塑料管材耐老化壽命評估中氙燈老化試驗(yàn)箱的技術(shù)優(yōu)勢分析

上海簡戶儀器設(shè)備有限公司是一家高科技合資企業(yè),專業(yè)生產(chǎn)銷售鹽霧箱、恒溫恒濕機(jī)、冷熱沖擊機(jī)、振動試驗(yàn)機(jī)、機(jī)械沖擊機(jī)、跌落試驗(yàn)機(jī)的環(huán)境試驗(yàn)儀器的公司，是一家具有研發(fā)生產(chǎn)銷售經(jīng)營各類可靠性環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備的公司。經(jīng)驗(yàn)豐富，并得到許多國內(nèi)外廠商的信賴與支持。現(xiàn)在我們成為許多品牌的供應(yīng)商。

摘要

關(guān)鍵詞

一、引言

二、塑料管材老化機(jī)理與評估需求

2.1 PVC 管材老化機(jī)理

• 脫 HCl 反應(yīng)：PVC 分子鏈在紫外線或高溫作用下，會逐步脫去 HCl，形成共軛雙鍵結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致管材變色 (泛黃、變紅)，并進(jìn)一步引發(fā)分子鏈斷裂。

• 氧化反應(yīng)：PVC 中的雙鍵結(jié)構(gòu)易與氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成過氧化物，加速分子鏈斷裂，降低管材的力學(xué)性能。

• 交聯(lián)反應(yīng)：在老化后期，PVC 分子鏈之間可能發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致管材變硬、變脆，失去柔韌性。

2.2 PE 管材老化機(jī)理

• 鏈引發(fā)：在紫外線、高溫或機(jī)械應(yīng)力作用下，PE 分子鏈中的 C-H 鍵斷裂，生成烷基自由基。

• 鏈增長：烷基自由基與氧氣反應(yīng)生成過氧自由基，過氧自由基進(jìn)一步奪取 PE 分子鏈中的氫原子，生成氫過氧化物和新的烷基自由基，形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

• 鏈終止：自由基之間相互結(jié)合，終止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

2.3 耐老化壽命評估需求

• 如何準(zhǔn)確模擬真實(shí)環(huán)境中的老化因素及其協(xié)同作用？

• 如何在較短時間內(nèi)獲得可靠的老化數(shù)據(jù)，預(yù)測管材的長期使用壽命？

• 如何建立老化試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際使用性能之間的相關(guān)性？

三、氙燈老化試驗(yàn)箱的技術(shù)優(yōu)勢

3.1 光譜匹配度高，真實(shí)模擬自然陽光

3.2 環(huán)境因素可控性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)多因素協(xié)同老化

3.2.1 溫度控制

3.2.2 濕度控制

3.2.3 氧氣和化學(xué)介質(zhì)控制

3.3 加速老化效率高，縮短測試周期

3.4 數(shù)據(jù)可靠性高，可建立老化模型

3.4.1 老化性能評價指標(biāo)

• 外觀變化：如顏色變化、表面粉化、龜裂等；

• 力學(xué)性能變化：如拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、硬度等；

• 化學(xué)結(jié)構(gòu)變化：如分子量分布、官能團(tuán)變化等。

3.4.2 老化模型建立

• 阿倫尼烏斯模型：基于溫度對反應(yīng)速率的影響，適用于熱老化過程；

• 時溫等效原理：通過改變溫度來加速老化過程，建立不同溫度下老化數(shù)據(jù)之間的關(guān)系；

• 多因素耦合模型：考慮紫外線輻射、溫度、濕度等多種因素的協(xié)同作用，更準(zhǔn)確地模擬實(shí)際老化過程。

3.5 符合國際標(biāo)準(zhǔn)，測試結(jié)果認(rèn)可度高

四、氙燈老化試驗(yàn)箱在塑料管材耐老化壽命評估中的應(yīng)用案例

4.1 PVC 給水管材耐老化壽命評估

• 光源：氙弧燈，光譜范圍 290-800nm；

• 光照強(qiáng)度：0.55W/m2@340nm；

• 溫度：65℃；

• 相對濕度：50%；

• 噴淋周期：每 102 分鐘光照后噴淋 18 分鐘。

• 外觀：表面輕微粉化，顏色變化 ΔE<5；

• 拉伸強(qiáng)度：下降不超過 10%；

• 斷裂伸長率：下降不超過 15%。

4.2 PE 燃?xì)夤懿哪屠匣瘔勖u估

• 光源：氙弧燈，光譜范圍 290-800nm，光照強(qiáng)度降低 50%；

• 溫度：50℃；

• 相對濕度：90%；

• 向試驗(yàn)箱內(nèi)通入一定濃度的硫化氫氣體，模擬土壤中的腐蝕性介質(zhì)。

• 外觀：表面無明顯變化；

• 氧化誘導(dǎo)時間：下降不超過 30%；

• 拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率：下降不超過 20%。

五、結(jié)論與展望

5.1 結(jié)論

• 光譜匹配度高，能真實(shí)模擬自然陽光，避免了傳統(tǒng)紫外燈老化試驗(yàn)中光譜不匹配的問題；

• 環(huán)境因素可控性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)紫外線輻射、溫度、濕度、降雨等多因素的協(xié)同老化，更準(zhǔn)確地模擬實(shí)際使用環(huán)境；

• 加速老化效率高，能在較短時間內(nèi)獲得可靠的老化數(shù)據(jù)，縮短測試周期；

• 數(shù)據(jù)可靠性高，可建立老化模型，預(yù)測塑料管材在實(shí)際使用環(huán)境中的壽命；

• 符合國際標(biāo)準(zhǔn)，測試結(jié)果認(rèn)可度高，有利于塑料管材的出口和國際合作。

5.2 展望

• 進(jìn)一步提高氙燈老化試驗(yàn)箱的模擬精度，更準(zhǔn)確地模擬不同地域、不同氣候條件下的自然環(huán)境；

• 開發(fā)多因素耦合老化試驗(yàn)方法，深入研究紫外線輻射、溫度、濕度、氧氣、化學(xué)介質(zhì)等因素之間的協(xié)同作用機(jī)理；

• 結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，建立更精確的老化模型，提高塑料管材耐老化壽命預(yù)測的準(zhǔn)確性；

• 加強(qiáng)氙燈老化試驗(yàn)箱與其他測試方法 (如自然暴露試驗(yàn)、快速裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)等) 的對比研究，建立不同測試方法之間的相關(guān)性，為塑料管材的耐老化壽命評估提供更全面、更可靠的依據(jù)。

關(guān)于我們

• 上海簡戶儀器設(shè)備有限公司是一家高科技合資企業(yè),生產(chǎn)銷售鹽霧箱、恒溫恒濕機(jī)、冷熱沖擊機(jī)、振動試驗(yàn)機(jī)、機(jī)械沖擊機(jī)、跌落試驗(yàn)機(jī)的環(huán)境試驗(yàn)儀器的公司，研發(fā)生產(chǎn)銷售經(jīng)營各類可靠性環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備。經(jīng)驗(yàn)豐富，并得到許多國內(nèi)外廠商的信賴與支持。自公司成立以來,多次服務(wù)于國內(nèi)外大學(xué)和研究所等檢測機(jī)構(gòu),如清華大學(xué)、蘇州大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、法國申美檢測、中科院物理所、中科院，SGS等**單位提供實(shí)施室方案和設(shè)備及其相關(guān)服務(wù)。努力開發(fā)半導(dǎo)體、光電、光通訊、航天太空、生物科技、食品、化工、制藥等行業(yè)產(chǎn)品所需的測試設(shè)備裝置。公司擁有一支的研發(fā)、生產(chǎn)和售後隊(duì)伍，從產(chǎn)品的研發(fā)到售后服務(wù)，每一個環(huán)節(jié)都以客戶的觀點(diǎn)與需求作為思考的出發(fā)點(diǎn)。

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• 　上海簡戶榮獲企業(yè)，表明上海簡戶在技術(shù)、科技成果轉(zhuǎn)化、擁有自主知識產(chǎn)權(quán)等方面得到了國家的高度認(rèn)可。簡戶一直秉承"服務(wù)以人為本"的宗旨，為廣大客戶提供精良的設(shè)備及優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，提供的送貨上門、安裝調(diào)試、一年的設(shè)備保養(yǎng)、終身維修，技術(shù)指導(dǎo)服務(wù)。始終如一的以"努力、合作、飛躍"的精神自我完善、不斷發(fā)展、讓客戶與公司實(shí)現(xiàn)雙贏局面。
  

• 簡戶是集設(shè)計(jì)、銷售、研發(fā)、維修服務(wù)等為一體的綜合集團(tuán)公司，從產(chǎn)品的研發(fā)到售后服務(wù)，每一個環(huán)節(jié)之間，都以客戶的觀點(diǎn)與需求作為思考的出發(fā)點(diǎn)，提供的環(huán)境設(shè)備。公司創(chuàng)始人從事儀器設(shè)備行業(yè)20余年，經(jīng)驗(yàn)豐富、資歷雄厚，帶領(lǐng)簡戶公司全體同仁攜手共建輝煌明天。公司成立以來，積極投入電子電工，航空，航天，生物科技，各大院校，及科研單位等行業(yè)所需的產(chǎn)品測試設(shè)備裝置。
  

• 簡戶擁有一支的研發(fā)、生產(chǎn)和售后服務(wù)隊(duì)伍，從產(chǎn)品的研發(fā)到售后服務(wù)，每一個環(huán)節(jié)都以客戶的觀點(diǎn)與需求作為思考的出發(fā)點(diǎn)，目前擁有博士學(xué)位2人，碩士5人，參與環(huán)境試驗(yàn)箱國家標(biāo)準(zhǔn)起草和發(fā)行。企業(yè)制定標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)里通過ISO9001。是中國儀器儀表學(xué)會會員和理事單位。曾榮獲CCTV《中國儀器儀表20強(qiáng)品牌》殊榮，2010年入駐上海世博會民企館。簡戶自創(chuàng)辦以來，參與3項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)起草與制定，獲得40+件原創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)、軟著、集成電路)，6次獲得上?？萍夹椭行∑髽I(yè)稱號，合作過3200+家合作客戶(其中世界500強(qiáng)高校600家)。