高分子材料老化表征之盐雾试验

日期: 2024-05-16 11:04:22|浏览: 59|编号: 67162

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高分子材料老化表征之盐雾试验

聚合物、金属等材料或制品在大气环境中使用时,由于客观存在大气中所含的氧气、环境湿度和温度的变化、污染物等各种腐蚀成分和腐蚀因素,其宏观和/或微观效应在这些环境因素的影响下,性能将被破坏或劣化,导致腐蚀和老化。

盐雾老化是常见的、最具破坏性的大气腐蚀之一,特别是对于金属材料或含有金属嵌件、涂层等的高分子材料。盐雾对材料表面的腐蚀是由于材料中含有的氯离子渗透到材料表面而引起的。材料表面形成保护层,并与内部金属发生电化学反应。 同时,氯离子含有一定的水合能,很容易被吸附在材料表面的孔隙和裂纹中挤出并取代氧化层中的氧,使不溶性氧化物转变为可溶性氯化物,使钝化表面变成活性表面。 。 盐雾老化或盐雾腐蚀常见于海洋、海边等大气环境中。

为了检验或验证材料的耐盐雾老化性能,在材料、产品或设备的研制过程中必须进行盐雾老化试验。 盐雾老化试验主要分为两类:一类是自然环境暴露试验,另一类是人工加速模拟盐雾环境试验。

在自然环境暴露试验中,盐雾环境中氯化物的盐浓度比较低,实际的腐蚀和老化速度也比较慢,获得结果的时间也很长,这将大大延长研究的时间以及实际运营中的发展进展。 人工加速模拟盐雾环境试验是主要利用盐雾试验设备营造的人工模拟盐雾环境条件来评价材料或产品的老化和耐腐蚀性能的环境试验。 与自然环境暴露试验相比,人工加速盐雾环境试验的盐雾环境中氯化物的盐浓度可以是一般自然环境中盐雾含量的几倍或几十倍,大大增加了腐蚀速率和对产品产生负面影响。 通过进行盐雾试验,获得结果的时间也大大缩短。 例如,产品样品如果在自然暴露环境下测试,可能需要一年的时间才能腐蚀,但如果在人工模拟盐雾环境条件下测试,只需24小时就可以得到类似的结果,非常方便。

在实验室中,人工加速模拟盐雾环境试验盐雾分为四类:

(1)中性盐雾试验(NSS试验)是最早、应用领域最广泛的加速腐蚀试验方法。 它采用5%氯化钠盐溶液,将溶液的pH值调节至中性范围(6.5~7.2)作为喷雾溶液。 试验温度均为35℃,要求盐雾沉降速率为1~2ml/80cm/h。

(2)醋酸盐雾试验(ASS试验)是在中性盐雾试验的基础上发展起来的。 它在5%氯化钠溶液中加入一些冰醋酸,使溶液的pH值降低到3左右,使溶液呈酸性,产生的盐雾也由中性盐雾变为酸性。 其腐蚀速度比NSS测试快约3倍。

(3)铜盐加速醋酸盐雾试验(CASS试验)是国外最近发展起来的快速盐雾腐蚀试验。 测试温度为50°C。 盐溶液中加入少量铜盐-氯化铜,可强烈诱发腐蚀。 。 其腐蚀速率约为NSS试验的8倍。

(4)交变盐雾试验是综合盐雾试验,实际上是中性盐雾试验加上恒湿热试验。 主要用于型腔类整机产品。 通过潮湿环境的渗透,盐雾腐蚀不仅发生在产品表面,而且还发生在产品内部。 它交替在盐雾和湿热两种环境条件下对产品进行转换,最终评估整个产品的电气和机械性能是否有变化。

人工加速模拟盐雾环境试验结果也有四种定性判断方法:

(1)等级判定方法:将腐蚀面积占总面积的比例的百分比按照一定的方法分为若干等级,以某一等级作为合格判定的依据。 适用于扁平样品的评估。

(2)称重判断法:是在腐蚀试验前后对试样进行称重,计算腐蚀损失的重量,以判断试样耐腐蚀质量的方法。 特别适用于判断某些金属的耐腐蚀质量。 进行评估。

(3)腐蚀外观判定法:为定性判定方法。 判定产品经过盐雾腐蚀试验后是否有腐蚀现象。 该方法多用于一般产品标准。 就是我文章开头提到的红锈和白锈的现象。

(4)腐蚀数据统计分析方法:提供设计腐蚀试验、分析腐蚀数据、确定腐蚀数据置信度的方法。 主要用于分析和统计腐蚀情况,而不是专门用于特定产品的质量判断。 。

人工加速模拟盐雾环境测试的相关参考标准有:GM 9540P/B、JASO M609/等,您可以根据实际需要进行研究和测试。

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在实际生产和生活中,不同的高分子材料及其制品暴露在不同的环境条件下。 因此,在不同的应用场合,对所用材料的抗老化要求是不同的。 例如:(1)部分客户需要解决材料在储存过程中变色、老化的问题; (2)部分客户需要解决挤出、切粒、注塑等加工过程中物料发黄等老化问题; (3))部分客户需要解决产品在较高温度环境下长期使用过程中的长期耐热和抗氧化老化问题; (4)其他客户需要解决产品在户外使用环境下的耐久性等问题。但不同的客户对同一种材料的抗老化要求不同。 例如,有些客户需要解决高温下不同时间的热氧老化问题; 有的需要解决户外使用环境条件下不同时间的耐候问题。 总之,对于抗老化材料的要求是不断变化的。

例如:在实际应用中,为了改善和增强塑料及其制品的光稳定性,必须添加耐候功能添加剂,如紫外线吸收剂、紫外线屏蔽剂、受阻胺光稳定剂等。问题是单独使用一种添加剂并不能达到预期的抗衰老效果,往往需要多种添加剂的组合才能达到目的。 然而,(1)不同的高分子材料具有不同的结构特性,(2)实际应用环境不同,(3)抗老化添加剂具有不同的功能、特性和优点,(4)不同添加剂与材料之间的相容性和优势材料的迁移不同。 (5)添加剂本身的加工性能、稳定性、环境友好性和性价比不同,添加剂之间的协同作用也不同(甚至反协同作用)。 (6)材料配方中的其他材料成分或添加剂与抗老化添加剂的相互作用和影响也不同……因此,材料或产品的抗老化是一个系统工程。 有必要权衡和考虑所有影响因素,才能选择适合某种材料或产品的高效抗老化体系。

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(王生:)

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