Введение:
Пластиковые материалы широко используются в различных областях, включая промышленность, сельское хозяйство, строительство, упаковку и машиностроение. Благодаря легкому весу, низкой стоимости, устойчивости к коррозии и простоте обработки пластмассы стали незаменимыми во многих отраслях промышленности. Однако во время использования пластик может стареть из-за различных факторов, что может повлиять на производительность и даже привести к выходу изделия из строя. Это особенно важно для пластиковых деталей, предназначенных для наружного применения, таких как задние панели фотоэлектрических панелей и корпуса для телекоммуникационного оборудования, которые подвергаются воздействию агрессивных сред, таких как солнечный свет, дождь и высокие температуры. Если этим материалам не хватает достаточных антивозрастных свойств, они преждевременно разрушатся. Таким образом, проведение испытаний на старение для оценки долговечности пластиковых материалов имеет большое значение.

И. Основные цели Испытаний на старение пластиковых материалов

Целью испытаний на старение является оценка долговечности и стабильности пластиковых материалов в различных условиях окружающей среды, тем самым прогнозируя их срок службы и производительность в реальных условиях. Моделирование различных факторов окружающей среды, таких как температура, влажность, свет, кислород и особые среды, позволяет ускорить процесс старения пластиковых материалов, что позволяет провести комплексную оценку их устойчивости к старению. Значимость испытаний пластиковых материалов на старение включает в себя:

1. Оценка термической стабильности: Испытание стабильности пластмасс при экстремальных температурах для определения их долгосрочных характеристик при постоянных нагрузках.
2. Оценка изменений физических свойств: Наблюдение за деформацией, охрупчиванием, растрескиванием и другими изменениями в пластиковых материалах во время высоко- и низкотемпературных циклов.
3. Определение срока службы: Моделирование реальных условий для прогнозирования скорости старения и срока службы пластмасс в реальных условиях применения.
4. Поддержка оптимизации продукта: Предоставление данных для улучшения материалов и производственных процессов, чтобы помочь компаниям повысить качество продукции.

II. Характеристики, механизмы и факторы старения пластмассовых материалов

1. Характеристики старения пластмасс:
   Старение пластмасс происходит, когда факторы окружающей среды с течением времени, такие как тепло, свет, высокоэнергетическое излучение, механическое напряжение, ультразвук, химические вещества и микроорганизмы, вызывают деградацию их химических веществ. структуру, что приводит к ухудшению физических, химических и механических свойств. Старение пластика можно разделить на четыре типа изменений: изменения внешнего вида, изменения физических свойств, изменения механических свойств и изменения электрических свойств.

2. 

3. Механизмы старения пластика:

   • Химическое старение: Это необратимая химическая реакция, возникающая в результате изменений молекулярной структуры полимеров. Оно включает в себя такие явления, как охрупчивание пластмасс и растрескивание резины.
   • Физическое старение: Это происходит, когда внешние факторы заставляют стеклообразный полимер переходить из неравновесного состояния в равновесное состояние посредством броуновского движения небольших сегментов молекулярной цепи. Этот процесс изменяет физические и механические свойства материала.

4. Факторы, влияющие на старение пластика:
   К основным внешним факторам, влияющим на старение пластика, относятся:

   • (1) Радиация, (2) Кислород, (3) Озон, (4) Тепло, (5) Влага, (6) Механическое напряжение и (7) Прочее.

III. Основные принципы и методы оценки испытаний пластиковых материалов на старение

1. Методы испытаний на естественное воздействие:
   Испытания на естественное атмосферное старение изучают старение пластмасс в естественных климатических условиях. Этот метод предполагает подвергание образцов воздействию внешних факторов окружающей среды, где они подвергаются сочетанию погодных воздействий. Измеряя изменения свойств до и после воздействия, можно оценить стойкость материала к старению.

   • Естественное старение при хранении: Это испытание проводится в складских помещениях или на складах в естественных климатических условиях или смоделированных реальных условиях. Это испытание оценивает стойкость материалов к старению на основе изменений свойств до и после воздействия.
   • Испытание на воздействие морской среды: Образцы подвергаются воздействию различных морских сред, и их устойчивость к старению оценивается путем измерения изменений свойств до и после воздействия.

   Испытания на естественное старение точно моделируют реальные условия работы и используют простое оборудование. Однако они требуют больших мощностей, длительного времени испытаний и подвержены изменениям погоды, что затрудняет получение количественных результатов. Результаты применимы к конкретным местам испытаний на воздействие.

2. Испытания на искусственное старение:
   Испытания на искусственное старение проводятся в лабораториях и включают следующие методы:

   • Испытание на термическое старение: В ходе этого испытания оценивается устойчивость материала к высоким температурам. Образцы помещают при температуре, превышающей их обычные условия эксплуатации, и измеряют изменения свойств до и после воздействия для оценки термостойкости.
   • Испытание на старение под воздействием горячей и влажной среды: В ходе этого испытания материалы подвергаются воздействию горячего влажного воздуха для оценки устойчивости к жаркой и влажной среде на основе изменений свойств или внешнего вида до и после воздействия.
   • Испытание на термическое старение в кислороде и воздухе под высоким давлением: Это испытание, проводимое в условиях высокой температуры и высокого давления, позволяет оценить устойчивость к атмосферным воздействиям на основе изменений свойств или внешнего вида до и после воздействия.
   • Испытание на искусственное атмосферное воздействие: Образцы подвергаются воздействию смоделированных условий окружающей среды, таких как свет, тепло, кислород, влажность и дождь, для оценки устойчивости к атмосферным воздействиям на основе изменений освещенности или радиации на поверхности образца.

   На изображении изображена камера ускоренного старения под высоким давлением (насыщенная) компании Guangzhou Biaoji и камера старения с плоской ксеноновой лампой, которые популярны благодаря своей стабильности и высокой точности испытаний.

   

3. Метод скорости течения расплава (MFR):
   Метод MFR измеряет скорость течения расплава материалов после старения при заданных условиях температуры и нагрузки с помощью прибора измерения скорости течения расплава. Скорость течения расплава снижается по мере увеличения времени старения, и эту скорость определяют количественно для оценки старения. Преимущество испытаний на искусственное старение состоит в их коротком испытательном цикле, независимости от условий эксплуатации и климата, а также высокой повторяемости. Однако они требуют сложного испытательного оборудования и обычно используются для обнаружения старения.