的边缘20mm处进行裁剪。
5）无破坏的样品数至少3个，有破坏的样品至少6个。
▎相关测试标准：
GB/T 16422.2 塑料 实验室光源暴露试验方法 第2部分：氙弧灯
GB/T8427纺织品 色牢度试验 耐人造光色牢度：氙弧
GB T 1865 色漆和清漆 人工气候老化和人工辐射曝露滤过的氙弧辐射
ASTM G155 Operating Xenon Arc LightApparatus for Exposre of Non-Metallic Materials.
ASTM G151 Exposing Nonmetallic Materials in Accelerated TestDevices that Use Laboratory Light Sources
5.紫外灯老化试验
紫外荧光灯可模拟关键的短波紫外线，并能完整真实地重现太阳光、雨水和露水造成的损害。损伤类型主要有褪色、光泽消失、粉化、龟裂、开裂、模糊、起泡、脆化、强度减小和氧化。
▎测试仪器：
紫外灯老化试验箱
来源：武汉蒂凯海通检测设备有限公司
▎适用产品范围：塑胶、涂料、橡胶、油漆等。
▎样品要求：
根据GB/T 14522
塑料：参见GB/T 16422.1试样制备要求
涂料：一般按GB/T 9271的规定制备试样底板，底板采用相应产品实际使用的材料，如木材、金属、塑料等，底板应平整，其尺寸应适合设备试样架的大小。
橡胶：
GB/T 16422.1中对试样的要求适应于橡胶，
对于在应力状态下的试验，按GB/T 7762制备试样，
按GB/T2941进行试样的状态调节。
建议将一个对照样品和试样同时进行暴露，以提供一个比较的标准。
▎相关测试标准：
GB/T 16422.3 塑料 实验室光源暴露试验方法 第3部分：荧光紫外灯
GB/T18950 橡胶和塑料软管 静态下耐紫外线性能测定
GB/T 14522机械工业产品用塑料涂料、橡胶材料人工气候老化试验方法荧光紫外灯
ASTM G154 Operating Fluorescent Light Apparatus for UV Exposure ofNonmetallic Materials
6.碳弧灯老化试验
碳弧灯分为两种，一种是封闭式碳弧灯，一种是日光碳弧灯，这两种都是应用于早期的设备，前者用于纺织品耐光测试，后者最初用于涂层的耐光试验。
由于碳弧灯的光谱分布与太阳光相差较大，特别是封闭式碳弧灯，既无日光中的短波紫外辐射，在使用过程中要求每48h至72h换一次碳棒，使用成本较高，在我国应用较少，在日本广泛使用，目前我国与日本合资的汽车企业依然推荐使用这种光源。
▎测试仪器：
碳弧灯老化试验箱
来源：东莞市环仪仪器科技有限公司
▎适用产品范围：纺织品，纤维材料，塑料，人造革，硫化橡胶等。
▎样品要求： 同上氙弧灯老化试验（参照ASTMG151）
▎相关测试标准：
GB/T 16422.4塑料 实验室光源暴露试验方法 第4部分：开放式碳弧灯
ASTM G153 Operating Enclosed Carbon Arc Light Apparatus for Exposure ofNonmetallic Materials
JIS D0205 汽车零部件耐气候性的检测方法
JIS B7753 Light-exposure and light-and-water-exposure apparatus （Open-flamecarbon-arc type）
JIS K7350-4 塑料。试验室光源照射法。第4部分：明火碳弧灯
高分子材料老化测试标准汇总
参考文献：
[1] 黄文捷， 黄雨林。 高分子材料老化试验方法简介[J]. 汽车零部件， 2009（9）：71-74.
[2] 谭晓倩， 史鸣军。 高分子材料的老化性能研究[J]. 山西建筑， 2006, 32（1）：179-180.
[3] 王仲昭。 材料耐光老化测试研究[J]. 纺织检测与标准， 2016（4）。
[4] 蔡汝山， 张洪彬。 高分子材料光老化试验与标准发展现状[J]. 环境技术， 2014（3）：59-63.
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