环氧树脂热氧老化实验研究

为了评估干式变压器的寿命 ,必须研究环氧树脂的老化机理。介绍了环氧树脂样品的热氧老化加速寿命试验的原理和方法。文中试品采用 60 mm× 1 5mm× 6mm的长方体。用热质量损失作为描述老化特性的性能指标。通过加速寿命实验研究 ,求得在设定温度为 1 70℃及 1 55℃条件下 ,样品热质量损失与暴露时间的关系曲线 ,及求得质量损失达到 3.4%时 ,老化时间分别为 360 0 h和 2 80 0 0 h,温度指数为 1 60℃。并发现 ,在同一暴露时间 ,热质量损失服从正态分布。     

自然环境下聚丙烯土工织物的老化行为

为了评价和预测聚丙烯土工织物在实际使用条件下的使用寿命,在上海地区的户外环境下,采用3种不同的老化试验条件,即大气自然老化、沙土掩埋老化和水下老化,研究聚丙烯土工织物的老化行为.在试验期间,分别记录大气环境下的紫外辐射、温度和降雨量等环境因素的变化,测试在相应老化条件下土工织物的经向断裂强度.试验表明,经过12个月的大气自然老化试验,聚丙烯土工织物的断裂强度由3.31kN/5cm下降到1.35kN/5cm,且土工织物的强度下降与所接受到的累积紫外辐射能线性相关,而环境温度和降雨量等环境因素的变化并未影响土工织物强度与累积紫外辐射能间的关系.开展15个月的沙土掩埋老化试验和24个月的水下老化试验,测试老化期间织物试样的强度变化.试验结果表明,在这两种老化条件下,聚丙烯土工织物的强度并没有产生统计意义上的变化.     

重交通道路沥青老化规律及评价方法

采用薄膜烘箱加热试验方法,对重交通沥青在不同老化时间和老化温度下的性能指标进行测试,分析了时间和温度对沥青老化的影响,并将薄膜烘箱老化试验与美国战略公路研究计划(SHRP)的沥青性能老化评价方法的相关性进行了对比研究。结果表明:重交通道路沥青在老化10 h(163℃)或老化温度高于163℃时性能变化颇为显著;可采用薄膜烘箱老化试验5 h(163℃)老化前后的软化点比1、0 h(163℃)老化前后的25℃针入度比和15℃延度比来评价沥青老化后抗车辙能力;可采用薄膜烘箱老化试验10 h(163℃)或5 h(180℃)老化前后的针入度比和延度比指标来评价沥青老化后的抗疲劳性能;可采用薄膜烘箱老化试验24 h(163℃)老化前后的延度比或软化点比指标来评价沥青长期老化后的抗裂性能。     

不同光源条件下PVC涂层膜材料的光氧老化性能

以聚氯乙烯(PVC)涂层膜材料为研究对象,分别采用UVB313和UVA340型紫外灯管为光源进行人工加速老化试验,研究其光氧老化过程.对老化过程中试样的拉伸性能进行测试,并进行红外光谱和紫外光谱分析,以探究其光氧老化动力学过程.试验结果表明:两种光源条件下试样的光氧老化机制没有发生变化,但当累积紫外辐射能相同时,试样的老化程度并不一致,这是由两种光源的发光光谱不同造成的,因此,互易定律不适用于PVC涂层膜材料寿命预测模型的建立.根据两光源发光光谱的不同,引入有效紫外辐射的概念,依据改进的Schwarzschild定律建立了不同光源条件下PVC涂层膜材料老化结果的相关性.     

不同老化方式对沥青低温性能的影响分析

研究了不同老化方式对沥青低温性能的影响,分3个阶段,对不同老化方式的试验结果进行了比较.阶段1研究表明,沥青在压力老化容器(PAV)中100℃条件下老化20h后的低温性能与在1.01×105Pa、60℃条件下老化38d后的低温性能相差无几.阶段2研究表明,可以通过58℃、10r/s时的高温因子G*/sinδ来修正低温性能分级,从而可以利用短期老化来代替长期老化试验.阶段3研究表明,沥青的低温性能会随着老化时间改变而变化.当老化时间较短时,低温性能分级由劲度指标控制;当老化时间较长时,低温性能分级将转变为由蠕变速率控制.     

纳米SiO2粒子复合对聚脲涂层耐蚀性能的影响

采用紫外光暴露+冷凝的紫外加速老化试验,结合表面形貌观察测试了纳米SiO2粉体复合聚脲涂层的光老化性能,采用3·5%NaCl溶液浸泡试验测试了涂层的耐海水浸泡腐蚀性能,通过场发射扫描电子显微镜、自腐蚀电位和交流阻抗图谱等分析了不同涂层的耐蚀性能.结果表明:纳米SiO2粉体显著提高了芳香族聚脲涂层的耐蚀性能,自腐蚀电位由-40mV升高至60mV,电化学阻抗模值增加了约一个数量级,涂层进入迅速老化阶段的时间延长了约120h,在3·5%NaCl溶液中的浸泡寿命提高了约600h.     

热氧老化作用下废旧叠层轮胎隔震垫的力学性能

为研究废旧叠层轮胎隔震垫(STP)的老化性能,选取180 mm×180 mm×69 mm的6层STP,利用老化试验箱在100℃下对试件分别进行77、154、231、308 h的热空气加速老化试验,通过对比STP老化前后的竖向极限强度、竖向压缩刚度、水平刚度和水平耗能能力,分析了其随老化时间的变化规律.结果表明,在建筑结构使用期限内,STP的力学性能稳定,具有可靠的隔震性能.     

沥青混合料室内加速热氧老化特性与预估

为了探明沥青混合料室内加速热氧老化的特性并进行预估,研究采用沥青混合料加速老化系统,利用阿布森法回收沥青进行相关指标测试,建立了与LTOA老化时间与温度的对应关系。对SBSⅠ-C改性沥青AC-13沥青混合料进行加速老化试验;并基于试验结果建立了沥青混合料加速老化性能衰减预估方程。研究结果表明:对沥青混合料在175℃下进行老化后回收的沥青与原样沥青旋转薄膜烘箱加热试验在相同老化时间内的技术指标相仿;随着老化时间的延长,沥青混合料的残留稳定度、TSR逐渐降低;动稳定度逐渐升高。所建立的沥青混合料加速老化性能衰减预估方程与试验数据具有较高的相关性。     

有机玻璃自然老化和人工老化疲劳寿命的当量关系

根据有机玻璃人工加速老化的机理与自然老化的机理保持一致的原则,导出有机玻璃在应力作用下,其疲劳寿命与所接受的太阳紫外总辐射量及作用在其上应力之间的关系式;将该关系式应用于工程上,大大减少老化试验次数.将自然老化后与未老化的有机玻璃的疲劳强度进行比较,建立其疲劳强度下降率的变化规律关系式,可以估算在不同自然老化时期和在不同疲劳寿命下的疲劳强度下降率或疲劳强度.     

沥青混合料室内加速热氧老化特性与预估研究

为了探明沥青混合料室内加速热氧老化的特性并进行预估,研究采用沥青混合料加速老化系统,利用阿布森法回收沥青进行相关指标测试,建立了与LTOA老化时间与温度的对应关系,对SBSⅠ-C改性沥青AC-13沥青混合料进行加速老化试验,并基于试验结果建立了沥青混合料加速老化性能衰减预估方程。研究结果表明：对沥青混合料在175℃下进行老化后回收的沥青与原样沥青旋转薄膜烘箱加热试验在相同老化时间内的技术指标相仿;随着老化时间的延长,沥青混合料的残留稳定度、TSR逐渐降低;动稳定度逐渐升高;本文所建立的沥青混合料加速老化性能衰减预估方程与试验数据具有较高的相关性。     

基于灰色模型的土工格栅光氧老化作用研究

为研究聚丙烯三向土工格栅光氧老化作用下的力学特性,利用氙灯耐气候老化试验箱开展了室内光氧老化试验,测得不同光氧老化时长的土工格栅抗拉强度和断裂伸长率,得到了三向土工格栅老化后的力学性能变化的规律。试验结果表明:紫外辐射照度对聚丙烯三向土工格栅的老化程度影响较大,格栅的抗拉强度和断裂伸长率均有所下降,光氧老化700 h时抗拉强度保持率试验值为66.21%,断裂伸长率保持率试验值为60.42%。在试验的基础上,基于灰色预测模型对光氧老化后的力学性能指标进行长期预测,预测曲线拟合效果均较好,光氧老化时间超过1 100 h时抗拉强度和断裂伸长率均低于原格栅的50%,为三向土工格栅的工程实践提供试验依据。     

固体火箭发动机粘接界面湿热老化实验

对固体火箭发动机粘接界面试验件进行了不同湿热条件下的加速老化试验,并测量了不同老化时间粘接界面的扯离强度,描述了湿热老化试验和性能测试中的试验现象,结合复合材料微粘接结构吸湿规律对试验现象和撤离强度随老化时间变化曲线进行了分析。研究结果表明:衬层-推进剂粘接界面是固体火箭发动机粘接结构中最薄弱环节,应予以重点考虑；湿热老化促进了环境水分从衬层–推进剂界面向推进剂内部的扩散和渗透,致使弱边界层向推进剂内部扩展,导致了衬层-推进剂界面粘接强度的降低。试验件平均扯离强度随老化时间呈下降趋势,中间有一个强度趋于稳定的平台期。      

复合材料型材在紫外-凝露和自然环境下老化机制

对拉挤成型的玻璃纤维增强复合材料进行自然暴露老化和紫外凝露加速老化试验,研究了不饱和聚酯基型材和乙烯基酯树脂型材在2种环境下的质量、外观颜色、微观形态以及拉伸性能随老化时间的变化,并用红外光谱分析了材料结构的变化。结果表明:在紫外-凝露环境下,复合材料表面颜色变黄,损伤产生于材料表面树脂;老化1 a后,不饱和聚酯基型材和乙烯基酯树脂型材质量分别下降0.73%和0.76%,拉伸模量分别下降18.85%和38.57%,而对不饱和聚酯基型材的拉伸强度无明显副作用,乙烯基酯树脂型材强度下降为78.54%。在自然环境老化1 a后,型材性能变化趋势与紫外-凝露环境下一致,但是变化量较少。     

老化对慢回弹聚氨酯泡沫塑料吸声性能影响的研究

对作为吸声材料使用的慢回弹聚氨酯泡沫材料的耐老化性能进行了研究,得出其125℃条件下人工热老化1 h后的吸声性能相当于自然条件下经历1.98d这一比例关系,由此可以根据人工老化数据推算出其自然老化寿命.     

道路沥青老化机理分析

利用现代分析方法(IR光谱、^1H—NMR、SEC),考察了进口韩国70道路沥青在0h～250h和60℃—130℃薄膜热老化前后特征官能团与分子结构变化。试验发现：沥青经老化后分子中羰基官能团的吸收峰显著增加,老化温度愈高愈变化愈明显。此外,老化后沥青分子中高分子量组分的含量增加,分散度变大。沥青老化前后分子结构的变化说明沥青分子问存在极性官能团之间的缔合作用。沥青的老化是一个缓慢的自氧化过程,氧化反应符合自由基链反应历程。     

示范快堆中间热交换器材料316H钢钠中老化行为研究

316H钢是中国示范快堆中间热交换器的主要材料,随着运行时间的增加,其老化效应不断累积。为探索316H钢在示范快堆中间热交换器运行工况下的老化行为,此研究分别在353℃和535℃静态钠条件下对316H钢管材和板材试样进行了1 000～8 000 h的相容性试验,并对试验后的样品开展微观表征、腐蚀速率测量以及力学性能测试等分析。结果显示：353℃条件下试样几乎不发生腐蚀现象,而在535℃条件下,高温加速了扩散使得材料的老化行为显著,随着试验时间的增加,材料在钠中的腐蚀转为稳态阶段。研究表明：316H钢在钠中的老化行为受到钠的温度、浸泡时间以及材料制造工艺等因素影响,在低氧低碳的低温钠环境中有较好的抗老化能力,在温度相对较高、时间较长的钠环境中存在老化迹象。     

ZN － 1阻尼橡胶材料的老化机理研究

采用加速老化试验方法对ZN－１阻尼橡胶材料的热氧老化性能进行了研究,获得了不同老化温度 及老化时间对硅橡胶泡沫材料力学性能及阻尼性能的影响规律。研究结果表明,随着老化温度的升高及老 化时间的延长, ZN－１的拉伸强度出现了先下降后升高的现象,而扯断伸长率则表现为单调下降的趋势。同 时,还研究了ZN－１阻尼橡胶材料在热氧老化条件下微观结构与性能变化之间的关系,得到了ZN－ １阻尼橡 胶材料的热老化机理。     

不饱和聚酯基玻璃钢的紫外线老化试验

以紫外线灯为光源,对玻璃钢材料进行了紫外线人工加速老化试验,采用扫描电镜(SEM)、差式扫描量热仪(DSC)等对老化前后试样进行表征.结果表明:老化后的试样表面出现不均匀裂纹,拉伸强度呈先上升后明显下降趋势.短期紫外线辐射会引起试样的后固化,造成玻璃化温度(tg)及拉伸强度的上升;而长时间的光老化降解作用会导致大分子链断裂,造成tg和拉伸强度的下降.     

泡沫灭火剂热老化机理研究

水成膜泡沫灭火剂在长期储存过程中存在由于老化而导致性能下降的问题。为了研究泡沫灭火剂的老化降解机理,分别在60℃和90℃下对灭火剂进行加速热老化192 h,研究了灭火剂在老化前后的性能变化;采用液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）,通过灭火剂在老化前后的离子流变化分析了碳氢表面活性剂的降解情况;采用核磁共振氢谱法（¹H NMR）定量分析了不同pH环境对碳氢表面活性剂稳定性的影响。结果表明：在60℃和90℃下加速热老化192 h后,泡沫灭火剂的发泡倍率明显下降,pH值显著升高,表面张力未发生明显变化;在90℃下热老化192 h后,烷基链长度在C₁₂以下的碳氢表面活性剂发生了明显降解,烷基链长度为C₁₄和C₁₆的碳氢表面活性剂相对稳定;在90℃下热老化192 h后,糖苷类表面活性剂在酸性和碱性环境下的降解率大于中性环境,甜菜碱类表面活性剂在碱性环境下的降解率大于酸性和中性环境,因此在实际应用时应避免添加导致体系pH大幅升高的组分。     

泡沫灭火剂热老化机理研究

水成膜泡沫灭火剂在长期储存过程中存在由于老化而导致性能下降的问题。为了研究泡沫灭火剂的老化降解机理,分别在60℃和90℃下对灭火剂进行加速热老化192 h,研究了灭火剂在老化前后的性能变化;采用液相色谱-质谱联用技术(LC-MS),通过灭火剂在老化前后的离子流变化分析了碳氢表面活性剂的降解情况;采用核磁共振氢谱法(¹H NMR)定量分析了不同pH环境对碳氢表面活性剂稳定性的影响。结果表明：在60℃和90℃下加速热老化192 h后,泡沫灭火剂的发泡倍率明显下降,pH值显著升高,表面张力未发生明显变化;在90℃下热老化192 h后,烷基链长度在C₁₂以下的碳氢表面活性剂发生了明显降解,烷基链长度为C₁₄和C₁₆的碳氢表面活性剂相对稳定;在90℃下热老化192 h后,糖苷类表面活性剂在酸性和碱性环境下的降解率大于中性环境,甜菜碱类表面活性剂在碱性环境下的降解率大于酸性和中性环境,因此在实际应用时应避免添加导致体系pH大幅升高的组分。