[发明专利]一种单一温度条件贮存寿命半定量评估试验及数据处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种单一温度条件贮存寿命评估试验方法，特别是涉及一种利用已有相关热老化试验数据，快速高效地开展贮存寿命评估试验及数据处理方法。

背景技术

非金属材料广泛应用于各种军、民用产品，在产品设计中具备密封、减振、粘接、润滑、防腐等功能要求，同时产品各种材料在贮存过程中由于受到热、氧、应力等因素的综合作用，非金属材料是最早、最容易出现老化失效问题的材料，非金属材料薄弱环节是影响产品贮存寿命的“短板”，因此针对非金属材料开展贮存寿命评估对产品设计、使用、维护和延寿具有重要意义。

目前，针对橡胶、塑料、胶粘剂等非金属材料加速老化试验标准、方法比较多，行业标准、国家标准、国家军用标准等各层次级别均有所涵盖，比如橡胶材料有HG/T3087－2001《静密封橡胶零件贮存寿命快速测定方法》、GB/T3512－2001《硫化橡胶或热塑性橡胶—热空气加速老化和耐热试验》和GJB92－86《热空气老化法测定硫化橡胶贮存性能导则》等，材料级老化评估方法较为成熟，广泛应用于配方工艺改进、耐老化性能筛选以及材料贮存寿命评估。现有方法中，试验温度条件规定不少于四个，试验过程中将需要较多试验样品和试验设施，试验周期也较长，消耗大量的人力、物力。因此，如何快速高效地开展贮存寿命评估试验是工程技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种快速高效地开展贮存寿命评估试验及数据处理方法。

本发明的目的是通过以下的技术措施实现的：

1.制备试验样品，根据所确定的老化特性指标，制备相应的老化特性指标测试试验样品，橡胶类材料可按相关标准制备成柱状试样，胶粘剂类材料可按相关标准制备成剪切试样或剥离试样等。

2.确定试验温度条件，评估对象选取参比对象第二高试验温度条件作为热老化试验温度条件，比如已知贮存寿命评估结果的参比对象在120℃、110℃、100℃和90℃四个温度条件下开展热老化试验，评估对象试验温度条件选取110℃。

3.开展热老化试验，获取不同热老化试验周期评估对象老化特性指标退化数据。

4.试验数据处理，给出评估结果。

评估对象在热老化过程中，其老化特性指标P与老化时间τ的关系可用经验公式（1）进行描述：

式中：P为老化时间为τ时的老化特性指标；A为常数(由橡胶类型和老化温度条件确定)，K为反应速率常数(由橡胶类型和老化温度条件确定)，α为常数(由橡胶类型和老化温度条件确定)，τ为老化时间（天）；

反应速率常数K直接反映了性能变化速率的快慢，与温度有直接关系，即当某一温度恒定时，不同化学反应的快慢可用速率常数K的大小来直接衡量。因此，当对评估对象的贮存寿命进行半定量评估时，只需将其与相同或相似种类的参比对象在同一老化温度下的反应速率常数K进行对比，即可确定其性能下降速率与参比对象的差异，然后以参比对象的热老化加速试验寿命评估结果作为参照，半定量给出该评估对象的贮存寿命大于、小于或相近于参比对象。

本发明实验数据量小，周期短，可以快速高效地开展贮存寿命评估试验。

说明书附图

图1为天然橡胶1157与1161性能-老化时间拟合结果。

具体实施例

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1：评估对象天然橡胶1157，天然橡胶1161贮存寿命评估结果已知（一定失效临界条件下，贮存寿命评估得出τ年），二者在分子结构、物理化学性能等方面较为相似，选择天然橡胶1161作为天然橡胶1157的贮存寿命评估参比对象。天然橡胶1157选取天然橡胶1161的温度条件开展热老化试验，获取不同热老化试验周期评估对象老化特性指标（压缩永久变形率ε）退化数据，按公式（1）进行拟合，结果见表1。

对两种橡胶在相同温度下的性能-时间试验数据进行线性化处理，可得出天然橡胶1157在该老化温度下的性能变化速率常数为0.031，天然橡胶1161在该老化温度下的性能变化速率常数为0.0785，见表1和图1。对比两种橡胶的性能变化速率常数，可得出相同老化温度下天然橡胶1157的性能下降速率小于天然橡胶1161，即天然橡胶1157的贮存寿命大于1161，大于τ年。