老化試驗主要是指針對橡膠、塑料產品、電器絕緣材料及其他材料進行的熱氧老化試驗;或者針對電子零配件、塑化產品的換氣老化試驗。目前,研究高分子材料的老化試驗方法有很多,主要包括氣候老化試驗,紫外老化試驗,臭氧老化試驗,熱空氣老化試驗,高低溫交變老化試驗,濕熱老化試驗,介質老化試驗,鹽霧老化試驗等。
1、氣候老化試驗
所(suo)謂氣候老化試(shi)驗就是(shi)將高分(fen)(fen)子(zi)材料試(shi)驗樣品暴(bao)露于大氣環(huan)境條(tiao)件下(xia),從(cong)而獲得材料樣品在(zai)大氣環(huan)境暴(bao)露下(xia)的老化規律,對(dui)高分(fen)(fen)子(zi)材料的性(xing)能進(jin)行分(fen)(fen)析,并預(yu)測其使用壽(shou)命(ming)的一種(zhong)研究方法。
氣候老(lao)化試驗(yan)又可以(yi)分為兩種:
A、其中一種(zhong)便(bian)是自然(ran)暴露試(shi)驗,即將高(gao)分子(zi)材料(liao)試(shi)驗樣品暴露于真(zhen)實(shi)的(de)(de)大氣環境下,以獲(huo)(huo)得材料(liao)在真(zhen)實(shi)環境下的(de)(de)老(lao)(lao)(lao)化(hua)行為(wei)(wei),這(zhe)種(zhong)老(lao)(lao)(lao)化(hua)試(shi)驗方法(fa)所獲(huo)(huo)得的(de)(de)老(lao)(lao)(lao)化(hua)信(xin)息(xi)zui為(wei)(wei)準確(que),是獲(huo)(huo)得高(gao)分子(zi)材料(liao)老(lao)(lao)(lao)化(hua)行為(wei)(wei)的(de)(de)zui為(wei)(wei)有(you)效的(de)(de)方法(fa),但是這(zhe)種(zhong)試(shi)驗方法(fa)周期(qi)時(shi)間(jian)太長,費(fei)時(shi)費(fei)力(li)。在美國的(de)(de)佛(fo)羅里達州(zhou)、中國的(de)(de)萬寧、漠河以及武漢(han)等地都有(you)人進行過為(wei)(wei)期(qi)超過一年的(de)(de)大氣暴露試(shi)驗。
B、另外一(yi)種便是(shi)(shi)(shi)人(ren)(ren)工(gong)氣(qi)(qi)候(hou)(hou)(hou)老(lao)(lao)(lao)化(hua)(hua)試驗(yan)(yan),人(ren)(ren)工(gong)氣(qi)(qi)候(hou)(hou)(hou)老(lao)(lao)(lao)化(hua)(hua)試驗(yan)(yan)即是(shi)(shi)(shi)指人(ren)(ren)通(tong)過在(zai)室內對真實大氣(qi)(qi)環(huan)境條件進(jin)行(xing)模擬(ni)或(huo)(huo)者(zhe)是(shi)(shi)(shi)加(jia)強(qiang)某一(yi)環(huan)境因(yin)素以在(zai)短(duan)時間內獲得材料老(lao)(lao)(lao)化(hua)(hua)行(xing)為的(de)老(lao)(lao)(lao)化(hua)(hua)試驗(yan)(yan)方法,這又被(bei)稱為人(ren)(ren)工(gong)模擬(ni)老(lao)(lao)(lao)化(hua)(hua)或(huo)(huo)者(zhe)人(ren)(ren)工(gong)加(jia)速老(lao)(lao)(lao)化(hua)(hua)。人(ren)(ren)工(gong)氣(qi)(qi)候(hou)(hou)(hou)老(lao)(lao)(lao)化(hua)(hua)通(tong)常是(shi)(shi)(shi)在(zai)人(ren)(ren)工(gong)氣(qi)(qi)候(hou)(hou)(hou)老(lao)(lao)(lao)化(hua)(hua)箱內進(jin)行(xing)的(de)。通(tong)常使(shi)用的(de)人(ren)(ren)工(gong)氣(qi)(qi)候(hou)(hou)(hou)老(lao)(lao)(lao)化(hua)(hua)箱主要有氙燈(deng)氣(qi)(qi)候(hou)(hou)(hou)老(lao)(lao)(lao)化(hua)(hua)老(lao)(lao)(lao)化(hua)(hua)箱、熒光燈(deng)氣(qi)(qi)候(hou)(hou)(hou)老(lao)(lao)(lao)化(hua)(hua)試驗(yan)(yan)箱以及碳弧燈(deng)氣(qi)(qi)候(hou)(hou)(hou)老(lao)(lao)(lao)化(hua)(hua)試驗(yan)(yan)箱等。這幾種氣(qi)(qi)候(hou)(hou)(hou)老(lao)(lao)(lao)化(hua)(hua)試驗(yan)(yan)箱都是(shi)(shi)(shi)從光照、溫度(du)(du)、濕度(du)(du)、雨水或(huo)(huo)者(zhe)凝露等主要氣(qi)(qi)候(hou)(hou)(hou)因(yin)素對自(zi)然環(huan)境因(yin)素進(jin)行(xing)模擬(ni)或(huo)(huo)加(jia)強(qiang)而實現材料老(lao)(lao)(lao)化(hua)(hua)的(de)。此外,材料的(de)老(lao)(lao)(lao)化(hua)(hua)試驗(yan)(yan)還(huan)要依(yi)據一(yi)定的(de)測試標準進(jin)行(xing)開展。
2、紫外老(lao)化試驗
太(tai)陽(yang)光中的(de)(de)紫外(wai)光,由于其所具備的(de)(de)光能(neng)(neng)與高分(fen)子(zi)化(hua)學(xue)鍵的(de)(de)鍵能(neng)(neng)相當,能(neng)(neng)夠引起高分(fen)子(zi)化(hua)合(he)物鏈的(de)(de)斷裂,是導致高分(fen)子(zi)材料老(lao)化(hua)降解的(de)(de)主(zhu)要因素(su)。紫外(wai)老(lao)化(hua)試驗即是指將高分(fen)子(zi)材料老(lao)化(hua)試驗樣品置于紫外(wai)光場(chang)下,進行暴露,從而(er)獲得高分(fen)子(zi)材料老(lao)化(hua)行為及規律的(de)(de)試驗方法。通常紫外(wai)老(lao)化(hua)試驗會規定,紫外(wai)區(qu)及輻照強度,比如40W/m2,在(zai)300nm—400nm波長(chang)范圍內等。紫外(wai)老(lao)化試驗所使(shi)用的(de)光源通常有氙(xian)燈(deng)、熒光燈(deng)、氚燈(deng)以(yi)及(ji)氘燈(deng)等,其中(zhong)氙(xian)燈(deng)能(neng)夠很好(hao)的(de)模(mo)擬太陽(yang)光譜,熒光燈(deng)能(neng)夠很好(hao)的(de)模(mo)擬太陽(yang)光中(zhong)的(de)紫外(wai)光譜,氚燈(deng)所提(ti)供的(de)能(neng)量較(jiao)強,一般(ban)用于做(zuo)加速老(lao)化試驗。
3、臭氧老化試驗
臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)是(shi)(shi)大(da)氣(qi)中(zhong)及其(qi)的(de)(de)(de)氣(qi)體,但是(shi)(shi)其(qi)卻對(dui)高(gao)分(fen)子(zi)材料的(de)(de)(de)破壞(huai)力*,臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)能(neng)夠(gou)(gou)與高(gao)分(fen)子(zi)材料化(hua)(hua)學結構中(zhong)的(de)(de)(de)不飽和(he)鍵以及還原性(xing)基團發(fa)生(sheng)不可(ke)逆轉的(de)(de)(de)化(hua)(hua)學反(fan)應,導(dao)致高(gao)分(fen)子(zi)材料發(fa)生(sheng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)降(jiang)解(jie),從(cong)而失去使用價值(zhi)。尤(you)其(qi)是(shi)(shi)對(dui)于含(han)有雙鍵的(de)(de)(de)橡(xiang)膠(jiao)材料,表(biao)現(xian)(xian)出*的(de)(de)(de)破壞(huai)力。臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)具(ju)有很強的(de)(de)(de)活(huo)性(xing),它能(neng)夠(gou)(gou)分(fen)解(jie)出活(huo)性(xing)更強的(de)(de)(de)原子(zi)氧(yang)(yang),與橡(xiang)膠(jiao)分(fen)子(zi)中(zhong)的(de)(de)(de)雙鍵進行(xing)(xing)(xing)化(hua)(hua)學反(fan)應,導(dao)致橡(xiang)膠(jiao)發(fa)生(sheng)老(lao)化(hua)(hua),出現(xian)(xian)龜裂、變脆等(deng)現(xian)(xian)象。高(gao)分(fen)子(zi)材料的(de)(de)(de)臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)老(lao)化(hua)(hua)試驗通(tong)常在臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)老(lao)化(hua)(hua)試驗箱內進行(xing)(xing)(xing),臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)由臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)發(fa)生(sheng)器提供,其(qi)濃度(du)可(ke)通(tong)過混合器與空氣(qi)混合進行(xing)(xing)(xing)調節,臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)的(de)(de)(de)濃度(du)一般根據材料實際使用所處(chu)的(de)(de)(de)環境條件來確(que)定。另外,臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)老(lao)化(hua)(hua)箱內的(de)(de)(de)溫度(du)、濕度(du)等(deng)因素也可(ke)進行(xing)(xing)(xing)調節,從(cong)而達到試驗的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de),獲取材料的(de)(de)(de)耐臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)老(lao)化(hua)(hua)性(xing)能(neng)以及臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)老(lao)化(hua)(hua)行(xing)(xing)(xing)為與規律。
4、熱(re)空氣老化試(shi)驗
熱是導致(zhi)高(gao)(gao)分(fen)(fen)子(zi)(zi)材(cai)(cai)料(liao)發生(sheng)(sheng)(sheng)老化(hua)的(de)(de)主要因素之一(yi),熱可(ke)以(yi)加速高(gao)(gao)分(fen)(fen)子(zi)(zi)鏈的(de)(de)運(yun)動(dong),導致(zhi)高(gao)(gao)分(fen)(fen)子(zi)(zi)鏈的(de)(de)斷裂,產生(sheng)(sheng)(sheng)活性(xing)(xing)(xing)自(zi)由基,使(shi)其(qi)發生(sheng)(sheng)(sheng)自(zi)由基鏈反應,導致(zhi)高(gao)(gao)分(fen)(fen)子(zi)(zi)發生(sheng)(sheng)(sheng)降解(jie)或交聯(lian),熱空氣老化(hua)試(shi)驗是評價(jia)高(gao)(gao)分(fen)(fen)子(zi)(zi)材(cai)(cai)料(liao),研究高(gao)(gao)分(fen)(fen)子(zi)(zi)材(cai)(cai)料(liao)耐老化(hua)性(xing)(xing)(xing)能的(de)(de)主要試(shi)驗方法之一(yi),通(tong)常在(zai)恒溫鼓風(feng)干燥試(shi)驗箱(xiang)內進行(xing)。干燥箱(xiang)內溫度可(ke)根(gen)據(ju)試(shi)驗要求(qiu)進行(xing)設(she)定,高(gao)(gao)分(fen)(fen)子(zi)(zi)材(cai)(cai)料(liao)暴露于干燥性(xing)(xing)(xing)取樣,進行(xing)測試(shi),以(yi)獲(huo)取高(gao)(gao)分(fen)(fen)子(zi)(zi)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)老化(hua)行(xing)為與規律,從而有針對性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)對高(gao)(gao)分(fen)(fen)子(zi)(zi)材(cai)(cai)料(liao)進行(xing)改性(xing)(xing)(xing),提高(gao)(gao)其(qi)使(shi)用(yong)性(xing)(xing)(xing)能。
5、溫度交變(bian)老化試驗
溫(wen)(wen)(wen)(wen)度是導(dao)致(zhi)(zhi)高(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)子(zi)材(cai)料(liao)老(lao)化(hua)的(de)又一重要因素,對于(yu)高(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)子(zi)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)黏(nian)(nian)劑(ji)而言,高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)可(ke)(ke)以加速(su)高(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)子(zi)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)黏(nian)(nian)劑(ji)鏈的(de)運動速(su)率(lv),低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)則可(ke)(ke)以導(dao)致(zhi)(zhi)高(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)子(zi)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)黏(nian)(nian)劑(ji)產生(sheng)內應力(li),高(gao)(gao)(gao)低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)交變導(dao)致(zhi)(zhi)高(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)子(zi)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)黏(nian)(nian)劑(ji)發(fa)(fa)生(sheng)鏈的(de)斷裂,發(fa)(fa)生(sheng)老(lao)化(hua)降解。對于(yu)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)而言,高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)可(ke)(ke)加速(su)分(fen)(fen)子(zi)鏈的(de)熱運動,使(shi)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)發(fa)(fa)生(sheng)交聯,低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)可(ke)(ke)導(dao)致(zhi)(zhi)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)分(fen)(fen)子(zi)鏈的(de)凍結,使(shi)其變脆,彈性(xing)下(xia)降,發(fa)(fa)生(sheng)老(lao)化(hua)。高(gao)(gao)(gao)低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)交變老(lao)化(hua)試驗是評價高(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)子(zi)材(cai)料(liao)耐(nai)溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)能的(de)老(lao)化(hua)試驗方(fang)法(fa),通常在溫(wen)(wen)(wen)(wen)度交變老(lao)化(hua)試驗箱內進(jin)行,從(cong)某(mou)一溫(wen)(wen)(wen)(wen)度T1(一般(ban)為室(shi)溫(wen))以恒定(ding)的升(sheng)溫(wen)速率(lv)升(sheng)溫(wen)至某一溫(wen)度T2,維持(chi)T2溫(wen)(wen)度一(yi)定時間,然(ran)后再以恒定的(de)降(jiang)(jiang)溫(wen)(wen)速率,降(jiang)(jiang)溫(wen)(wen)降(jiang)(jiang)至某一(yi)溫(wen)(wen)度T3,維持T3溫(wen)度(du)一(yi)定(ding)時間(jian),然后在升(sheng)溫(wen)至T1,此為(wei)一個溫度循環。循環周期長短(duan),可(ke)根據具體(ti)試驗要求(qiu)而(er)定。
6、濕(shi)熱老(lao)化試驗
濕(shi)(shi)熱(re)(re)(re)老(lao)(lao)(lao)(lao)化(hua)(hua)(hua)試驗(yan)是(shi)評價高(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)材(cai)料(liao)在(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)濕(shi)(shi)、高(gao)(gao)(gao)溫環境(jing)(jing)下耐老(lao)(lao)(lao)(lao)化(hua)(hua)(hua)性(xing)能的(de)有(you)效方法。在(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)濕(shi)(shi)度環境(jing)(jing)下,水(shui)分(fen)(fen)(fen)(fen)能夠滲(shen)透(tou)(tou)到(dao)高(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)材(cai)料(liao)內(nei)部(bu)(bu),導致高(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)材(cai)料(liao)發生溶脹(zhang),部(bu)(bu)分(fen)(fen)(fen)(fen)親水(shui)性(xing)基團(tuan)發生水(shui)解(jie),導致高(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)材(cai)料(liao)發生老(lao)(lao)(lao)(lao)化(hua)(hua)(hua)降(jiang)解(jie)。另外(wai),水(shui)分(fen)(fen)(fen)(fen)滲(shen)入到(dao)高(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)材(cai)料(liao)內(nei)部(bu)(bu),還能夠導致高(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)材(cai)料(liao)內(nei)部(bu)(bu)的(de)添(tian)加劑(ji)(ji),如增塑劑(ji)(ji)、配(pei)合(he)劑(ji)(ji)以(yi)(yi)及其(qi)它(ta)物質的(de)溶解(jie)與遷移,影響(xiang)高(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)材(cai)料(liao)的(de)機械性(xing)能。在(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)熱(re)(re)(re)的(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)下,熱(re)(re)(re)又可(ke)以(yi)(yi)促(cu)進(jin)(jin)水(shui)分(fen)(fen)(fen)(fen)的(de)這種滲(shen)透(tou)(tou)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong),熱(re)(re)(re)促(cu)進(jin)(jin)高(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)鏈運動(dong)加劇(ju),分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)間(jian)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)力減小(xiao),促(cu)進(jin)(jin)了水(shui)分(fen)(fen)(fen)(fen)的(de)滲(shen)透(tou)(tou)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong),加速了高(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)材(cai)料(liao)的(de)降(jiang)解(jie)。不(bu)同的(de)高(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)材(cai)料(liao)有(you)不(bu)同的(de)配(pei)方,所以(yi)(yi)他們的(de)濕(shi)(shi)熱(re)(re)(re)老(lao)(lao)(lao)(lao)化(hua)(hua)(hua)機理(li)也不(bu)盡相(xiang)同,濕(shi)(shi)熱(re)(re)(re)老(lao)(lao)(lao)(lao)化(hua)(hua)(hua)試驗(yan)進(jin)(jin)行時要根(gen)據不(bu)同的(de)高(gao)(gao)(gao)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)材(cai)料(liao),選用(yong)不(bu)同的(de)老(lao)(lao)(lao)(lao)化(hua)(hua)(hua)標準。濕(shi)(shi)熱(re)(re)(re)老(lao)(lao)(lao)(lao)化(hua)(hua)(hua)試驗(yan)通常在(zai)(zai)濕(shi)(shi)熱(re)(re)(re)老(lao)(lao)(lao)(lao)化(hua)(hua)(hua)試驗(yan)箱內(nei)進(jin)(jin)行,溫度和濕(shi)(shi)度可(ke)以(yi)(yi)根(gen)據試驗(yan)要求自行設(she)定。
7、介質老化試驗
某些高分子(zi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)在使用(yong)的(de)過程中(zhong)要長(chang)期(qi)在某種介(jie)質中(zhong)浸泡,比如長(chang)期(qi)從事海(hai)上(shang)作業(ye)或海(hai)底作業(ye)的(de)裝備上(shang)的(de)高分子(zi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)要長(chang)期(qi)在海(hai)水中(zhong)浸泡,航空(kong)(kong)飛機某些部件要長(chang)期(qi)接觸航空(kong)(kong)燃(ran)油等(deng),這都要求高分子(zi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)擁(yong)有較強的(de)耐介(jie)質老化(hua)(hua)性能。耐介(jie)質老化(hua)(hua)老化(hua)(hua)試(shi)驗是評價高分子(zi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)耐介(jie)質老化(hua)(hua)性能,預測其在某種介(jie)質中(zhong)的(de)壽(shou)命等(deng)常(chang)用(yong)的(de)一種試(shi)驗方法。老化(hua)(hua)試(shi)驗所(suo)使用(yong)的(de)介(jie)質,可(ke)(ke)以(yi)(yi)根據高分子(zi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)具體所(suo)使用(yong)的(de)環境(jing)進行配制,可(ke)(ke)以(yi)(yi)是人造海(hai)水、鹽(yan)水、雨(yu)水、酸堿(jian)溶液(ye)、燃(ran)油以(yi)(yi)及其它有機溶劑(ji)等(deng)等(deng)。