[发明专利]聚酯工业丝蠕变寿命的快速预测方法

说明书

本发明涉及聚酯工业丝蠕变寿命的快速预测方法，对聚酯工业丝进行标准拉伸试验、非标准拉伸试验和蠕变试验得到多组强力和时间数据，由多组强力和时间数据得到n条拟合直线，根据n条拟合直线斜率和截距的平均值绘制标准直线，根据标准直线快速预测聚酯工业丝在特定蠕变负荷下的蠕变断裂时间；标准拉伸试验对应的强力和时间为S₁和T₁；非标准拉伸试验与标准拉伸试验的唯一区别是拉伸速率不同，其对应的强力和时间为S₂和T₂；蠕变试验对应的强力和时间为L和T₃；n条拟合直线所在坐标系的横坐标为断裂时间，纵坐标为强力与S₁的比值。本发明适用性好，设备要求低，流程简单，操作方便，耗时短，极具推广价值。

技术领域

本发明属于高分子材料检测领域，涉及一种聚酯工业丝蠕变寿命的快速预测方法，特别涉及一种利用短时实验数据预测聚酯工业丝长期使用过程中蠕变寿命的方法。

背景技术

聚酯工业丝作为产业用高新技术纤维的品种之一，是构建低碳经济文化、促进环境友好发展及支撑国家高科技产业发展的重要材料。聚酯工业丝具有强度高、模量高和尺寸稳定性好的特性，广泛应用于轮胎帘子线、安全带、安全气囊和土工材料等领域。聚酯工业丝制成缆绳或传送带等，长期使用后尺寸和形态会不稳定，造成材料蠕变失效断裂。为了更安全更可靠地使用聚酯工业丝，需要对产品的长期蠕变寿命进行测试表征评价。但是目前国内对于聚酯工业丝的测试方法和测试指标只局限于常规的线密度、拉伸性能、热收缩和外观等项目的测试表征，未对实际使用过程中蠕变寿命等指标进行测试评价。

传统的材料蠕变寿命预测方法主要是θ投影法，其是由高应力短时的蠕变曲线来外推得到低应力长时间的蠕变曲线的，虽然其可得到蠕变寿命，但是存在诸多弊端，如试验材料本身性能具有分散性，对材料蠕变曲线的获得和拟合方程的参数确定造成影响，最终影响测得材料寿命的精度。针对纤维材料的蠕变性能测试，专利CN 104897488 A公开了一种测试涤纶工业丝静态蠕变耐久性能的测试方法，其在获得80％、83％、87％和90％的4个力值对应的短时蠕变断裂时间基础上构建蠕变负荷-时间的特征曲线，对涤纶工业丝的蠕变性能进行评价，虽然其一定程度上提高了测试的精度，但是该方法需要对产品进行多组力值的蠕变寿命测试，耗时长，无法对聚酯工业丝样品的实际使用过程中的蠕变寿命进行快速预测评价。

因此，开发一种耗时短且操作便捷的聚酯工业丝蠕变寿命的快速预测方法极具现实意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种耗时短且操作简便的聚酯工业丝蠕变寿命的快速预测方法。

为了达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

聚酯工业丝蠕变寿命的快速预测方法，对聚酯工业丝进行标准拉伸实验、非标准拉伸实验和蠕变实验得到多组强力和时间数据，由多组强力和时间数据得到n条拟合直线，n条拟合直线经处理得到1条标准直线，根据标准直线快速预测聚酯工业丝的蠕变寿命；步骤如下：

(a)对聚酯工业丝样品进行m次标准拉伸实验得到m组拉伸断裂强力和拉伸断裂时间，计算平均值后得到S₁和T₁，标准拉伸实验是按国标规定的方法进行的实验，m为正整数；

(b)进行a次非标准拉伸实验得到a组拉伸断裂强力S₂和拉伸断裂时间T₂，所述非标准拉伸实验的拉伸速率不同于标准拉伸实验的拉伸速率，所述非标准拉伸实验的其他条件与标准拉伸实验一致，a≥3且为正整数；

(c)将S₁分别乘以b个c计算得到b个蠕变负荷L，L<S₁，在蠕变负荷L下进行蠕变实验，得到b个蠕变断裂时间T₃，b为正整数；