CN106370511A - 一种热塑试样耐热老化性能评价测试方法 - Google Patents

一种热塑试样耐热老化性能评价测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种热塑试样耐热老化性能评价测试方法，包括1S:将热塑纤维增强材料加工成符合纤维增强材料测试标准的试样，获取其干态力学性能参数；2S:将试样置于热风烘箱内，设定热风烘箱内的换气频率；3S:取样并获取老化力学性能参数；4S:根据所获取的老化力学性能参数与干态力学性能参数，计算得出试样热老化后的力学性能强度保留率。该评价测试方法，通过设定热风烘箱内的换气频率，建立一套相关方面的实验方法和标准，模拟并建立一个快速而准确的玻纤增强热塑试样耐热老化性能评价方法，可以更全面地反映热塑产品实际的使用情况。

Description

一种热塑试样耐热老化性能评价测试方法
技术领域
本发明涉及一种热塑试样耐热老化性能评价测试方法，主要运用于玻璃纤维增强热塑复合材料耐热老化性能的测试和评价方法。
背景技术
随着热塑性玻纤增强树脂产品应用范围的不断扩大，在耐热耐高温环境下的制件越来越多地被热塑制件所替代。然而目前没有针对热塑复合材料试样耐热老化性能的验证标准和试验方法。
为了使热塑产品更全面地反映实际的使用情况，迫切需要建立一套相关方面的实验方法和实验标准，模拟并建立一个快速而准确的玻纤增强热塑试样耐热老化性能评价方法。
现行对增强纤维材料的耐热老化试样没有可采用的方法标准，通常只是在常用热风烘箱中进行的试验。无法测算控制实验时测试环境的换气频率。换气频率直接影响测试环境内部的氧气含量，从而影响实验结果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种热塑试样耐热老化性能评价测试方法，通过设定热风烘箱内的换气频率，建立一套相关方面的实验方法和标准，模拟并建立一个快速而准确的玻纤增强热塑试样耐热老化性能评价方法，可以更全面地反映热塑产品实际的使用情况。
本发明提供一种热塑试样耐热老化性能评价测试方法，包括以下步骤：
1S:将热塑纤维增强材料加工成符合纤维增强材料测试标准的试样，获取其干态力学性能参数；
2S:将试样置于热风烘箱内，设定热风烘箱内的换气频率；
3S:取样并获取老化力学性能参数；
4S:根据所获取的老化力学性能参数与干态力学性能参数，计算得出试样热老化后的力学性能强度保留率。
其中，所述换气频率的测算公式如下：
其中，V为测量热风烘箱内部容积，X为测定换气中热风烘箱的消耗电量，Y为测定无换气中热风烘箱的消耗电量，D为热风烘箱周围空气的密度，△T为测定热风烘箱内外之温度差。
其中，所述换气频率的范围为5次/小时-30次/小时。
其中，所述步骤3S中，还包括根据实验温度、实验时间范围设定取样次数。
其中，所述实验温度为130℃-190℃。
其中，所述实验时间范围为48小时-1500小时，所述取样次数为2-10次。
其中，所述力学性能保留率计算式为：保留率＝100％*老化力学性能/干态力学性能。
其中，所述纤维增强材料测试标准的试样为符合ISO527-2、ISO178和/或ISO179-1的标准的试样。
其中，所述纤维增强材料测试标准的试样的加工方式有双螺杆挤出玻纤增强热塑树脂造粒以及热塑树脂料粒注塑。
本发明的热塑试样耐热老化性能评价测试方法，包括以下步骤：
1S:将热塑纤维增强材料加工成符合纤维增强材料测试标准的试样，获取其干态力学性能参数；
2S:将试样置于热风烘箱内，设定热风烘箱内的换气频率；
3S:取样并获取老化力学性能参数；
4S:根据所获取的老化力学性能参数与干态力学性能参数，计算得出试样热老化后的力学性能强度保留率。
热风烘箱连接有瓦特表，可以分别测定热风烘箱换气和无换气状态下电量的消耗(WH)，计算并控制热风烘箱换气频率，测算公式如下：
其中，V为测量热风烘箱内部容积，X为测定换气中热风烘箱的消耗电量，Y为测定无换气中热风烘箱的消耗电量，D为热风烘箱周围空气的密度，△T为测定热风烘箱内外之温度差。3590为热风烘箱要求的固定参数。
由于换气频率直接影响测试环境内部的氧气含量，从而影响实验结果。通过该测算公式，可以设定热风烘箱的换气频率，将换气频率固定在一个恒定的数值，解决了由于换气频率不稳定造成的测试环境内部的氧气含量不稳定，从而影响实验结果的问题。发明人经过多次日常实验，得出较为合理的换气频率的范围为5次/小时-30次/小时。
步骤3S中，还包括根据实验温度、实验时间范围，设定取样次数。该热风老化实验的实验温度为130℃-190℃。该实验温度范围是根据不同树脂品种对温度的耐受不同而设定。温度设定太低，会导致试样老化进行时间过长且力学性能强度变化微弱；温度设定过高，则会导致老化进行时间短且样品损坏，都不利于实验正常进行。设置实验时间范围为48小时-1500小时，该实验时间范围为实验效果与实验效率综合考量的结果，时间太短不利于多次取样以及数据的可靠程度，时间过长则会导致实验效率低下。在测试过程中，按时间顺序，分批取样，取样次数为2-10次取样次数决定了同一批次实验数据的多少，数据点越多，试样耐热老化趋势越准确。
取样并测试其老化力学性能数据，对比干态力学性能数据；计算得出试样热老化之后的力学性能强度保留率。力学性能保留率计算式为：保留率＝100％*老化力学性能/干态力学性能。
纤维增强材料测试标准的试样为符合ISO527-2、ISO178和/或ISO179-1的标准的试样具体指ISO527-2：2010(塑料拉伸性能测定第二部分：模塑和挤塑塑料的试验条件)、ISO178：2010(塑料弯曲性能测定)和/或ISO179-1:2010(塑料简支梁冲击性能的测定)的标准的试样。纤维增强材料测试标准的试样的加工方式有常规双螺杆挤出玻纤增强热塑树脂造粒，以及常规热塑树脂料粒注塑。
本发明的热塑试样耐热老化性能评价测试方法通过设定热风烘箱内的换气频率，将换气频率这一实验参数固定，进而探究热塑性试样在不同温度、不同时间下的耐热老化性能。建立了一套相关方面的实验方法和标准，模拟并建立一个快速而准确的玻纤增强热塑试样耐热老化性能评价方法，可以使实验结果更加准确、更全面地反映热塑产品实际的使用情况。
附图说明
并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理，在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本发明的热塑试样耐热老化性能评价测试方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
本发明的热塑试样耐热老化性能评价测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
1S:将热塑纤维增强材料加工成符合纤维增强材料测试标准的试样，获取其干态力学性能参数；
2S:将试样置于热风烘箱内，设定热风烘箱内的换气频率；
3S:取样并获取老化力学性能参数；
4S:根据所获取的老化力学性能参数与干态力学性能参数，计算得出试样热老化后的力学性能强度保留率。
换气频率的测算公式如下：
其中，V为测量热风烘箱内部容积，X为测定换气中热风烘箱的消耗电量，Y为测定无换气中热风烘箱的消耗电量，D为热风烘箱周围空气的密度，△T为测定热风烘箱内外之温度差。控制换气频率的范围为5次/小时-30次/小时。控制实验温度为130℃-190℃，实验时间范围为48小时-1500小时，在此期间的取样次数为2-10次
下面列出该热塑试样耐热老化性能评价测试方法的具体实施例：
实施例：
本发明实施例使用的各组分如下：
玻纤牌号使用本司产品，牌号分别为：ECS11-4.5-560A，ECS11-4.5-568H；
树脂为PA66，厂家：杜邦(新加坡)，牌号为L101；
纤维增强材料试样为符合ISO527-2，ISO178，ISO179-1标准的试样；
标准试样的制样方法常规双螺杆挤出玻纤增强热塑树脂造粒，以及常规热塑树脂料粒通过注塑获得；
实验室环境为标准的恒温恒湿环境，室温23℃，湿度50％。
换气频率
表1为具体评价测试例。本发明具体实例中，玻纤含量为制件整体质量的30％。实验温度为170℃。取样时间分别为500h、800h、1000h。
表1 ECS11-4.5-560A和ECS11-4.5-568H具体评价测试例
从以上的评价测试实例可以看出，干态力学性能指标偏低的ECS13-4.5-568H增强PA66试样，在耐高温1000h测试中各项力学性能保留率普遍高于ECS13-4.5-560A增强PA66的试样。说明在高温环境中，ECS13-4.5-568H玻纤较ECS13-4.5-560A更适合增强PA66使用。
从换气频率的改变中，可以发现同等温度和时间条件下，换气频率越高，力学性能保留率越低，说明在热塑试样耐热老化过程中，换气频率对试样力学性能保留率有较大影响。
综上所述，本发明通过设定换气频率，将换气频率这一实验参数固定，进而探究热塑性试样在不同温度、不同时间下的耐热老化性能。建立了一套相关方面的实验方法和标准，模拟并建立一个快速而准确的玻纤增强热塑试样耐热老化性能评价方法，可以使实验结果更加准确、更全面地反映热塑产品实际的使用情况。
最后应说明的是：在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种热塑试样耐热老化性能评价测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
1S:将热塑纤维增强材料加工成符合纤维增强材料测试标准的试样，获取其干态力学性能参数；
2S:将试样置于热风烘箱内，设定热风烘箱内的换气频率；
3S:取样并获取老化力学性能参数；
4S:根据所获取的老化力学性能参数与干态力学性能参数，计算得出试样热老化后的力学性能强度保留率。
2.如权利要求1所述的热塑试样耐热老化性能评价测试方法，其特征在于，所述换气频率的测算公式如下：
其中，V为测量热风烘箱内部容积，X为测定换气中热风烘箱的消耗电量，Y为测定无换气中热风烘箱的消耗电量，D为热风烘箱周围空气的密度，△T为测定热风烘箱内外之温度差。
3.如权利要求2所述的热塑试样耐热老化性能评价测试方法，其特征在于，所述换气频率的范围为5次/小时-30次/小时。
4.如权利要求1所述的热塑试样耐热老化性能评价测试方法，其特征在于，所述步骤3S中，还包括根据实验温度、实验时间范围设定取样次数。
5.如权利要求4所述的热塑试样耐热老化性能评价测试方法，其特征在于，所述实验温度为130℃-190℃。
6.如权利要求4所述的热塑试样耐热老化性能评价测试方法，其特征在于，所述实验时间范围为48小时-1500小时，所述取样次数为2-10次。
7.如权利要求1所述的热塑试样耐热老化性能评价测试方法，其特征在于，所述力学性能保留率计算式为：保留率＝100％*老化力学性能/干态力学性能。
8.如权利要求1所述的热塑试样耐热老化性能评价测试方法，其特征在于，所述纤维增强材料测试标准的试样为符合ISO527-2、ISO178和/或ISO179-1的标准的试样。
9.如权利要求1所述的热塑试样耐热老化性能评价测试方法，其特征在于，所述纤维增强材料测试标准的试样的加工方式有双螺杆挤出玻纤增强热塑树脂造粒以及热塑树脂料粒注塑。
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