一种高分子材料耐老化性能评价试验方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高分子材料耐老化性能评价试验方法及装置，所述方法包括如下步骤：在恒定载荷下对由所述高分子材料制成的样品进行户外自然暴晒试验。本发明专利技术方法通过对试验的高分子材料样品加载恒定的载荷，能够更好的模拟高分子材料在实际使用中受到自然环境影响和力学载荷共同作用时的状态，试验结果能够更好的反映该种高分子材料在实际使用状态下的老化规律；本发明专利技术针对不同的样品，通过加载不同的恒定载荷，可以较好地评定高分子材料在有应力存在情况下的耐老化情况，从而更全面地评价高分子材料的耐老化性能，更准确地预估高分子材料的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种高分子材料耐老化性能评价试验方法及装置
本专利技术涉及高分子材料耐老化性能评价

技术介绍
高分子材料广泛应用于各种工业产品之中，而且在很多领域作为结构材料来使用。因此高分子材料的老化与防老化已成为高分子科学和技术的一个重要研究领域。近年来，我国在高分子老化及防老化方面进行了大量的研究，对聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚酯纤维、ABS塑料以及共混塑料等多种高分子材料的老化规律与机理都进行了深入研究并取得了许多成果。目前对高分子材料老化的研究，往往采用评价试验，这种评价试验是在自然环境中的静态试验，这种试验能够评价高分子材料本身的耐老化性能，但是当高分子材料在实际使用的过程中，材料本身会不可避免的受到环境介质和外界载荷的共同作用。而静态试验中的高分子材料并没有承受载荷。所以在反映材料的真实使用状态的时候，采用静态试验不能很好地评价有外界载荷存在下的高分子材料作为构件使用时的老化情况。因此，开展对有载荷存在下高分子材料自然老化的研究，能够更加准确的反映一些高分子材料在应用中的实际状态。为了开展这类研究，开发一种能够对高分子材料施加恒定载荷的户外自然暴晒装置也是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术的第一专利技术目的在于，提供一种高分子材料耐老化性能评价试验方法，该方法中高分子材料试验样品的状态更接近其真实使用状态，其试验结果可更为准确地评价材料的耐老化性能。本专利技术的第二专利技术目的在于提供一种用于实施上述试验方法的装置。本专利技术的第一专利技术目的通过如下技术方案实现：一种高分子材料耐老化性能评价试验方法，其特征在于，在恒定载荷下对由所述高分子材料制成的样品进行户外自然暴晒试验。本专利技术中，所述恒定载荷的大小通过下式确定：F＝kσsA…………………………………………………………(式1)式中：F——恒定载荷，单位为牛顿(N)；k——常数；σs——材料的屈服应力，单位为兆帕(MPa)；A——样品原始横截面积(试验前的横截面积)，单位为平方毫米(mm2)；在式1中，屈服应力σs的大小与所测试的高分子样品的种类相关，根据测试所选择的高分子样品来确定。样品原始横截面积与高分子样品的尺寸相关，根据测试所选择的高分子样品的尺寸来确定。常数k的大小和开展试验的需要以及材料实际服役环境有关，根据试验开展的需要，或者材料实际服役环境中的载荷来取得，一般选择范围在0～0.7之间，即0＜k≤0.7。上述评价试验方法具体包括如下步骤：(1)将由所述高分子材料制成的部件按照《GB/T1040.2-2006》标准所规定的形状制备成所述样品；(2)在所述样品上施加恒定载荷；(3)按照《GB/T3681-2011》标准中的方法A开展户外自然暴晒试验；(4)开展户外自然暴晒试验前、后以及试验过程中，取样进行样品的拉伸性能测试，测试按照《GB/T1040.2-2006》标准规定的方法进行；户外自然暴露试验结果，按照《GB/T15596-2009》标准的要求表示。针对不同的样品，通过加载不同的恒定载荷，可以较好地评定高分子材料在有应力存在情况下的耐老化情况，从而更全面地评价高分子材料的耐老化性能，更准确地预估高分子材料的使用寿命。本专利技术的第二专利技术目的通过如下技术方案实现：一种高分子材料在恒定载荷下的自然暴晒试验装置，包括平行相对设置的两根支柱，还包括分别用于连接由所述高分子材料制成的样品的上端和下端的上固定夹具和下固定夹具，以及砝码吊索、加载砝码和横梁，所述上固定夹具和横梁分别横跨在两根所述支柱之间，将两根所述支柱连在一起，且所述上固定夹具位于所述横梁上方，所述加载砝码通过所述砝码吊索绕过所述横梁后与所述下固定夹具相连，所述加载砝码用其重力通过砝码吊索，向连接在所述上固定夹具和下固定夹具之间的所述样品，施加沿所述样品拉伸方向的拉应力。所述加载砝码的材料为不锈钢，该材料能够在试验期间保证较好的耐蚀性。所述上、下固定夹具均是由螺栓、螺母连接的两块方形钢板构成。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1)户外自然暴晒试验是评价高分子材料耐老化性能的主要方法之一，现有的自然暴晒试验是一种在自然环境中的静态试验，试验中的高分子材料并没有承受力学载荷的作用，该方法不能很好地反映高分子材料在实际使用过程中受到外界力学载荷影响下的老化情况；本专利技术方法通过对试验的高分子材料样品加载设定的恒定载荷，能够更好的模拟高分子材料在实际使用中受到自然环境影响和力学载荷共同作用时的状态，试验结果能够更好的反映该种高分子材料在实际使用状态下的老化规律；本专利技术针对不同的样品，通过加载不同的恒定载荷，可以较好地评定高分子材料在有应力存在情况下的耐老化情况，从而更全面地评价高分子材料的耐老化性能，更准确地预估高分子材料的使用寿命；2)本专利技术装置结构简单，成本低，在户外自然暴晒试验中，能够持续为样品施加恒定的载荷。附图说明下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明：图1是实施例一的高分子材料在恒定载荷下的自然暴晒试验装置的结构示意图一(样品已固定在装置上)；图2是实施例一的高分子材料在恒定载荷下的自然暴晒试验装置的结构示意图二(样品已固定在装置上)；图3是PP(聚丙烯)在有、无载荷下的拉伸强度的变化曲线图；附图标记说明如下：1、支柱，2、上固定夹具，21、短夹板，3、下固定夹具，31、下固定夹板，32、下固定夹板，4、样品，5、横梁，6、砝码吊索(不锈钢丝)，7、加载砝码，8、螺栓，9、螺母，10、垫片。具体实施方式实施例一(涉及附图1、2)如图1、图2所示，本实施例的高分子材料在恒定载荷下的自然暴晒试验装置包括平行相对设置的两根支柱1，用于连接由高分子材料制成的样品4的上端的上固定夹具2和用于连接由高分子材料制成的样品4的下端的下固定夹具3，以及由不锈钢丝制成的砝码吊索6、加载砝码7和由圆柱形金属条构成的横梁5，上固定夹具2和横梁5分别横跨在两支柱1之间，两者两端分别与两支柱1相连，或至少一者两端与两支柱1相连，将两支柱1连在一起，且上固定夹具2位于横梁5上方，加载砝码7通过砝码吊索6绕过横梁5后与下固定夹具3相连，加载砝码7以其重力通过绕过横梁5的砝码吊索6向样品4施加沿样品纵向拉伸方向的拉应力。户外自然暴晒试验时，上述装置通过其支柱1安装在暴晒架上，且装置通常倾斜一定角度，横梁5用于调整加载砝码7通过砝码吊索6施加给样品4的拉应力的方向，从而使施力方向始终沿着样品4的纵向拉伸方向。本实施例中上固定夹具2、下固定夹具3均采用夹持件。上、下夹持件结构类似，均由两块方形的不锈钢夹板构成。上夹持件包括有一块长夹板和一块短夹板21，上夹持件的长夹板横跨在两支柱1之间，两端分别通过螺栓8、螺母9与支柱1相连，上夹持件的短夹板21则通过螺栓8、螺母9安装在长夹持件的中部，调节它们之间的连接螺栓8、螺母9，可调整夹持力，还可根据样品4厚度选择合适的垫片10夹在两夹板之间、样品4的两侧，防止样品松脱。下夹持件的两块夹板31、32相同，上、下夹持件对样品4的夹持方式相同，在此不再赘述。根据试验需要，样品4固定在能提供恒定载荷的装置上，如图1所示，通过加载砝码7提供施加在样品上的载荷，以此来开展户外自然暴晒试验，如图2所示，倾斜45度角。具体步骤如下：(1)样品准备开展户外自然暴晒试验前，按照《GB/T10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高分子材料耐老化性能评价试验方法，其特征在于，包括如下步骤：在恒定载荷下对由所述高分子材料制成的样品进行户外自然暴晒试验。

【技术特征摘要】
1.一种高分子材料耐老化性能评价试验方法，其特征在于，包括如下步骤：在恒定载荷下对由所述高分子材料制成的样品进行户外自然暴晒试验。2.根据权利要求1所述的高分子材料耐老化性能评价试验方法，其特征在于，所述恒定载荷的大小通过下式确定：F＝kσsA…………………………………………………………(式1)式中：F——恒定载荷，单位为牛顿，N；k——常数；σs——材料的屈服应力，单位为兆帕，MPA；A——样品原始横截面积，单位为平方毫米，mm2；k取值范围在0～0.7之间，即0＜k≤0.7。3.根据权利要求2所述的高分子材料耐老化性能评价试验方法，其特征在于，上述方法具体包括如下步骤：(1)将由所述高分子材料制成的部件按照《GB/T1040.2-2006》标准所规定的形状制备成所述样品；(2)在所述样品上施加恒定载荷；(3)按照《GB/T3681-2011》标准中的方法A开展户外自然暴晒试验；(4)开展户外自...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯皓，张晓东，时宇，陶友季，刘国荣，
申请(专利权)人：威凯认证检测有限公司，中国电器科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44