一種高分子材料熱老化測試設備及測試方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及化工檢測領域，具體而言，涉及一種高分子材料熱老化測試設備及測試方法。
【背景技術】
[0002]高分子材料是由相對分子質量較高的化合物構成的材料，包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復合材料，高分子是生命存在的形式。所有的生命體都可以看作是高分子的集合。
[0003]高分子材料按來源分為天然高分子材料和合成高分子材料。天然高分子是存在于動物、植物及生物體內的高分子物質，可分為天然纖維、天然樹脂、天然橡膠、動物膠等。合成高分子材料主要是指塑料、合成橡膠和合成纖維三大合成材料，此外還包括膠黏劑、涂料以及各種功能性高分子材料。合成高分子材料具有天然高分子材料所沒有的或較為優(yōu)越的性能一較小的密度、較高的力學、耐磨性、耐腐蝕性、電絕緣性等。
[0004]但是高分子材料在加工、貯存和使用過程中，會出現(xiàn)由于各種因素的影響，性能和使用價值逐漸降低的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象被稱為老化。老化可分為化學老化和物理老化兩種。化學老化是一種不可逆的化學反應，它是分子結構變化的結果，例如塑料的脆化，橡膠的龜裂，纖維的變黃等?；瘜W老化可以分為降解和交聯(lián)兩種類型。降解是指高分子受紫外線、熱、機械力等因素的作用而發(fā)生的分子鏈的斷裂;交聯(lián)是指高分子碳-氫鍵斷裂，產(chǎn)生的高分子自由基相互結合，形成網(wǎng)狀結構。降解和交聯(lián)對高分子的性能有很大的影響。降解使高分子分子量下降，材料變軟發(fā)粘，抗拉強度和模量降低;交聯(lián)使尚分子材料變硬變脆，伸長率下降(見高分子降解和高分子交聯(lián))。物理老化不涉及分子結構的改變，它僅僅是由于物理作用發(fā)生的可逆性變化。例如有些高分子材料受潮后絕緣性能下降，但干燥后可以恢復。
[0005]在老化中，熱老化又是高分子材料老化中最為常見的一種老化現(xiàn)象，研究熱老化對高分子材料性能的研究具有重要意義，現(xiàn)有的高分子材料熱老化通常是在熱老化實驗箱進行試驗，但是現(xiàn)有的熱老化試驗箱在測試時，測試誤差較大，測試效率偏低，影響對高分子材料熱老化的研究。

【發(fā)明內容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種高分子材料熱老化測試設備及測試方法。
[0007]本發(fā)明提供的高分子材料熱老化測試設備，包括箱體，所述箱體內設有測試腔和預熱腔，所述測試腔大于所述預熱腔，所述預熱腔的頂部與環(huán)形輸氣管連通，所述環(huán)形輸氣管環(huán)繞在所述測試腔底部設置，所述環(huán)形輸氣管上開設有多個進氣孔，多個所述進氣孔與所述測試腔內連通，每個所述進氣孔上設有氣體流量計，所述測試腔外側貼合設有第一保溫層，所述環(huán)形輸氣管設置在所述測試腔與所述第一保溫層之間。
[0008]所述預熱腔內設有電熱管，所述預熱腔外側貼合設有第二保溫層，所述電熱管盤設在所述預熱腔內，所述電熱管與所述預熱腔的內壁貼合，所述電熱管包括進氣端和出氣端，所述進氣端穿過所述預熱腔的頂部與外界連通，所述出氣端設置在所述預熱腔的底部與所述預熱腔內連通。
[0009]所述箱體的頂部設有多個換氣孔，每個所述換氣孔包括進氣段、波浪段和出氣段，所述進氣段的一端與所述測試腔內部連通，所述進氣段的另一端與所述波浪段的一端連接，所述波浪段包括至少一個波浪形彎折，所述波浪段的另一端與所述出氣段連通，所述出氣段的另一端與外界連通，所述出氣段與外界連通處設有用于密封所述換氣孔的換氣塞。
[0010]所述測試腔內還設有懸掛裝置，所述懸掛裝置包括球殼、轉動球和滑塊，所述球殼開設有貫通球殼的滑道，所述滑道相互交繪，所述轉動球設置在所述球殼內，所述轉動球的表面設有多個釘狀突起，所述球殼的內壁設有與所述釘狀突起對應的凹槽，所述滑塊包括轉動底座和支桿，所述轉動底座的縱截面為半月形，所述轉動底座的一側為內凹面，所述轉動底座的另一側為球面，所述內凹面的邊緣設有齒圈，所述內凹面包覆在所述轉動球外側，所述齒圈與所述釘狀突起嚙合，所述球面與所述球殼的內側貼合，所述支桿穿過滑道，所述支桿的一端與所述球面固定連接，所述支桿的另一端設有夾具。
[0011]所述夾具包括上夾板、下夾板和三棱柱卡塊，所述下夾板與所述支桿固定連接，所述上夾板的兩個對邊通過拉簧與所述下夾板的兩個對邊連接。
[0012]所述懸掛裝置還包括懸掛桿和輪盤，所述懸掛桿一端與所述測試腔內連通，所述懸掛桿的另一端穿過球殼伸入球殼內，所述懸掛桿的另一端與所述輪盤連接，所述輪盤設置在所述球殼內，所述輪盤遠離所述懸掛桿的一端設有齒，所述齒與所述轉動球的釘狀突起嚙合。
[0013]所述三棱柱的側棱與所述上夾板和/或所述下夾板設有拉簧的邊緣垂直，所述上夾板和/或所述下夾板設有用于容納所述三棱柱卡塊的凹槽，所述三棱柱卡塊的一個側棱嵌設在所述三角形凹槽內，所述三棱柱卡塊的一個側面與所述上夾板和/或所述下夾板的內側平行。
[0014]以上所述的高分子材料熱老化測試設備，優(yōu)選地，所述夾具還包括螺栓和壓緊螺母，所述下夾板的邊緣設有多個螺栓，所述螺栓與所述下夾板垂直，所述上夾板與所述螺栓對應的位置設有套環(huán)，所述螺栓穿過所述套環(huán)，所述套環(huán)和所述下夾板之間設有壓簧，所述壓簧套設在所述螺栓上，所述螺栓穿過所述套環(huán)的一端套設有壓緊螺母。通過螺栓和壓緊螺母對夾具進行夾持，能夠使得夾具對待測材料的夾持更加牢固，使得待測材料在運動的時候不會從夾具中滑落。
[0015]以上所述的高分子材料熱老化測試設備，優(yōu)選地，所述上夾板和/或所述下夾板為柵格板。上夾板和/或下夾板設置成柵格板，使得待測材料能夠更加均勻的受熱，使得待測材料整體的熱老化更加平均，提高了實驗精度，便于解耦出溫度變化單一條件對待測材料的老化影響。
[0016]以上所述的高分子材料熱老化測試設備，優(yōu)選地，所述電熱管包括銅管、電熱絲和第三保溫層，所述銅管外側包覆有第三保溫層，所述第三保溫層與所述銅管之間繞設有電熱絲。對電熱管也采用保溫層包覆，使得電熱管在對進氣進行加熱的時候，能夠提高換熱效率，減少熱散失，消耗同樣的功率下，對空氣加熱更加容易，空氣溫度升高更快。
[0017]以上所述的高分子材料熱老化測試設備，優(yōu)選地，所述換氣孔的進氣段內設有自動閉合裝置，所述自動閉合裝置包括第一密封片和第二密封片，所述第一密封片的熱應變大于所述第二密封片的熱應變，所述第一密封片的一端與所述換氣孔的內壁連接，所述第一密封片的另一端為自由端，所述第二密封片的一端與所述換氣孔的內壁連接，所述第二密封片的另一端為自由端，所述第一密封片的自由端為弧形，所述第二密封片的自由端為弧形，所述第一密封片和所述第二密封片相鄰設置，所述第一密封片的自由端與所述第二密封片的自由端平行設置，所述第二密封片的自由端包覆在第一密封片的自由端，所述第一密封片和所述第二密封片之間構成一個氣體通道即第一氣體通道，所述換氣孔內的氣體僅能通過第一氣體通道流通。由于換氣孔內，氣體必須通過第一密封片和第二密封片構成的第一氣體通道流通，第一密封片和第二密封片的熱應變不同，當測試腔內的溫度不斷升高，第一密封片的應變不斷增加，大于第二密封片的應變，第一密封片的自由端的弧度不斷變大并且擴大，第二密封片的自由端的擴大速度小于第一密封片的擴大速度，使得第一密封片逐漸與第二密封片接觸，貼合，最后第一密封片完全與第二密封片緊密貼合，將第一氣體通道密封，使得換氣孔內不能夠通透氣體，這樣，利用自動閉合裝置，實現(xiàn)當測試腔內的溫度達到高溫的時候，自動將換氣孔進行密閉，避免測試腔通過換氣孔與外界進行熱量交換，使得測試腔的保溫效果更好，同時溫度越高自密封效果越好，使用簡單方便。
[0018]以上所述的高分子材料熱老化測試設備，優(yōu)選地，所述第一密封片對著所述第二密封片的一側設有密封條，所述第二密封片對著所述第一密封片的一側設有密封條。通過密封條的設置，使得第一密封片在于第二密封片進行接觸的時候，密封片直接的接觸更加緊密，氣密封效果更好，避免發(fā)生氣體泄露，減少測試腔內的氣體交換，使得測試腔保溫效果更好，節(jié)約能源。
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