航空有机玻璃紫外光老化研究
- 格式:pdf
- 大小:1.51 MB
- 文档页数:6
总述:Acrylic 是丙稀酸类以及甲基丙稀酸类化合物的称;Perspex 是专指聚甲基丙稀酸树脂,也称有机玻璃(Organic glass)。
有机玻璃里有什么成分?悬赏分:0 |解决时间:2007-3-30 13:29 |提问者:QIJIAJIA1996最佳答案什么是有机玻璃?有机玻璃是一种通俗的名称,从这个名称看,你未必能知道它是一种什么样的物质,也无从知道它是由什么元素组成的。
这种高分子透明材料的化学名称叫聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),是由甲基丙烯酸甲酯聚合而成的。
1927年,德国罗姆-哈斯公司的化学家在两块玻璃板之间将丙烯酸酯加热,丙烯酸酯发生聚合反应,生成了粘性的橡胶状夹层,可用作防破碎的安全玻璃。
当他们用同样的方法使甲基丙烯酸甲酯聚合时,得到了透明度既好,其他性能也良好的有机玻璃板,它就是聚甲基丙烯酸甲酯。
1931年,罗姆-哈斯公司建厂生产聚甲基丙烯酸甲酯,首先在飞机工业得到应用,取代了赛璐珞塑料,用作飞机座舱罩和挡风玻璃。
如果在生产有机玻璃时加入各种染色剂,就可以聚合成为彩色有机玻璃;如果加入荧光剂(如硫化锌),就可聚合成荧光有机玻璃;如果加入人造珍珠粉(如碱式碳酸铅),则可制得珠光有机玻璃。
(1)有机玻璃的特性实验发现,PMMA的分子量在一定范围内时可提供最佳的性能。
PMMA的分子量范围为25,000~200,000g/mol通过等离子体引发聚合得到的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是直链状,溶剂可溶性的聚合物.并且可以得到平均分子量3000万的所谓超高分子量的聚合物(UHMWP).生成的PMMA的分子量随着聚合时间的增加而增加,10d后分子量就可达到3000万.通过这种高能射线照射的聚合方法的优点是显而易见的,超高分子量PMMA在213℃的高温下也能长时间保持力学强度,变形很小.此外,它还具有强耐磨损性和抗划痕硬度.而且由于完全不含聚合引发剂,稳定剂或其他低分子化合物,具有优良的透明性和长期稳定性,这样的高聚物在生命体内具有安全性,可应用于人工齿,人工骨等生物医学高分子材料领域或用作通信材料.①高度透明性。
uv紫外线老化测试标准UV紫外线老化测试标准。
UV紫外线老化测试是指将材料样品暴露在模拟自然日光下,以模拟材料在实际使用中长时间暴露在紫外线辐射下的情况,从而评估材料的耐候性能和寿命。
UV紫外线老化测试标准是指对材料进行紫外线老化测试时所需遵循的规范和标准,以确保测试结果的准确性和可比性。
本文将介绍UV紫外线老化测试的相关标准和注意事项。
首先,进行UV紫外线老化测试时,应选择适用的测试标准。
目前国际上常用的UV紫外线老化测试标准有ISO 4892、ASTM G154、ASTM G155等。
这些标准规定了测试设备、测试条件、样品制备、测试程序和数据分析等方面的要求,确保了测试的可靠性和可重复性。
其次,样品的制备和测试条件是影响测试结果准确性的重要因素。
在进行UV紫外线老化测试时,应严格按照标准要求对样品进行制备,包括样品尺寸、表面处理和固定方式等。
同时,测试条件如紫外线照射强度、温度、湿度等也应符合标准规定,以保证测试结果的可比性。
另外,数据采集和分析是UV紫外线老化测试中至关重要的环节。
测试过程中应及时记录紫外线照射时间、温湿度变化等数据,并在测试结束后进行数据分析。
通过对样品外观、物理性能、化学性能等方面的变化进行评估,得出样品的老化程度和寿命预测,为材料的设计和选用提供依据。
最后,UV紫外线老化测试标准的制定和更新也是一个不断发展的过程。
随着材料科学和工程技术的发展,UV紫外线老化测试标准也在不断完善和更新。
因此,进行UV紫外线老化测试时,应及时了解最新的测试标准和方法,以保证测试结果的准确性和可靠性。
总之,UV紫外线老化测试标准对于评估材料的耐候性能和寿命具有重要意义。
遵循相关标准和注意事项,可以确保测试结果的准确性和可比性,为材料的设计、选用和应用提供科学依据。
希望本文的介绍能够对UV紫外线老化测试有所帮助,谢谢阅读!。
UV紫外光加速老化试验机测试标准UV紫外光加速老化试验机测试标准紫外光加速老化试验机,紫外线加速耐候试验机,紫外光耐气候试验箱,紫外老化测试仪Q8/UV紫外光加速老化试验机主要用于模拟对阳光、潮湿和温度对材料的破坏作用;材料老化包括褪色、失光、强度降低、开裂、剥落、粉化和氧化等。
紫外光加速老化试验机通过模拟阳光、冷凝、模仿自然潮湿,试样在模拟的环境中试验几天或几周的时间,可再现户外可能几个月或几年发生的损坏。
Q8/UV紫外光加速老化试验机中,紫外灯的荧光紫外等可以再现阳光的影响,冷凝和水喷淋系统可以再现雨水和露水的影响。
整个的测试循环中,温度都是可控的。
典型的测试循环通常是高温下的紫外光照射和相对湿度在100%的黑暗潮湿冷凝周期;典型应用在油漆涂料、汽车工业、塑胶制品、木制品、胶水等。
模拟阳光阳光中的紫外线是造成大多数材料耐久性能破坏的主要因素。
我们使用紫外灯来模拟阳光中的短波紫外部分,它产生很少的可见光或红外光谱能量。
我们可以根据不同的测试要求选择不同波长的UV紫外灯,因为每种灯在总的紫外线辐照能量和波长都不一样。
,UV灯管可分为UVA和UVB 两种。
Q8/UV灯管UVA-340灯管:UVA-340 灯管可极好地模拟太阳光中的短波紫外光,即从365 纳米到太阳光截止点295 纳米的波长范围。
UVB-313灯管:UVB-313 灯管发出的短波紫外光比通常照射在地球表面的太阳紫外线强烈,从而可以*大程度的加速材料老化。
然而,该灯管可能会对某些材料造成不符合实际的破坏。
UVB-313 灯管主要用于质量控制和研究开发,或对耐候性*的材料运行测试。
UVA-351灯管:模拟透过窗玻璃的阳光紫外光,它对于测试室内材料的老化*为有效。
潮湿冷凝环境在很多户外环境中,材料每天的潮湿时间可长达12小时。
研究说明造成这种户外潮湿的主要因素是露水,而不是雨水。
Q8/UV通过独特的冷凝功能来模拟户外的潮湿侵蚀。
在试验过程中的冷凝循环中,测试室底部蓄水池中的水被加热以产生热蒸气,并充满整个测试室,热蒸汽使测试室内的相对湿度维持在100%,并保持一个相对高温。
紫外老化箱试验环境影响因素背景紫外老化箱试验是指通过模拟太阳光照射环境及其他气象条件,对材料、涂料、塑料、橡胶等材料进行光稳定性、抗老化及防晒等性能的测试。
本文将探讨紫外老化箱试验环境中可能的影响因素。
紫外辐射在紫外老化箱试验中,紫外辐射是主要的影响因素之一。
紫外辐射能够引起材料老化、退化、颜色失真和降解等。
紫外辐射的影响因素包括:辐照量、波长、传输路径、辐射时间等。
其辐照量通常用W/m²来表示,波长越短紫外辐射能量越强,大气压力和湿度、透明度等都会对紫外辐射的影响产生微弱作用。
试验温度和湿度试验环境中的温度和湿度也是紫外老化箱试验中的影响因素之一。
太阳能的热量是造成材料老化的另一个主要因素。
试验箱内,试验产品仅受到紫外辐射、不受气象因素(如太阳、水汽等)的影响,其能真实紫外辐射特性被测试。
试验箱内的温度和湿度将会影响试验箱内的空气流动和热传递,从而影响测试结果。
氧化氧气是材料老化的重要因素,有机物质的老化主要是因为与氧接触而氧化。
试验箱内的氧气浓度和空气流速,会影响试验产品中的氧化反应。
当试验产品接触更多氧气时,氧化会变得更加剧烈,结果将更快地退化。
试样的准备试验箱试验的准备时间、方法及样本非常重要,影响着测试结果的质量和准确性,以及测试的持续时间。
虽然采样方法会因材料而异,但不论材料是裸露的还是在产品中,涂层、胶水或其他材料的均匀性都是关键。
用于测试的产品必须保持整洁、无划痕,并且符合视觉检查的外观标准。
为了避免材料之间进行相互干扰,我们在进行测试之前一定要彻底清洁产品表面。
结论本文讨论了紫外老化箱试验过程中可能的影响因素,包括紫外辐射、试验温度和湿度、氧化和试样的准备。
为了获得最准确的测试结果,测试过程中需要小心细致地处理这些因素。
在试验前,我们需要对试验件的要求有清晰的了解,以便合理地决定环境参数,确保测试结果的可靠性和可重复性。
飞机座舱盖有机玻璃的应用和修理方法一、有机玻璃在飞机中的应用和其性能特点1有机玻璃的简介及其在飞机中的应用1.1有机玻璃俗称明胶玻璃,由甲基丙烯酸甲酯单体或甲基丙烯酸甲酯和其他改性剂经本体聚合而成,是一种无色透明的热塑性塑料。
战斗机座舱盖有机玻璃的主要品种有:增塑的浇铸有机玻璃,如YB—2、YB —3;共聚的浇铸有机玻璃,如YB—4;不增塑的定向有机玻璃,如DYB—3、MDYB —3;增塑的定向有机玻璃,如DYB—2;共聚的定向有机玻璃,如DYB一4、MDYB一4。
战斗机的座舱盖有两种结构形式:一种是由固定风挡和活动盖组成,这种结构形式应用比较广泛,如图所示歼8B、苏—27等飞机的座舱盖均采用这种结构形式。
另一种是只有活动盖而无固定风挡的结构,这种结构把前风挡、侧风挡和活动盖合并成一体,结构较为复杂,只在少数机种上使用,如歼8白天型飞机等。
图一歼八B座舱盖图二苏—27座舱盖(a).YB—2航空有机玻璃(2号航空有机玻璃)YB—2是我国最早生产和使用的航空有机玻璃。
它是以甲基丙烯酸甲酯和增塑剂为主要原料经本体聚合而制成的板材。
由于其不含紫外线吸收剂,所以容易发黄。
该玻璃无色透明,强度较高,成形加工等工艺性能好,但其耐热性能较低,适用于制造飞机的非气密和气密座舱透明件及其他航空透明件,如歼5、歼6、强5和轰5等飞机的座舱盖,轰6飞机的第二领航舱玻璃、尾观察窗玻璃等。
(b).YB—3航空有机玻璃(3号航空有机玻璃)YB—3是以甲基丙烯酸甲酯、少量增塑剂和微量紫外线吸收剂为主要原料,经本体聚合而制成的板材。
该有机玻璃无色透明,强度比YB—2略高,热变形温度和软化温度均比YB—2高,分别为102~C和118~C。
该玻璃可用于Ma2.2以下各型飞机气密座舱的透明件和其他透明件,如各型歼7飞机座舱盖等。
图三轰五座舱盖图四歼7飞机座舱盖(c).YB—4航空有机玻璃(4号航空有机玻璃)YB—4是以甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸作为主要原料共聚而成的板材,其强度和热变形温度比YB—3高,加工性能较好,但其耐老化性能比YB—2、YB—3差,因此YB—4制成的座舱盖玻璃使用寿命不长,只在歼8白天型飞机座舱盖上使用。
防紫外线测试实验报告防紫外线测试实验报告为了验证防紫外线功能的有效性,本实验选择了不同材料的防紫外线产品进行测试,并比较其防护效果。
实验过程中,首先准备了一台紫外线灯,被测材料样品和一个UV探头。
将紫外线灯点亮,调整至合适的位置,然后按照一定的距离放置UV探头。
实验一开始,没有任何防护材料,只有UV探头直接暴露在紫外线灯下,此时记录测试结果,记作A。
然后,将不同材料的防紫外线产品分别覆盖在UV探头的头部上,进行测试。
分别测试了有机玻璃、普通玻璃和太阳镜的防护效果。
在每次测试的过程中,记录下UV探头所感受到的紫外线强度,以及防护材料的特点和防护等级。
实验结果显示,UV探头直接暴露在紫外线下,紫外线强度最高,也就是未进行任何防护的情况。
此时人体容易受到紫外线伤害,容易发生皮肤癌、眼疾等问题。
而有机玻璃、普通玻璃和太阳镜等防护用品在不同程度上阻挡了紫外线的传播。
有机玻璃虽然透明度较高,但其紫外线防护效果并不理想,紫外线的强度仍然较高。
普通玻璃的防护效果稍好于有机玻璃,能够有效地降低紫外线的强度。
而太阳镜具有较好的紫外线防护能力,能够明显地降低紫外线强度,达到较高的防护效果。
根据实验数据可以得出结论,防紫外线功能的效果和材料的选择有很大的关系。
有机玻璃、普通玻璃和太阳镜等材料的防护效果呈现出不同的特点。
要想得到更好的防护效果,应选择具有较好防紫外线功能的材料。
同时,在实际使用时,还需要注意以下几点:1. 选择具有一定防护等级的防紫外线产品;2. 在户外活动时,尽量避开紫外线强烈的时段,例如中午;3. 外出时,佩戴太阳镜并涂抹防晒霜。
总之,防紫外线功能的产品对于人体健康非常重要。
通过实验测试和对不同材料的比较,可以选择合适的防护用品,最大限度地降低紫外线对人体的伤害。
荧光紫外(UV A-340)老化测试(荧光紫外(UV A-340)老化测试与户外自然环境老化的时间如何换算?或者说UV A-340测试多长时间大致相当于自然环境中的一年?... 荧光紫外(UV A-340)老化测试与户外自然环境老化的时间如何换算?或者说UV A-340测试多长时间大致相当于自然环境中的一年?)首先,老化的机理比较复杂,通常认为阳光中紫外光段是导致高分子材料老化的主要因素,但是紫外光所有引起的老化又不是线性的;见下图:上图可以看出,前1300小时的辐照对材料的影响几乎很小,但是1300小时以后,老化是加速的。
其次,各地方的户外自然老化也是不同的,这其中还包括的实际户外老化因素是复合的(光、热、湿度共同催化,综合作用),见下图:上图中细线是亚利桑那州的自然老化数据,虚线是弗洛里达州的自然老化数据,差别及其巨大。
综上所述,笼统的要求实验室老化和自然老化的比较是其实是个伪问题。
必须指明什么条件的实验室老化(辐射强度、循环模式)和某个地域的户外自然老化。
而且,没有理论换算公式,不同的地域的老化时间的换算都应该是通过试验获取的经验数据!!!比如,根据美国一项试验,UVA-340辐照,1.35W/m2@340nm,4H光照/4H冷凝,黑标50℃的测试条件,其2000小时的测试结果与亚利桑那州2年自然老化数据比较吻合。
但我们不能说,1000H测试相当于1年的自然老化!UV紫外老化机灯管是紫外老化试验箱的首要配件,辅佐用于仿照天然气候中的紫外、雨淋、高温、高湿、凝露、漆黑等环境条件,评价资料耐候功能。
常用类型: 1.UVA:UVA-340和UVA-351 UVA灯管关于比较不同类型的聚合体测验特别有用。
因为UVA灯管没有任何低于正常阳光的295nm截止点的输出,一般它们使资料的降解不如UVB灯管快。
但是,它们一般能得到对真实野外老化的更好的相关性。
UVA-340可在临界短波的365nm下至阳光截止点295nm的区域内供给对阳光较佳的仿真。
quv紫外老化标准一、概述QUV紫外老化标准是一种用于评估材料耐候性的重要方法。
该标准通过模拟自然环境中的紫外线、湿度和温度等条件,对材料进行加速老化试验,以评估其耐候性能。
这种测试方法有助于预测材料在不同环境条件下的耐久性和性能退化情况。
二、测试原理QUV紫外老化标准采用紫外光照射样品,模拟阳光中的紫外线对材料的破坏作用。
同时,通过控制温度和湿度条件,模拟自然环境中的变化。
在规定的时间内,对样品的性能进行检测,以评估其耐候性能。
三、测试方法1.样品准备:选择待测试的材料制作成样品,尺寸一般不小于50mm×100mm。
样品应平整、光滑,无瑕疵和缺陷。
2.试验条件设置:根据标准要求,设置紫外光照射强度、温度和湿度等条件。
其中,紫外光照射强度分为多种等级,如0.1W/m2、0.3W/m2、0.5W/m2等,根据材料类型和测试需求选择合适的等级。
温度范围为室温至50℃,湿度范围为40%至95%。
3.样品放置:将准备好的样品放置在QUV紫外老化试验箱内,确保样品表面与紫外光源保持一定的距离,以避免直接照射导致过热或变形。
4.测试过程:根据设定的试验条件,对样品进行一定时间的照射。
一般而言,试验周期为几天至数周不等,具体取决于材料类型和测试需求。
在测试期间,定期观察样品的外观变化和性能退化情况。
5.结果评估:根据样品的性能退化程度,对材料的耐候性能进行评价。
通常包括外观变化、力学性能下降、颜色变化等方面。
根据测试结果,可以评估材料在不同环境条件下的耐久性和适用性。
四、应用领域QUV紫外老化标准广泛应用于塑料、涂料、橡胶、纤维和复合材料等材料的耐候性能评估。
通过对材料的耐候性能进行评估,可以预测材料在不同环境条件下的使用寿命和性能表现,为产品设计、生产和应用提供重要的参考依据。
五、结论QUV紫外老化标准是一种重要的材料耐候性能评估方法。
通过对材料进行加速老化试验,可以模拟自然环境中的紫外线、湿度和温度等条件对材料的破坏作用,以评估其耐候性能。
第29卷 第6期2009年12月航 空 材 料 学 报J OURNAL OF A ERONAUT ICAL MAT ER I A LSV o l 29,N o 6 D ecember 2009航空有机玻璃紫外光老化研究陈新文1, 裴高林1, 金玉顺2(1.北京航空材料研究院,北京100095;2.北京石油化工学院,北京102617)摘要:对YB -D M-11航空有机玻璃试样在254n m 和313n m 两种波长的紫外光照射下,进行了2个月的加速老化试验,跟踪测试了有机玻璃的抗拉强度和重量变化规律。
通过红外光谱(FT I R )、热分析(TG /DTA )、扫描电镜(SE M )和凝胶渗透色谱(GPC)等方法,分析了老化前后试样的结构和性能,结合老化前后有机玻璃的性能变化规律,揭示了有机玻璃在紫外光照射下的老化机理。
关键词:有机玻璃;紫外光;加速老化;老化规律;老化机理DO I :10 3969/j i ssn 1005-5053 2009 6 022中图分类号:TB332 文献标识码:A 文章编号:1005-5053(2009)06-0107-06收稿日期:2009-09-01;修订日期:2009-10-12作者简介:陈新文(1972 ),高级工程师,主要从事复合材料,有航空有机玻璃,橡胶弹性元件,塑料等非金属材料的力学性能表征与测试研究,(E -m a il)pressch i ng @yahoo co m cn 。
有机玻璃学名聚甲基丙烯酸甲酯(P MMA ),它是含有结构单元的一类高分子化合物。
有机玻璃因其良好的透光性和力学性能,被广泛的用于制造飞机座舱玻璃,特别是增压座舱透明件。
有机玻璃的缺点是受环境因素作用易发生老化,往往引发座舱玻璃的突发事故。
因此,作为飞机的关键结构和功能材料,考虑到使用安全性,人们普遍关注有机玻璃材料的老化性能研究。
一般通过研究有机玻璃的热性能下降、力学性能下降、分子量下降、表面发黄、透光率下降、雾度增加、表面出现银纹裂纹等现象来评价其老化性能。
高分子材料的老化机理一般有热降解、水分的塑化作用、氧化降解[1]和光(氧)老化[2]。
国外早在20世纪五六十年代就有人研究有机玻璃的老化机理,国内直到20世纪八九十年代才开展了航空有机玻璃十年自然曝露试验,找出了有机玻璃的一些老化规律。
文献[3~6]报道了YB -DM-11有机玻璃在湿热空气、热空气、自来水和盐水中的一些老化规律和老化机理。
关于有机玻璃紫外光老化机理方面系统的研究未见报道。
文献[7]认为太阳光谱中波长范围为290~330nm 的紫外线是引起有机玻璃老化的主要因素。
也有文献[8]发现通过分子相对质量的测定,当波长低于300nm 时,纯的P MMA 降解作用提高。
上世纪五六十年代有研究发现有机玻璃对波长254nm 紫外光有一个明显的吸收,对300nm ~400nm 紫外光波段的吸收能力比较弱。
国内外文献中,没有发现研究定向、交联结构聚合物的紫外光老化机理。
本研究通过紫外光加速老化试验,研究定向、微交联新型航空有机玻璃YB -DM-11在紫外光条件下的性能变化规律,并通过微观检测和分析,揭示了有机玻璃的紫外光老化机理。
同时突破太阳光谱中紫外光波长范围的界限,研究了有机玻璃对紫外光敏感的波长范围。
另外,各因素对有机玻璃性能的影响存在协同作用,考虑多因素的协同作用是研究材料老化的难点,至今未见文献在多因素协同作用促进材料发生老化方面有可靠的结论或模型提出,所以本研究假设热空气和紫外光对材料的老化作用是独立的。
有机玻璃的热老化规律和机理在相关文献[3]中已有报道,不再赘述。
1 试验紫外光照射试验设备和仪器包括:人工气候箱、254nm 石英紫外线灯、313nm 紫外灯管和DF110A 电子分析天平。
本试验采用的是微交联、59%定向度YB -DM-11有机玻璃试样,试样的名义厚度是9mm 。
抗拉试样为哑铃形,尺寸为235mm 25mm (长 宽),如图1a 所示。
重量变化率试样为正方形,尺寸为50mm航 空 材 料 学 报第29卷50mm (长 宽),如图1b所示。
图1 试样形状示意图F ig .1 Speci m en confi gurati on (a)tens ile spec i m en ;(b)w eight track i ng speci m en紫外光老化试验在两种条件下进行:(1)50 空气,同时照射波长为254nm 紫外光;(2)50 空气,同时照射波长为313n m 紫外光。
力学性能在I nstr on 8562材料试验机测定;断口形状由JSM-5600LV 扫描电镜测定;老化前后的结构变化由M agna750傅里叶红外光谱仪测定,溴化钾压片;采用TG /DTA 6300热分析仪测定热性能。
2 结果与讨论2.1 试验结果与现象有机玻璃抗拉强度与老化时间的关系如图2所示。
可以看出,两种条件下有机玻璃的抗拉强度都呈下降趋势。
其中,254nm 条件下有机玻璃的抗拉强度下降更明显。
抗拉强度随老化时间的延长逐渐下降的趋势表明了有机玻璃在紫外光的持续照射下,大分子间的作用力在逐渐减弱。
图2 抗拉强度-老化时间关系F i g .2 R e l ationsh i ps bet ween tens ilestrength and ag ei ng ti m e有机玻璃断裂伸长率与老化时间的关系如图3所示。
由于有机玻璃在抗拉断裂的瞬间通常会出现突然迸裂,有碎块蹦出的现象,用引伸计测量有机玻璃的断裂伸长率很困难。
因此,本研究的断裂伸长率采用部分断口相对整齐的试样进行断口对接复原,手工测量计算的方法获得。
由图3可以看出,254nm 条件下有机玻璃的断裂伸长率随老化时间的延长急剧下降,而313n m 条件下断裂伸长率随老化时间的延长缓慢下降。
这说明有机玻璃在254nm 条件下发生老化,表现出了明显的脆性断裂特征。
图3 断裂伸长率-老化时间关系F i g .3 R e lati onshi ps bet w een e l ong ati on and age i ng ti m e有机玻璃试样老化前后的断口扫描电镜照片如图4所示。
254n m 和313nm 条件下试样的宏观断口照片如图5所示。
由图4和图5可以看出,未老化试样和313nm 条件下老化试样的断口呈不规则的斜面,而且严重分层,且断裂过程中有层状碎片掉落,表现出定向有机玻璃韧性断裂的特征。
而254nm 条件下老化试样则为横向整齐断裂,在一定程度上呈现出非定向有机玻璃脆性断口的特征。
这与断裂伸长率的结果是互相印证的。
两种条件下有机玻璃试样的重量变化率与老化时间关系如图6所示。
总体上讲,两种紫外光条件下,试样重量减少的绝对量并不大,不足0.7%,说明紫外光导致的试样重量变化是很少的。
由图6可以看出,两种条件下试样的重量均呈指数关系减小。
313nm 条件下试样在前30天重量下降相对较快,而后期变得缓慢,可能是由于在50 空气环境下,水分的早期迅速挥发造成的。
而254n m 条件下试样一直保持相对较快的下降趋势,这说明除了水分的散失外还可能有小分子物质的挥发。
有机玻璃老化前后,试样外观发生了一些变化。
254nm 条件下有机玻璃试样紫外光照射面严重变黄,有起泡现象,且有表面裂纹,并伴有异味,以手触之感觉发粘。
而313nm 条件下有机玻璃试样表面未见明显变化。
图7为254nm 条件下有机玻璃试样紫外光照射面特征。
2.2 老化机理分析2.2.1 红外光谱分析(I R)有机玻璃试样老化前后的红外光谱如图8a ,8b 和8c 所示。
108第6期航空有机玻璃紫外光老化研究图4 紫外光老化前后试样断口的扫描电镜图 (a),(b)未老化试样楔形抗拉断口(裂纹源区)SE M 图;(c),(d)254n m 紫外光老化试样抗拉断口(裂纹源区)SE M 图;(e),(f)313n m 紫外光老化试样抗拉断口(裂纹源区)SE M 图F ig .4 F racture surface SE M photos o f speci m en befo re and after ag eing (a),(b)w edgew ise fracturesurface of not age i ng speci m en(crack source);(c),(d)under 254n m w ave l eng t h ultrav i o let(crack source);(e),(f)unde r 313n m w av elength ultrav i o let(cracksource)图5 老化后试样断口的数码照片 (a),(b)254nm 紫外光老化试样宏观断口照片;(c)313nm 紫外光老化的试样宏观断口照片F ig .5 F rac t ure surface photos o f speci m en afte r age i ng (a),(b)under 254n m w avelength ultrav i o let ;(c),(d)under 313n m w ave length u ltrav i o l e t由图8a 可以看出,未老化试样的红外光谱具有典型的P MMA 红外光谱特征。
在1731c m -1处的强吸收峰是C =O 的伸缩振动峰,1386c m -1处的吸收峰则是 C H 3的变角振动峰,1243c m -1,1272c m-1处是酯基中 C O C 的反对称伸缩振动峰;1193c m -1、1148c m -1处是酯基中 C O C 的对称伸缩振动峰。
在313nm 条件下老化的样品与老化前的红外光谱图基本没有变化。
109航 空 材 料 学 报第29卷图6 重量变化率-老化时间关系F i g .6 R e l ationsh i ps bet ween w e i ght l o ss and age i ng ti me图7 254n m 条件下试样表面特征 (a)试样边界部分;(b)试样中间部分F i g .7 Surface cha racte r o f speci m en under 254nm w aveleng t hultrav i o let (a)surface nea r t he edge ;(b)surface near thecentre图8 老化前后有机玻璃试样的红外吸收光谱图F i g .8 FT IR ana l ys i s of P MM A speci m en befo re and after ag ei ng (a)no t aged PMMA speci m en ;(b)under 254nm w aveleng t h ultrav i o let for 55day s ;(c)unde r 313n m w av elength ultrav i o let对比图8a ,8b 和8c 可以发现,三者的主要区别在于1240~1270c m -1,未老化的有机玻璃试样和313nm 条件下老化的试样在1243c m -1,1272c m-1处有两个吸收峰,而在254n m 条件下老化的试样只有1240c m -1的吸收峰。