塑料材料抗老化方法的案例
塑料材料常用的幾種抗老化方法及對(duì)比分析
但這種方法只能保證材料在出廠時(shí)的性能，而且這種方法只能從材料的制備源頭實(shí)施，無(wú)法解決其在再加工和使用過(guò)程中的老化問(wèn)題。
3、高分子材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或改性
很多高分子材料分子結(jié)構(gòu)中存在極易老化的基團(tuán)，那么通過(guò)材料的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以不易老化的基團(tuán)替代易老化的基團(tuán)，往往可以起到良好的效果。
4、添加抗老化助劑
目前，提高高分子材料耐老化性的有效途徑和常用方法就是添加抗老化助劑，其由于成本較低、且無(wú)需改變現(xiàn)有生產(chǎn)工藝而得到廣泛應(yīng)用。這些抗老化助劑的添加方式主要有兩種：
（1）助劑直接添加法
即將抗老化助劑（粉末或液體）與樹(shù)脂等原料直接混合攪拌后擠出造粒或注塑等等。這種添加方式由于簡(jiǎn)單易行，從而為廣大的抽粒和注塑廠所廣泛采用。
（2）抗老化母粒添加法
在對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)和質(zhì)量穩(wěn)定性要求較高的廠家，更多的是采用在生產(chǎn)時(shí)添加抗老化母粒的方式。
其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于抗老化助劑在母粒制備過(guò)程中首先實(shí)現(xiàn)了預(yù)分散，那么在后期材料加工的過(guò)程中，抗老化助劑得到二次分散，達(dá)到了助劑在高分子材料基體中均勻分散的目的，不僅保證了產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性，也避免了生產(chǎn)時(shí)的粉塵污染，使得生產(chǎn)更為綠色環(huán)保。
展開(kāi) 技術(shù)研究 | 沒(méi)想到這種方法做拉伸測(cè)試，塑料老化壽命差異這么大
塑料在使用過(guò)程中會(huì)受到溫度、濕度等影響而逐漸老化，老化后拉伸強(qiáng)度是對(duì)塑料耐老化性能的評(píng)估的重要依據(jù)。塑料老化后通常會(huì)出現(xiàn)粉化、變形等變化，拉伸強(qiáng)度測(cè)試準(zhǔn)確性降低，因此提升老化后拉伸測(cè)試的準(zhǔn)確性很有必要。
二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
1 、實(shí)驗(yàn)樣品
A（改性聚丙烯）和B（玻纖增強(qiáng)聚丙烯）
2.1樣品老化
將樣品放入到熱老化烘箱內(nèi)，老化溫度為150℃，老化至樣品粉化，期間老化24h、48h、168h，264h、480h和600h取出進(jìn)行拉伸測(cè)試。老化溫度為120℃，期間老化24h、48h和168h取出進(jìn)行拉伸測(cè)試。
2.2測(cè)試與表征
拉伸測(cè)試和處理：拉伸測(cè)試速度50mm/min，夾具間距115mm。
三、 實(shí)驗(yàn)探究分析
2.1 不同溫度和時(shí)間老化對(duì)拉伸強(qiáng)度的影響
實(shí)驗(yàn)中對(duì)兩種樣品分別用120℃和150℃進(jìn)行老化，并在固定時(shí)間取樣進(jìn)行拉伸測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下：
圖1 不同溫度下老化后拉伸強(qiáng)度
從測(cè)試結(jié)果來(lái)看，A（普通改性）隨著老化時(shí)間的增加，拉伸強(qiáng)度越來(lái)越低，溫度越高，降低的速度和幅度越大；同時(shí)在老化168h內(nèi)，斷裂伸長(zhǎng)率變化不大。B(玻纖增強(qiáng))在120℃老化168h內(nèi)，拉伸強(qiáng)度在一定的范圍內(nèi)（±5MPa）波動(dòng)。老化后，斷裂伸長(zhǎng)率無(wú)明顯變化，150℃老化比120℃老化后斷裂伸長(zhǎng)率較低一些。
2.2 粉化樣條測(cè)試方法研究
2.2.1 粉化樣品測(cè)試強(qiáng)度測(cè)試
在150℃老化600h以后，兩種樣品均出現(xiàn)了分化現(xiàn)象，玻纖增強(qiáng)料B出現(xiàn)浮纖，但是表面較為平整；普通改性A出現(xiàn)了分層現(xiàn)象，樣條粉化嚴(yán)重，表面不平整，出現(xiàn)較多裂紋，樣品內(nèi)部分層， 老化后樣條如圖2。
展開(kāi) 材料老化測(cè)試中遇到的問(wèn)題及解決方法
塑料、橡膠、涂料等高分子材料在使用過(guò)程中會(huì)遇到老化的問(wèn)題。為評(píng)價(jià)高分子材料的耐老化性能，逐漸形成了兩類老化試驗(yàn)方法：
一類是自然老化試驗(yàn)方法，即直接利用自然環(huán)境進(jìn)行的老化試驗(yàn)；另一類是人工加速老化試驗(yàn)方法，即在實(shí)驗(yàn)室利用老化箱模擬自然環(huán)境條件的某些老化因素進(jìn)行的老化試驗(yàn)。由于老化因素的多樣 性及老化機(jī)理的復(fù)雜性，自然老化無(wú)疑是最重要最可靠的老化試驗(yàn)方法。
但是由于自然老化周期相對(duì)較長(zhǎng)， 不同年份、季節(jié)、地區(qū)氣候條件的差異性導(dǎo)致了試驗(yàn)結(jié)果的不可比性；而人工加速老化試驗(yàn)?zāi)M強(qiáng)化了自然氣候中的某些重要因素，如陽(yáng)光、溫度、濕度、降雨等，縮短了老化試驗(yàn)的周期，且由于試驗(yàn)條件的可控性，試 驗(yàn)結(jié)果再現(xiàn)性強(qiáng)。人工老化作為自然老化的重要補(bǔ)充，正廣泛運(yùn)用于高分子材料的研究、開(kāi)發(fā)、檢測(cè)中。在人工加速老化的試驗(yàn)過(guò)程中，人們普遍會(huì)關(guān)心以下幾個(gè)問(wèn)題：應(yīng)該選擇什么樣的試驗(yàn)條件，進(jìn)行多長(zhǎng)時(shí)間 的試驗(yàn)；該選擇什么指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)該產(chǎn)品的老化性能。本文試圖針對(duì)這些問(wèn)題對(duì)人工加速老化試驗(yàn)進(jìn)行一些探討。
1 人工加速老化試驗(yàn)條件的選擇
這個(gè)問(wèn)題實(shí)際上可以理解為應(yīng)該模擬哪些老化因素，高分子材料在使用過(guò)程中，氣候環(huán)境里許多因素都有可 能對(duì)高分子材料的老化產(chǎn)生作用。如果事先知道產(chǎn)生老化的主要因素，就可以有針對(duì)性的選擇試驗(yàn)方法。我們 可以從該材料的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用環(huán)境以及其老化機(jī)理等方面考慮，確定試驗(yàn)方法。例如硬聚氯乙烯型材，使 用聚氯乙烯為原料，添加穩(wěn)定劑、顏料等助劑加工而成，主要用于室外。從聚氯乙烯的老化機(jī)理考慮，聚氯乙 烯受熱易分解；從使用環(huán)境考慮；空氣中的氧、紫外光、熱、水分都是引起型材老化的原因。
展開(kāi) 塑料螺旋流動(dòng)測(cè)試：評(píng)估材料充模能力的核心方法
在塑料注塑成型中，確保熔體能夠完全填滿模具型腔是成功生產(chǎn)的第一步。塑料螺旋流動(dòng)測(cè)試（Spiral Flow Test） 作為一種標(biāo)準(zhǔn)化且直觀的評(píng)估方法，被廣泛用于量化樹(shù)脂的流動(dòng)性，從而直接預(yù)測(cè)其充模能力。該方法通過(guò)測(cè)量樹(shù)脂在特定工藝條件下于螺旋形流道中的流動(dòng)長(zhǎng)度，為材料選擇、工藝設(shè)定和質(zhì)量控制提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
01
測(cè)試原理
螺旋流動(dòng)測(cè)試的核心在于：模具中的流動(dòng)長(zhǎng)度是樹(shù)脂粘度與注射壓力、填充速率（注射速度）、熔體溫度和設(shè)定條件的函數(shù)。測(cè)試使用一個(gè)具有特定截面厚度和圓形螺旋流道的專用模具。在模擬的典型注塑條件下，熔體被注入模具，并在流動(dòng)中冷卻固化。最終測(cè)得的流動(dòng)長(zhǎng)度（螺旋流動(dòng)度） 即是材料在該套條件下流動(dòng)性的量化體現(xiàn)。粘度越低，流動(dòng)越長(zhǎng)，其潛在的充模能力也越強(qiáng)。
核心裝置：測(cè)試使用標(biāo)準(zhǔn)化的螺旋模具，通常為阿基米德螺線形，具有恒定的矩形流道截面和明確的厚度。模具中心設(shè)有進(jìn)料口，材料由此注入。
02
從材料評(píng)估到生產(chǎn)指導(dǎo)
螺旋流動(dòng)測(cè)試的價(jià)值在于其直接關(guān)聯(lián)工程實(shí)踐的多個(gè)方面：
評(píng)估批次一致性，監(jiān)控材料性能：這是測(cè)試的基礎(chǔ)應(yīng)用。流動(dòng)（粘度）的變化為每批材料的流動(dòng)性能、結(jié)晶度和凍結(jié)時(shí)間提供了直接指示。“任何主要的批次間流動(dòng)差異，都將有理由采用更精密的測(cè)量方法并與材料供應(yīng)商討論。” 這對(duì)于保證生產(chǎn)穩(wěn)定性至關(guān)重要。
篩選材料，預(yù)測(cè)復(fù)雜模具填充性：在開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品或使用新模具時(shí)，測(cè)試是評(píng)估材料是否適用的快速手段。對(duì)于難以填充的模具（hard-to-fill tools），它可以明確指出樹(shù)脂在標(biāo)準(zhǔn)條件下是否具備填充所需的流動(dòng)長(zhǎng)度。以尼龍材料的選擇為例：在制造電纜扎帶時(shí)，尼龍6/6因其優(yōu)越的流動(dòng)填充特性成為首選材料。與尼龍6/6相比，尼龍6具有更高的伸長(zhǎng)率，但流動(dòng)性較低。
展開(kāi) 
焊縫材料抗疲勞斷裂的可靠性計(jì)算方法
以焊縫材料疲勞斷裂前裂紋長(zhǎng)度為輸出參數(shù),根據(jù)金屬材料疲勞斷裂的過(guò)程理論,利用可靠性技術(shù)中的漂移設(shè)計(jì)原理,對(duì)焊縫材料在一定循環(huán)次數(shù)下的失效率或給定不失效率的循環(huán)次數(shù)的可靠性計(jì)算方法進(jìn)行了探討。結(jié)合實(shí)例,對(duì)在給定循環(huán)次數(shù)和可靠度的條件下,對(duì)焊縫材料抗疲勞斷裂強(qiáng)度進(jìn)行了可靠性設(shè)計(jì)
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焊縫材料抗疲勞斷裂的可靠性計(jì)算方法
摘 要:以焊縫材料疲勞斷裂前裂紋長(zhǎng)度為輸出參數(shù),根據(jù)金屬材料疲勞斷裂的過(guò)程理論,利用可靠性技術(shù)中的漂移設(shè)計(jì)原理,對(duì)焊縫材料在一定循環(huán)次數(shù)下的失效率或給定不失效率的循環(huán)次數(shù)的可靠性計(jì)算方法進(jìn)行了探討。結(jié)合實(shí)例,對(duì)在給定循環(huán)次數(shù)和可靠度的條件下,對(duì)焊縫材料抗疲勞斷裂強(qiáng)度進(jìn)行了可靠性設(shè)計(jì)。
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技術(shù)研究｜家用塑料外殼材料灼熱絲可燃性指數(shù)（GWFI）的判定方法
在全球塑料消費(fèi)中，家電業(yè)僅次于汽車業(yè)。聚丙烯（PP）具有質(zhì)輕、性能優(yōu)良、耐腐蝕和易成形加工等優(yōu)點(diǎn)，其優(yōu)越性在于不僅能代替熱固性塑料和金屬，還能代替其他熱塑性塑料。環(huán)保要求家電產(chǎn)品節(jié)能、節(jié)水、部件可回收等，這使得聚丙烯在家電方面的應(yīng)用日趨廣泛起來(lái)。對(duì)于家電殼體來(lái)說(shuō)，具有高的強(qiáng)度（平衡的剛性/韌性性能）以及能吸引人的外觀是最重要的。Borealis 聚烯烴公司稱其推出的 PP 專用料達(dá)到 UL 94V-0 阻燃條件，適用于電視機(jī)后殼、內(nèi)框和部件；Feno 公司推出高抗沖擊性、低翹曲的M PP25FU 22HB 共聚 PP，可用于生產(chǎn)音響的揚(yáng)聲器；美國(guó) Solar 公司用 Ferro 公司的玻璃增強(qiáng)PP 制造家用除草機(jī)外殼等。
家電外殼用材料，應(yīng)當(dāng)滿足一些阻燃性能，其中灼熱絲可燃性指數(shù) GWFI 作為著火危險(xiǎn)性試驗(yàn)的一部分，與人們的人身財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)，對(duì)于不可控的、不可靠的因素，需要尤其注意。筆者對(duì)改性阻燃聚丙烯樹(shù)脂（LDP-3008 P9W）進(jìn)行灼熱絲可燃性指數(shù)（GWFI）測(cè)試，研究樣板燒至開(kāi)裂或兩半時(shí)的火焰熄滅時(shí)間與樣板尺寸和灼熱溫度的關(guān)系，以期提高 GWFI 測(cè)試結(jié)果及判定的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。
1 、實(shí)驗(yàn)
1.1 材料和儀器
改性聚丙烯樹(shù)脂 PP；
灼熱絲試驗(yàn)機(jī)，測(cè)量溫度范圍：室溫～1 000℃。
展開(kāi) 