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常见高分子材料寿命确定方法 高分子材料寿命检测与评估

2023-05-12 08:58:02 909

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  高分子材料被广泛应用于汽车、电子电器、建筑、包装、化工、生物工程等各个领域。但高分子材料在加工,储存和使用过程中,由于受热、光照、高能辐射、潮湿等环境因素作用,高分子材料会逐步发生老化,导致性能下降,甚至失去使用价值,造成资源浪费,环境污染,甚至酿成安全事故。因此,高分子材料寿命预测一直是行业关注的问题。让ag真人平台官方一起看看橡胶、塑料等高分子材料如何进行寿命评估?

 

 

  橡胶材质


  样品材质:风电液压变桨核心器件密封NBR丁腈橡胶
  测试原理:Arrhenius阿伦尼乌斯方程;(适用于热氧气老化)主要考虑温度影响,不考虑湿度,光等。
  标准依据:GBT 27800-2011 静密封橡胶制品使用寿命快速预测
  样品工况:最高使用温度80℃,接触试剂EQUIVIS ZS32,不接触光
  测试方案:性能参数压缩永久变形;压缩率15%;浸泡在 EQUIVIS ZS32油中;临界值0.5。
  探索测试:放置在60℃,90℃,105℃和120℃温度点下,24h观察外观并测压缩永久变形。

 

温度

外观状态

(24h)

性能变化率
(24h)
60℃ 无异常 <10%

90/105/

120℃

溶解 >10%

  备注:根据探索测试结果确认最终试验温度为50℃,65℃和80℃。
  其他常用标准:GBT 20028-2005(ISO 11346:1997)硫化橡胶或热塑性橡胶应用阿伦尼乌斯图推算寿命和最高使用温度

 


  塑料材质


  样品材质:ABS塑料
  测试原理:WLF时温等效方程;(适用于粘弹性引起的性能变化)主要考虑温度影响,不考虑湿度,光等。
  标准依据:GB/T 7141-2008(ASTM D3045-18)塑料热老化试验方法
  样品工况:最高使用温度75℃,未接触特殊介质,无受力情况,不接触光
  测试方案:性能参数拉伸强度;临界值0.5,分别在110℃,120℃,140℃温度点下,观察外观并测试拉伸强度。


  其他常用标准:
  GBT 7142-2002(ISO 2578-1992)塑料长期热暴露后时间-温度极限的测定

 


  绝缘材料


  样品材质:酚醛树脂
  测试原理:TPS热重点斜法(适用于绝缘材料)
  标准依据:JB/T 1544-2015 电气绝缘浸渍漆和漆布快速热老化试验方法-热重点斜法
  样品工况:温度指数H级,不接触特殊试剂


  测试方案:
  1. 热失重试验升温速率3℃/min,常温-600℃,气氛氧气
  2. 恒温点测试:性能参数介电强度;直流电,阶梯式升压,升压速率600V/s,临界值12MV/mm. 在240℃温度点下,观察外观并测试介电强度。


  其他常用标准:
  UL 746B-2018 UL Standard for Safety Polymeric Materials - Long Term Property Evaluations
  GB/T 11026系列(IEC 60216) 电气绝缘材料 耐热性
  JB/T 1544-2015 电气绝缘浸渍漆和漆布快速热老化试验方法-热重点斜法
  高分子材料相比于金属材料更容易老化,其寿命决定着产品的服役寿命。对使用的材料提前进行寿命周期评估,根本目的是对产品进行定期维护及更换,避免酿成安全事故,造成资源浪费和环境污染等。


  CTI华测可以提供什么服务?


  推算高分子材料在特定温度下的使用寿命
  通过科学的实验,结合国内外测试经验,选择合适的温度及时间,并在测试过程中模拟材料在实际使用中所受应力,得出寿命曲线,推算特定温度下的使用寿命。


  预测材料能长期应用的最高温度
  测试方法同上,将获得的直线外推到指定时间以得到最高估计使用温度,通常使用20000h作为估计最高使用温度的时间。


  探索材料在复杂环境下的使用寿命
  并不是所有材料的最敏感老化因素都是热,ag真人平台官方不排除对光、水、臭氧等其他因素的考量,力求精确的得出复杂因素下的材料服役寿命。


  CTI华测高分子材料寿命评估服务流程:


  1、背景调查:了解产品设计或实际使用工况,即温度,湿度,受力,接触特殊介质等;、
  2、提供方案:分析失效机理,确定关键特征参数,并参考设计关键特征参数的阈值制定测试项目方案;
  3、试验实施:分组针对关键参数开展试验,在试验过程之前、之中和之后,测量并记录关键特征参数;
  4、数据统计:综合每组数据分析结果创建每种关键应力类型的寿命加速模型,整合数据推算产品使用寿命;
  5、出具报告:经过数据一审,二审审核数据,保证测试结果真实,可靠。最终按照既定模板出具报告。

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