塑料热空气老化检测

塑料热空气老化检测是评估塑料材料在高温及空气环境下耐热老化性能的关键测试，其核心原理、方法、标准及应用如下：

检测原理

塑料在加工、储存、运输及使用过程中，不可避免地会受到热与氧的作用，导致热氧老化，性能下降。热空气老化检测通过模拟高温空气环境，加速塑料的老化过程，在较短时间内评定材料对高温的适应性。具体方法是将塑料试样置于给定条件（温度、风速、换气率等）的热老化试验箱中，使其经受热和氧的加速老化作用，通过检测暴露前后性能的变化来评定耐热老化性能。

检测方法

1. 试样制备

• 试样形状与尺寸需符合相关塑料性能检测方法的规定，通常为标准尺寸（如边长10mm正方形或直径10mm圆形，厚度3-6.5mm）。

• 每周期每组试样一般不少于5个，试验周期数根据检测项目而定，一般不少于5个。

• 试样表面应平整无缺陷，避免因试样问题影响测试结果。

2. 试验条件设置

• 温度：根据材料的使用要求和试验目的确定，原则是在不造成严重变形、不改变老化反应历程的前提下，尽可能提高试验温度。通常选取的温度上限：对热塑性塑料应低于软化点，热固性塑料应低于其热变形温度20℃～40℃，易分解的塑料应低于其分解温度。温度下限高于使用温度20℃～40℃。

• 风速：平均风速在0.5～1.0m/s内选取，允许偏差为±20%。风速对热交换率影响明显，风速大热交换率高，老化速率快。

• 换气率：根据试样的特性和数量在1～100次/h内选取。换气量过大，耗电量大、温度分布不易均匀；换气量过小则氧化反应不充分，影响老化速度。

• 试样间距：试样间距一般不小于10mm，试样与箱壁间距不小于70mm，工作室容积与试样总体积之比不小于5:1，以保证空气流动和温度分布均匀。

3. 试验步骤

• 调节试验箱：将试验箱温度升到试验温度，恒温1小时以上，至温度达到稳定状态后开始测定。每隔5分钟记录温度读数，共5次，计算平均值作为箱温。

• 安置试样：将试样编号、测量尺寸后，挂置于试验箱的网板或试样架上，确保试样两面均曝露在气流中。

• 升温计时：将试样置于常温的试验箱中，逐渐升温到规定温度后开始计时。若温度突变对试样及对试验结果无明显影响，可将试样放置于达到试验温度的箱中，温度恢复到规定值时开始计时。

• 周期取样：按规定或预定的试验周期依次从试验箱中取样，直至结束。取样要快，并暂停通风，尽可能减少箱内温度变化。

• 性能测试：根据所选定的项目，按有关塑料性能试验方法，检测暴露前后试样性能的变化。

检测标准

1. 中国标准：GB/T 7141-1992《塑料热空气暴露试验方法》，明确了塑料在热空气环境下的老化试验方法。

2. ：ISO 188《塑料 热老化性能的测定》，提出了热空气老化的温度设定原则和寿命预测方法，被广泛引用于国际市场。

3. 美国标准：ASTM D573《橡胶标准试验方法 在规定温度下空气中热老化的测定》，强调温度控制的均匀性和测试周期的重要性，适用于多种塑料和复合材料。

4. 其他标准：如IEC 60216《电气绝缘材料热老化性质的评估》、JISK7214等，也提供了热空气老化检测的相关规定。

应用场景

1. 材料研发与改进：通过检测VST，了解塑料材料的热稳定性能，为配方调整和优化提供数据支持。

2. 生产质量控制：对批量生产的塑料制品进行热空气老化检测，确保产品符合规定的耐热性能要求。

3. 材料选型与应用：评估塑料材料在不同温度环境下的适用性，为工程师和设计师选择合适的材料提供依据。例如，汽车内饰件需优先选择耐热性好的工程塑料。

影响因素

1. 试验温度：温度是影响热老化结果Zui重要的因素。温度变动（如箱内温度分布不均匀）会导致测试结果偏差。例如，软PVC在110℃时的失重变化率与112℃时的相差10%~20%。

2. 风速与换气率：风速影响热交换率，换气率影响氧化反应的充分性。需根据试样特性和测试要求选择合适的风速和换气率。

3. 试样制备：试样的形状、尺寸、表面状态等会影响测试结果。需严格按照标准要求制备试样。

4. 试验箱性能：试验箱的温度均匀性、波动度等参数需符合标准要求，以确保测试结果的准确性。