检测能力 | 热空气老化试验，评价材料耐热性

热是材料老化的重要原因之一，热能加速高分子链的运动，引起高分子链的断裂，产生活性自由基，引起自由基链反应，导致高分子发生降解或交联。

热老化试验是材料行业中应用广泛的一类试验，在工程应用领域起着十分重要的作用。可以了解材料在高温环境下所表现出来的性能变化，验证材料在应用中的耐久度，从而有针对性的对材料进行改性，提高其使用性能。

一、热空气老化试验

热空气老化试验一种最常见的老化试验方法，是在高温常压下的空气中进行的老化试验。

该试验通常应用于各种材料，如塑料、橡胶和复合材料等。可以用来筛选配方、推导材料的贮存期、评价材料的耐热性。

二、试样

试样的形状和尺寸应符合检测方法的规定。试样按相关的制样方法配制，并根据相关塑料检验项目及检测周期决定。每周期每组试样通常多于5个，根据检测项目的不同，通常要多于5件。

三、试验条件

1、试样在标准环境中进行状态调节

2、试验温度，根据材料的使用要求和试验目的确定，下限比实际工作温度高20-40℃，上限低于塑料分解温度20-40℃

3、温度均匀性，温度分布的偏差在1%

4、平均风速，在0.5~1.0m/s内选取，±20%

5、换气率根据试样的特性和数量在1~100次/h内选取

6、试验周期及期限按预定目的确定取样周期数及时间间隔，根据性能变化加以调整

四、实验步骤

1、调节试验箱：按规定调节试验箱的试验温度、温度均匀性、平均风速及换气率等参数。

2、安置试样：安置试样试验前试样需统一编号、测量尺寸，并应保证试样清洁。试样可衬有或用包有惰性材料的金属夹或金属丝，将其安置在网板、单轴旋转架或双轴旋转架上。

3、升温计时：逐渐升温至规定的试验温度后开始计时。

4、周期取样：按规定或预定的测试周期依次从试验箱中取样，直到试验结束。取样速度要快，并暂停通风，尽可能减少箱内温度变化。

5、性能测试：根据所选定的项目，按相关试验方法，在暴露前后检测试样性能变化。

五、结果表示方式

1、选择对材料应用最适宜或反映老化变化较敏感的一种或几种性能的变化来评定热老化性能。

2、外观变化，采用分等级定性评定，如聚氯乙烯试样热老化时，根据不同周期试样颜色深浅分几个等级。

3、性能测定，通过周期取样测试，给出明确的数据，便于同产品规范中规定的指标值比较。

4、试验结果，应包括试样暴露前后各周期性能的测定值、保持率或变化百分率等，并详细做出报告。

六、影响因素

1、试验温度的选择

温度的变动是影响热老化结果最重要的因素，试验箱内温度的变动程度用温度波动度以及温度均匀性两个技术参数来表征。箱内温度变动要尽可能小，一般波动度不大于1℃，均匀性不大于1%。

2、热老化试验箱温度变动、风速、换气率的影响

①、风速

为了使试样在箱中受热均匀，试验箱由鼓风机鼓风。箱中空气流速称风速，风速对热交换率影响明显。风速大热交换率高，老化速率快，所以选择适当的风速是保证获得正确结果的一个重要条件。

②、换气量

换气量的选择主要根据是否要排除有害气体、使箱内不断补充新鲜空气并保持空气成分的一致、使热氧化反应正常来考虑。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。综合考虑换气量是在保证氧化反应充分的前提下，尽可能选择小的换气量。

3、试样放置

热老化试验箱内试样如过密过多会影响空气流动、导致挥发物不易排除、影响温度分布造成条件不均。为了减少箱内各部分温度及风速不均的影响，采用旋转试样或周期性互换试样位置的办法予以改善。

4、评定指标的选择

老化程度的表示，是以性能指标保持率或变化百分率表示，评定指标的选择要以能快速获得结果并结合使用实际的原则来考虑。同一材料经受热氧作用后的各性能指标并不是以相同的速度变化，如HDPE老化过程中断裂伸长率变化最快，第二是是缺口冲击强度，拉伸强度最慢。由此可见，正确选择评定指标（可选一种或几种综合评定)是快速获得可靠结果的关键。