耐化學性能測試

塑料耐化學性能測試主講譚壽再主要內(nèi)容塑料耐化學性能什么是塑料的耐化學藥品性能？為什么要測試塑料的耐化學性能？怎樣測試塑料的耐化學性能？一、

基本概念塑料與活性介質(zhì)的反應而發(fā)生的變化稱為化學老化，塑料對此種變化的抗耐性稱為耐化學藥品性，簡稱耐化學性。化學老化的主要是由水、酸、堿、溶劑、油類等藥液引起的，也可能是由活性氣體或高溫蒸氣引起，或者與焦油狀物（煙墮落物等）以及銅等金屬接觸所造成?；瘜W老化的表現(xiàn)包括：龜裂、溶脹、溶解、收縮、變色、失去透明性、脆化等。二、

塑料化學老化的原理1.活性氣體引起塑料材料的老化臭氧、氨、氯、二氧化琉氣體及水蒸氣等活性氣體會破壞塑料分子結(jié)構(gòu)，加快塑料包裝容器的老化。如聚酰胺和不飽和聚酯，臭氧與高分子中的不飽和鍵直接反應生成臭氧化物，此臭氧化物分解時會造成鏈斷裂。在活性氫原子的作用下，氫過氧化物有時也引起鏈鎖性斷鏈反應在長時間或高溫下，氧氣也會促進自動氧化反應。二、

塑料化學老化的原理2.化學劑引起的溶脹和溶解當塑料和試劑的分子極性相近時，試劑就會向高分子內(nèi)部滲透，形成媒合，當這個結(jié)合力超過高分子鏈之間的內(nèi)聚力時，分子相互間就被拉開，溶劑分子趁虛而入，造成溶化現(xiàn)象，甚至進一步發(fā)展的結(jié)果是高分子鏈游離分散到溶劑中，呈現(xiàn)溶解狀態(tài)。在一定條件下，當水、酸、堿及其他試劑在與高分子接觸時還會發(fā)生水解反應，特別是酯類塑料（聚酯，聚碳酸酯，聚氨酯等）。二、

塑料化學老化的原理3.環(huán)境應力龜裂塑料因老化而龜裂包括溶劑龜裂，應力龜裂，環(huán)境應力龜裂。溶劑龜裂是由于有機溶劑的作用引起的龜裂，PS等影響比較明顯；應力龜裂是指由于應力集中或殘余應變引起的龜裂，一般在旋口或尖角處容易產(chǎn)生這一問題。環(huán)境應力龜裂指活性環(huán)境介質(zhì)與應力同時作用下產(chǎn)生的龜裂。開裂長度C與應力σ關(guān)系：當表面能V因活性環(huán)境介質(zhì)的作用而降低時，由于楊氏模量E是個定值，必需的應力σ值就減少，從而促進了應力龜裂。三、測試方法塑料耐化學藥品性能的試驗方法一般是模擬實驗，以塑料制品使用環(huán)境及實際的用途進行模擬。（a）在噴霧、氣體環(huán)境中的曝置試驗法；（b）浸漬試驗；（c）環(huán)境應力龜裂試驗；（d）試液老化跟蹤法等。浸漬試驗是指在規(guī)定溫度條件下，將塑料試樣完全浸漬在需要接觸的試液中，經(jīng)過規(guī)定時間后測定試樣的質(zhì)量、尺寸、外觀變化和有關(guān)性能（如力學性能、電學性能、光學性能）等隨時間推移而發(fā)生的變化，或者根據(jù)所觀察到的龜裂發(fā)生等情況來進行評價塑料的耐藥性。GB/T11547-2008塑料耐液體化學試劑性能的測定1.試樣選取試樣的制備方法根據(jù)材料的不同性質(zhì)及形狀而定粉料及粒料一般使用模塑、注塑或模壓成型；型材、片材、薄膜、棒材及管材等使用機加工方法制備。對于力學性能、電性能、熱性能或光學性能等試樣的尺寸應依據(jù)具體方法要求確定試樣尺寸。對于質(zhì)量、尺寸和外觀的變化進行測量時，一般使用相同的尺寸的試樣。試樣預處理：GB/T2918-1998的標準規(guī)定試樣數(shù)量：根據(jù)相關(guān)測定項目的國家標準中的規(guī)定，若無規(guī)定，每組試樣應不少于三個。2.試液選擇試液一般使用與塑料容器接觸的內(nèi)裝物的溶液。如果沒有特指的化學物品，按標準規(guī)定選擇對有關(guān)塑料性能產(chǎn)生影響的具有代表性的化工產(chǎn)品或其混合液，用于評價塑料在各類型化學介質(zhì)中的耐腐蝕能力。乙酸、丙酮、乙醇、乙醚、蒸餾水試液應為分析純，或采用同一批次試劑來測試。試液配制時注意安全，放火，防毒，在通風櫥內(nèi)操作。試液量應按照試樣的總表面積計算，每平方厘米不少于8mL的試液。3.測試條件（1）浸泡溫度低于100℃，允許偏差±2℃；浸泡溫度大于100℃時，允許偏差±3℃。優(yōu)先選用的浸泡溫度：23℃±2℃；70℃±2℃。（2）測定時溫度：23℃±2℃。在浸泡周期結(jié)束時，可將試樣迅速地轉(zhuǎn)入23℃±2℃的新鮮試液中浸泡15min~30min，調(diào)節(jié)試樣溫度到23℃±2℃。（3）浸泡時間：短期試驗：24h；標準試驗：1周；長期試驗：16周。4.測試儀器浸泡的密閉容器，試液配制的玻璃儀器（如燒杯、容量瓶、量筒、滴管），稱量瓶，溫度計，鼓風烘箱，分析天平，尺寸和體積變化測量儀器和測試各性能的專用設(shè)備。5.測試步驟①按預定項目測定質(zhì)量、尺寸或有關(guān)性能的原始值（如原始質(zhì)量m1、原始性能值V1等）。②把試樣放入裝有浸泡試液的容器內(nèi)浸泡。試樣相互間不應接觸，也不允許與容器壁及所系重物有所接觸。每天至少攪動一次。試驗時間超過7d時，每到第7d應更換等量新配試液。③浸泡期結(jié)束時，迅速將試樣轉(zhuǎn)入室溫的新鮮試液中，浸泡15min~30min，使它們恢復到室溫。用對受試材料無影響并適應試液性質(zhì)的試劑沖洗試樣。用濾紙或無絨毛布揩拭試樣。④按預定項目測定浸泡后試樣的質(zhì)量、尺寸和有關(guān)性能；或?qū)⒔莺笤嚇痈稍锊⒅匦逻M行狀態(tài)調(diào)節(jié)，測定預定項目。注意！質(zhì)量測定時，當試樣質(zhì)量大于或等于1g時，精確到0.001g；試樣質(zhì)量小于1g時，精確到0.0001g。若稱量之后還需繼續(xù)試驗（如質(zhì)量隨時間變化的曲線），則立即將試樣放回試液中，并將容器放回恒溫控制器中。需浸泡干燥后稱量時，對于厚度為1mm的試樣，采用的干燥條件為：50℃±2℃，2h。若所用試液在室溫下有揮發(fā)性，則試樣暴露在空氣中的時間不應超過30s。試驗結(jié)果表示(1)一般性能變化以浸泡前性能值Xl、浸泡后的性能值X2表示測定結(jié)果；以浸泡后性能值（X2）（質(zhì)量變化除外）相對于浸泡前的性能值（X1）的百分比來表示:浸泡干燥和狀態(tài)調(diào)節(jié)后性能變化的百分比表示:式中：X3——浸泡干燥和再狀態(tài)調(diào)節(jié)后性能。2.質(zhì)量變化①試樣浸泡前、后的質(zhì)量變化②以單位面積的質(zhì)量變化表示:③以質(zhì)量變化百分率表示：試樣浸泡干燥后再狀態(tài)調(diào)節(jié)的質(zhì)量的變化結(jié)果記錄正負號，單位為mg。（3）尺寸變化率表示

記錄試樣原始尺寸（或體積）和最后尺寸（或體積），計算尺寸（或體積）對原始尺寸（或體積）的百分率。材料試樣的膨脹率百分比表示計算結(jié)果可能大于、等于或小于100%。若計算值為100%，則表示試樣在試液作用下無尺寸（或體積）變化。如有需要，應繪制尺寸——浸泡時間的曲線。（4）顏色或其他外觀變化外觀變化包括顏色、混濁度、光澤或表面粗糙度等，可用肉眼或儀器進行檢測。按GB/T15596-1995規(guī)定的方法將每個試樣與空白試樣對比檢測，并記錄每個試樣的顏色和外觀變化。測試結(jié)果規(guī)定的等級表示，分別記錄試樣經(jīng)浸泡擦拭、浸泡干燥和再狀態(tài)調(diào)節(jié)的檢測結(jié)果。標志外觀變化O無變化F輕微變化M中等變化L嚴重變化四、影響因素討論四、影響因素討論1.試樣的影響化學介質(zhì)對塑料的侵蝕過程，通過滲透和吸收作用的。滲透是介質(zhì)分子透過塑料表面的大分子間隙，逶迤彎曲通過塑料層；吸收是介質(zhì)分子留在塑料層里的現(xiàn)象。滲透和吸收快慢和試樣與介質(zhì)接觸面積、試樣的密度有關(guān)。試樣越厚，介質(zhì)的滲透和吸收越慢；試樣與介質(zhì)接觸面積越大，滲透和吸收越快。在浸泡過程中，試樣的放置也應十分重要。試樣表面任一有效部分都不能與其它試樣表面、容器底、容器壁接觸，以保證其與化學介質(zhì)的接觸面積。為了防止密度小的試樣浮起，密度大的試樣沉底，可使用由玻璃制作的夾具支架。四、影響因素討論2.浸泡溫度的影響溫度升高會加速介質(zhì)分子的運動，使介質(zhì)分子“攻擊”塑料表面的作用加劇，從而加速化學腐蝕的進行。溫度升高還會加速滲透和擴散，使物理腐蝕加深。3.介質(zhì)的濃度的影響介質(zhì)的濃度增大，則在單位浸漬時間內(nèi)，作用于試樣的介質(zhì)分子增多，從而使侵蝕作用加劇。對試驗持續(xù)7天上的，應定期（用等量的新鮮試液予以更換。4.浸漬時間的影響浸漬時間越長，一般試樣受侵蝕程度越大。每種塑料對各種不同介質(zhì)的耐蝕性不同，要根據(jù)試驗材料品種特性和試液選取浸漬時間。介質(zhì)的濃度增大，則在單位浸漬時間內(nèi)，作用于試樣的介質(zhì)分子增多，從而使侵蝕作用加劇。為了保證介質(zhì)濃度的恒定，浸漬試樣的容器應密封。對試驗持續(xù)7天上的，還應定期（每7天）用等量的新鮮試液予以更換。若試液是不穩(wěn)定的（如次氯酸鈉），則要更加頻繁地予以更換。為了使試液與試樣接觸的界面處保持較為恒定的介質(zhì)濃度，試驗中應使用某種方法（如轉(zhuǎn)動容器）攪動