聚合物的长时间热老化测试
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塑料性能测试有哪些五大塑料性能测试方法介绍源于化学组成和结构的不同,塑料与金属等材料性能上有很大不同,也因此有其他材料所不能代替的应用领域,它们的性能表征与测试也有自身的许多特点。
因此,必须以了解塑料的基本组成和结构为基础,了解塑料的性能表征与测试。
本文带大家了解五大塑料性能测试的手段与方法。
检测橡塑材料检测实验室可各类塑料性能测试服务,项目包括热变形温度测试、维卡软化温度测试等。
作为第三方检测中心,机构拥有CMA、CNAS检测资质,检测设备齐全、数据科学可靠。
塑料性能测试:热变形温度测试热变形温度:对高分子材料或聚合物施加一定的负荷,以一定的速度升温,当达到规定形变时所对应的温度。
测试原理:塑料试样放再跨距为100mm的支座上,将其放在一种合适的液体传热介质中,并在两支座的中点处,对其施加特定的静弯曲负荷,在等速升温的条件下,试样弯曲变形达到规定值时。
测试目的:处于玻璃态或结晶态的高聚物,随着温度的提高,原子和分子运动能量提高,在外力作用下因其定向运动而导致变形的能力增加,即材料抵抗外力的能力--模量随温度升高而下降,随着温度的提高,固定负荷下塑料产生的变形增加。
塑料性能测试:维卡软化温度测试测试原理:将塑料样条放于液体传热介质中,在一定的负荷和一定的等速升温条件下,试样被1平方毫米的压针头压入1mm时的温度。
意义:维卡软化温度是评价材料耐热性能,反映制品在受热条件下物理力学性能的指标之一。
材料的维卡软化温度虽不能直接用于评价材料的实际使用温度,但可以用来指导材料的质量控制。
维卡软化温度越高,表明材料受热时的尺寸稳定性越好,热变形越小,即耐热变形能力越好,刚性越大,模量越高。
塑料性能测试:热老化测试测试原理:将塑料制样至于给定条件(温度、风速、换气率等)的热老化试验箱中,使其经受热和氧的加速老化作用。
目的:检测暴露前后性能的变化,评定塑料耐热老化性能。
塑料性能测试:粘度测试塑料粘度:是指塑料熔融流动时大分子之间相互摩擦系数的大小。
塑胶件老化测试标准塑胶件是我们日常生活中不可或缺的材料,广泛用于电子产品、家具、汽车及其他领域。
然而,随着时间的推移,塑胶件会经历老化,导致性能下降甚至发生破裂、变形等问题。
为了确保塑胶件的质量和耐用性,进行老化测试是至关重要的一步。
1. 老化测试的意义老化测试是通过模拟塑胶件在长期使用过程中所受到的自然环境条件,如光照、温度、湿度等因素,加速材料的老化过程,以评估塑胶件的耐久性和性能表现。
通过老化测试,我们可以更准确地预测塑胶件在实际使用中的表现,为产品设计和改进提供重要参考依据。
2. 常见的老化测试方法2.1 热老化测试:将塑胶件置于高温环境下,模拟在高温条件下的使用情况。
通过观察塑胶件在高温下的表现,如硬度变化、颜色变化等,来评估其耐热性能。
2.2 紫外光老化测试:利用紫外光模拟日光照射,测试塑胶件在长时间紫外光曝晒下的耐候性能,如是否会发生褪色、表面粗糙等情况。
2.3 湿热老化测试:将塑胶件置于高温高湿环境下,模拟潮湿环境中的使用条件。
通过观察塑胶件在湿热条件下的性能变化,评估其耐候性和耐腐蚀性。
3. 塑胶件老化测试标准为了保证老化测试的可靠性和准确性,国际上制定了一系列的塑胶件老化测试标准,以指导对塑胶件进行老化测试的实施和评价。
常见的标准包括:3.1 ASTM D3895:用于评估塑胶薄膜和薄片在紫外光辐照下的老化性能。
3.2 ISO 188:针对在湿热条件下进行老化测试的标准,评估材料的耐水性能和稳定性。
3.3 GB/T 14522:我国制定的塑料制品老化性能评定方法标准,包括热老化、紫外光老化、湿热老化等多个测试方法。
4. 测试结果的评估在进行老化测试后,需要对测试结果进行准确的评估和分析。
通常通过比对塑胶件在老化前后的性能指标,如物理性能、化学性能、外观等方面的变化情况,来判断塑胶件的老化程度和耐久性能。
5. 结语塑胶件的老化测试是保证产品质量和使用寿命的重要环节。
通过严格按照标准进行老化测试,可以帮助制造商提前发现塑胶件可能存在的问题,进一步优化产品设计和生产工艺,提高产品的品质和竞争力。
ul746c是什么标准UL746C是什么标准?UL746C标准是什么?这可能是很多人感到困惑的问题。
UL746C标准是一个关于聚合物材料的耐热性、电气性能和机械性能的测试标准。
该标准由美国安全实验室(Underwriters Laboratories)制定,是用来评估材料在特定条件下的性能和可靠性的重要依据。
UL746C标准主要包括了对材料的热稳定性、电气性能、机械性能和环境适应性等方面的测试要求。
这些测试项目涵盖了材料在不同环境下的使用情况,可以帮助制造商和用户了解材料的性能特点,从而选择合适的材料来满足产品的要求。
首先,UL746C标准对材料的热稳定性进行了测试。
热稳定性是指材料在高温环境下的性能表现,包括耐热性、热变形温度和热老化性能等。
这些性能对于电子电气产品、汽车零部件等高温环境下的应用至关重要,因此UL746C标准对热稳定性的测试要求非常严格。
其次,UL746C标准还对材料的电气性能进行了测试。
电气性能是指材料在电气场景下的性能表现,包括绝缘性能、耐电弧性能和耐电压性能等。
这些性能对于电子电气产品的安全性和可靠性至关重要,因此UL746C标准对电气性能的测试要求也非常严格。
此外,UL746C标准还对材料的机械性能和环境适应性进行了测试。
机械性能是指材料在力学载荷下的性能表现,包括拉伸强度、弯曲强度和冲击韧性等。
环境适应性是指材料在不同环境条件下的性能表现,包括耐候性、耐化学品性能和耐老化性能等。
这些性能对于材料在实际使用中的可靠性和耐久性至关重要,因此UL746C标准对机械性能和环境适应性的测试要求也非常严格。
总的来说,UL746C标准是一个非常重要的材料测试标准,它涵盖了材料在热稳定性、电气性能、机械性能和环境适应性等方面的测试要求,可以帮助制造商和用户了解材料的性能特点,从而选择合适的材料来满足产品的要求。
对于从事材料研发、生产和应用的人员来说,了解和遵守UL746C标准是非常重要的,可以帮助他们提高材料的质量和可靠性,保障产品的安全性和可靠性。
astm老化测试标准ASTM(美国材料和试验协会)老化测试标准是各种材料在特定环境条件下暴露于老化因素的持续时间的试验方法和指南的集合。
该标准适用于各种材料,包括金属、聚合物、涂层、涂料、纺织品等。
ASTM老化测试标准的目的是评估材料的耐久性和持久性能,以预测其在实际使用条件下的老化寿命和性能变化。
ASTM老化测试标准覆盖了多种老化因素,如光照老化、热老化、湿热老化、氧气老化、臭氧老化、真空老化等。
以下是一些常用的ASTM老化测试标准:1.光照老化:ASTMG155-13是评估材料在光照和湿度条件下老化性能的标准。
该标准主要用于塑料、涂层和涂料等材料的耐候性能评估。
2.热老化:ASTMD573-04是评估材料在高温条件下老化性能的标准。
该标准通过暴露材料在特定温度下的时间来模拟实际使用条件下的老化过程。
3.湿热老化:ASTMD2247-15是评估材料在湿热环境下老化性能的标准。
该标准通过暴露材料在高温高湿环境下的时间来模拟实际使用条件下的老化过程。
4.氧气老化:ASTMD572-03是评估材料在氧气环境下老化性能的标准。
该标准通过暴露材料在富氧环境下的时间来模拟实际使用条件下的老化过程。
5.臭氧老化:ASTMD1149-18是评估材料在臭氧环境下老化性能的标准。
该标准通过暴露材料在富臭氧环境下的时间来模拟实际使用条件下的老化过程。
6.真空老化:ASTME595-15是评估材料在真空环境下老化性能的标准。
该标准通过将材料暴露在低压条件下的时间来模拟实际使用条件下的老化过程。
这些ASTM老化测试标准涵盖了各种老化因素和材料类型,为材料科学家、工程师和制造商提供了一种科学、可靠的方法来评估材料的耐久性和性能变化。
通过使用这些标准,可以更好地预测材料在实际使用条件下的寿命,指导产品设计和材料选型,并提高产品的可靠性和持久性。
聚合物复合材料的热稳定性评定聚合物复合材料是一种由聚合物基体和增强材料组成的复合材料,具有轻量化、高强度和良好的耐腐蚀性等独特的性能。
然而,在高温环境下,聚合物复合材料的热稳定性往往成为限制其应用的关键因素之一。
因此,对聚合物复合材料的热稳定性进行评定是非常重要的。
一、热稳定性的定义热稳定性指的是聚合物复合材料在高温条件下能保持其性能稳定性的能力。
高温会导致聚合物复合材料内部分子结构发生变化,使其性能下降或失效。
因此,评定热稳定性的目的是确定材料在高温环境中的使用寿命和安全性。
二、热分解温度的测定聚合物复合材料的热分解温度是评定其热稳定性的重要指标之一。
热分解温度是指材料在升温过程中开始分解的温度。
常见的测试方法包括热重分析(TGA)和差热分析(DSC)。
TGA通过测量样品质量随温度的变化来确定热分解温度,而DSC则通过测量材料在加热或冷却过程中吸放热量的变化来确定热分解温度。
三、氧化降解的评定氧化降解是聚合物复合材料在高温氧气环境下发生的一种热稳定性降解过程。
氧化降解会导致材料的机械性能下降、颜色变化以及质量损失等不良影响。
因此,评定氧化降解的程度对于判断聚合物复合材料的热稳定性至关重要。
四、热氧老化试验热氧老化试验是一种常用的评定聚合物复合材料热稳定性的方法之一。
该试验模拟了材料在高温氧气环境中的使用情况。
在试验中,材料样品会暴露在高温环境中,并进行一定时间的氧气接触。
通过观察样品的物理性能和化学性质的变化,可以评估材料的热稳定性和抗氧化能力。
五、阻燃性能测试阻燃性是聚合物复合材料热稳定性评定中的一个重要指标。
阻燃性测试的目的是评估材料在火灾发生时的阻燃能力和燃烧程度。
常见的阻燃性测试方法包括垂直燃烧测试(UL94)和氧指数测试(LOI)。
UL94测试通过观察材料在垂直状态下的燃烧特性来评估其阻燃性能,而LOI测试则通过测量材料在氧气环境中维持燃烧的最低浓度来评估其阻燃性能。
六、添加剂对热稳定性的影响为了提高聚合物复合材料的热稳定性,常常会添加一些热稳定剂或抗氧剂。
PC和PET油中电热老化过程中聚合度和介损特性分析杨凯;王伟;杜家振;李富平;顾杰峰【摘要】电力变压器在发、输、变、配电系统中起着至关重要的作用,它的性能、质量直接关系到电力系统运行的可靠性和运营效益.寻找新型聚合物材料代替绝缘纸用于变压器固体绝缘改善电场分布和绝缘结构,将非常有利于变压器朝着大容量、紧凑型方向发展,有非常好的应用前景.本文选择聚碳酸酯、聚酯薄膜两种聚合物材料作为研究对象,并与绝缘纸对比,选择90℃、110℃和130℃三种不同的老化温度进行电热老化试验,对材料不同老化阶段的聚合度,介质损耗因数进行了测试,并结合物理外观性变和扫描电镜测试结果进行了对比分析,为判断这两种材料能否成为油浸式变压器绝缘材料提供了依据.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2014(029)004【总页数】8页(P282-289)【关键词】油浸变压器;聚合物材料;电热老化;聚合度;介质损耗因数;扫描电镜【作者】杨凯;王伟;杜家振;李富平;顾杰峰【作者单位】华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室和高电压与电磁兼容北京重点实验室北京 102206;华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室和高电压与电磁兼容北京重点实验室北京 102206;华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室和高电压与电磁兼容北京重点实验室北京 102206;华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室和高电压与电磁兼容北京重点实验室北京 102206;华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室和高电压与电磁兼容北京重点实验室北京 102206【正文语种】中文【中图分类】TM855;TM210.1421 引言电力变压器是发、输、变、配电系统中的重要设备,其性能、质量直接关系到电力系统运行的可靠性和运营效益[1-3]。
变压器油-纸绝缘系统是变压器的重要组成部分,变压器的各项技术经济指标无一不与绝缘系统的性能相关联,因此,变压器油-纸绝缘系统在很大程度上决定了变压器运行的可靠性与经济性能[4,5]。
热老化后低温柔度
热老化是指在高温下长时间暴露的情况下,材料的性能发生了变化。
低温柔度是指材料在低温下的柔性程度,通常用弯曲角度来表示。
热老化会导致材料分子结构的改变,进而影响其力学性能。
对于聚合物材料来说,热老化会导致其分子链断裂、交联、降解等现象,使得材料强度和刚度下降,而低温柔度则会增加。
在实际应用中,热老化后低温柔度是一个重要的性能指标。
例如,在汽车行业中,车辆在极端寒冷天气下行驶时需要保证橡胶密封件和管路的柔性和耐用性。
因此,在开发这些零部件时需要考虑它们在高温环境下的稳定性以及在低温环境下的柔韧性。
为了评估热老化后低温柔度,可以进行一系列实验。
其中常用的方法是采用万能试验机进行三点弯曲试验。
将样品放置在恒定低温环境中(通常为-40℃),通过施加一定的弯曲力,测量样品的弯曲角度和弯曲力。
通过比较不同条件下的实验结果,可以评估材料的低温柔度和抗老化性能。
总之,热老化后低温柔度是材料力学性能中一个重要的指标。
在材料开发和应用中需要对其进行充分的评估和测试。
聚合物的长时间热老化测试(LTTA)
许多工程师及物料供货商最常
听到也最怕听到的,就是“最高操
作温度” ( Maximum Operating Temperature,MOT )或者是“相对温度指数”(Relative Thermal Index,RTI),因为这些数值几乎决定了一种物料是否适用于某种成品。
对于成品生产商而言,如果在进行成品安全测试时所录得的操作温度高于所用物料的最高容许温度,几乎就只有两个可行的选择:
1、改用其它可承受较高温度的物料;
2、更改成品设计,以降低对操作温度的要求。
但这两个选择,却有可能大大增加研发成本,甚至拖延研发周期,因为对复杂的产品设计而言,往往一点小变动也会牵一发而动全身。
所以,选择合适或较高RTI 的物料是获得更佳成本效益的方法。
对物料供货商而言,能够提供高于原本类别(Generic)RTI 的物料是提高他们产品竞争力的因素之一。
究竟怎样能够有效地确认物料的RTI?答案是通过LTTA 测试。
LTTA的定义及相关标准
LTTA 是一项相当专业且应用广泛的测试项目。
所谓LTTA,是Long Term Thermal Aging,即长时间热老化测试的缩写。
UL公司提供该测试项目以及详细的相关标准:例如
‧UL 746B 聚合物材料标准——长期特性评估
‧UL 746A 聚合物材料标准——短期特性评估
作为UL 的基础测试项目,LTTA最常用于评估聚合物材料的特性,如工程塑料等。
以大约5,000至10,000小时的“加速”热老化结果,推断物料的指定特性在100,000小时(即半衰期)能承受的最高温度,也就是相对温度指数(RTI)。
换句话说,相对温度指数显示了某种物料特性的抗热能力,即物料若长期暴露在最高容许温度下,仍能保持该种特性的能力。
因为聚合物材料的用途很多,如电、热、外力等,所以在未设定用途的情况时,聚合物材料的每种特性均有不同的RTI 值。
此外LTTA 测试也会用于评估系统及成品的整体特性,而适用于整个系统及成品的最高容许温度,则称为最高操作温度(MOT)。
MOT 是用在已知
用途的情况下,对物料组件组合成系统及成品所定的限制;换言之,也就是针对整个系统及成品的整体评估与限制。
UL 均会在每个相关标准标示出“MOT 不可高于系统内任何一个组件以及任何一个相关特性的额定温度数值”。
LTTA与一般安全测试的差异
没有接受过热老化测试的物料,会被假定其相对温度指数与原本类别(Generic)物料的数值相同。
当物料被用于某种产品设计上,而该产品的操作温度比物料的原本类别相对温度指数较高时,便可通过LTTA 测试来确定物料的实际相对温度指数、在长时间使用的极限安全温度与使用环境,以判断该物料是否适用于该产品上。
原本类别物料的相对温度指数是参考过往的测试数据和化学结构推算出来,在UL 746B (聚合物材料标准—长期特性评估)内附有普通级别物料的相对温度指数列表。
LTTA与一般安全性或是功能性测试的概念与方法几乎可以说是完全不同,其特别之处在于LTTA并不像安全性测试一样有预设测试截止时间,也不像功能性测试有可用于比较的预设测试条件的限制。
LTTA 所要观察的是三个变量“时间、温度、特性”之间的关系,因为控制变因的设计,使得LTTA不太像是一种“测试”,反而比较像是“实验”,所以LTTA是根据这三个变量来进行设计与观察,从而得出变量之间的理化关系式。
LTTA测试过程
适用物料
任何含有“有机聚合物”的物料,无论是热塑性、热固性还是弹性的有机聚合物,均由分子大小不同、结构不同以及聚合度不一的巨型分子所混合而成,而物料的特性会与混合的分子结构、分子量分布、分子量大小有相当大的关联。
虽然因为分子间结合力不强最容易加工,但也因此最容易产生裂解现象,所以这些物料都需要接受LTTA测试。
而单一元素物料如铁、铝、硅等属于单原子分子,所以即使历经加热及降温,也不会出现物料质量劣化的现象。
至于无机低分子量物料,如陶瓷,只有在温度高于1000℃的情况下,它的质量才会劣化,但一般消费产品的操作温度从不会高达1000℃。
因此,这些物料无需接受LTTA 测试。
金属合金的特性改变则是与分子排列的重组有关,与制作过程的关联性远大于与热的关联性,所以也不适合进行UL 的LTTA 测试。
因此,有机聚合物物料或是含有“有机聚合物”物料的系统及成品,就是LTTA所必须评估的对象。
LTTA 的进行方式与观测放射性元素衰变的方法很像,在不加入反应物或是没有其它影响裂解的元素出现的情况下,观察温度和时间对物料特性衰变的影响。
为了避免温度对仪器造成的影响,测试本身并不在高温下进行,而是让物料在指定温度和时间下进行测试,将物料冷却至室温,再进行相同的测试,以观察其特性的衰退情况。
在简化评估的要求下,可以采用“固定时间、改变温度(Fix Time Frame Method, FTFM)”或“固定温度、改变时间(Fix Temp)”的方法来进行测试。
之后从每一组温度与时间的关系中,找出某个温度下的半衰期,再藉由温度与半衰期的关系,外推至指定半衰期的温度,从而得出物料每项特性的相对温度指数。
为增强测试资料的可比较性,也会引入已知特性的控制组物料对照,利用二组物料来进行比对测试,办法是利用控制组物料在同一测试条件下的测试结果,与待测试物料的资料比较及作适当的偏差修正。
LTTA的优势
截至目前,尚没有其它更有效更快速的方案能够替代LTTA,其优势具体表现在三个方面。
配合更多客户群的需要
物料本身的RTI 低于成品在正常或不正常的操作环境下产生的最高操作温度(MOT),这属于“安全性”的问题,如果物料的RTI 不改善,客户很可能就会寻找更高RTI 的物料,而直接更换物料供货商了。
所以,较高RTI 的物料,更能够配合不同客户群的需要。
满足高品质客户的需求
更高的RTI 代表可以耐受更高的温度或是在相同温度下有更高的强度,所以在产品操作环境温度需求不变的情况下,RTI 更高的物料通常可以使用更长的时间,减少成品维修的机会与成本,更能够满足高品质客户的需求。
建立可持续性竞争优势
如以上两点,高RTI 的物料本身就具有较高的附加价值,在原料成本差异不大的情况下,更能够争取到客户的较高利润订单。
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