➢ 人工老化试验
➢ 人工气候老化 ➢ 热老化 ➢ 湿热老化 ➢ 霉菌 ➢ 盐雾
PPT文档演模板
第十八章塑料材料性能表征与测试4
（1）大气老化试验
n 选择当地每年温湿度同时出现较高的季节作为 暴露季节
n 分两组：一组室外暴露，一组室内存放。一定 周期同时检测
n 看外观，测力学性能。冲击、弯曲，暴露面作 为冲击面或受压面
1.概述
n 透明或半透明制品具有透光性要求，且常 以透光性作为其质量及老化后性能变化程 度的评定指标
n 透光性是指透光材料透过光线的能力，常 用透光率和雾度（也称浑浊度）表征
PPT文档演模板
第十八章塑料材料性能表征与测试4
• •
•2. 透光率
透光率是指透过材料 的光通量与入射材料的 光通量的百分比
三人在美国合作研究，两个月后，聚乙炔的电导率 提高了7位数。
黑格（Heeger）为了说明聚乙炔的导电性，提出 孤子的概念，才有了薄膜显示材料的诞生。
PPT文档演模板
第十八章塑料材料性能表征与测试4
➢ 结构型导电高分子材料：
高聚物自身具有共扼π键等特殊结构而具备导 电功能，如聚乙炔、聚苯胺（PAn）、聚吡 咯（PPy）、聚噻吩（PTh）、聚对苯 （PPP）、聚苯亚乙烯（PPV）等
•Q0
质极化的一个宏观参数，它是
将材料作为电容器介质时，电
容与真空为介质对同尺寸电容
器的电容之比
•Q
•Q —— 有介质存在进行充电时极板上的总电荷
•Qb —— 纯粹因电介质极化引起极板上的感应电荷 •Q0 —— 电极间为真空时充电极板上的电荷
PPT文档演模板
第十八章塑料材料性能表征与测试4
➢ C —— 平板电容器放入介质时的电容量 ➢ C0 ——电极间为真空时的电容量
PPT文档演模板
第十八章塑料材料性能表征与测试4
•3. 介电损耗
➢ 电介质材料在交变电场作用下由于发热而消耗的 能量称为介电损耗
➢ 原因： 电导（漏导）损耗：通过介质的漏导电流引起的
电流损耗 极化损耗：电介质在电场中发生极化取向时，由
于极化取向与外加电场有相位差而产生的极化电 流损耗
PPT文档演模板
•18.6 光学性能
•18.5.1 折射率
1. 定义 ➢ 光从真空射入某种介质时，入射角的正弦
与折射角的正弦之比为一常数，这一常数 定义为该介质的折射率n：
PPT文档演模板
α —— 入射光线和法线之间夹角即入射
角 α′—— 折射角
第十八章塑料材料性能表征与测试4
2. 测试方法
阿贝折射仪原理图
•可测透明、 半透明或固 体的折射率
PPT文档演模板
n 1. 待测固体
2. 标准直角棱镜
第十八章塑料材料性能表征与测试4
PPT文档演模板
阿贝折射仪
第十八章塑料材料性能表征与测试4
3. 主要影响因素 (1) 温度对折射率的影响
➢ 同一样品，温度越高，折射率愈低，即 随温度升高折射率下降，如有机玻璃
➢ 在测量中，一定要恒温
PPT文档演模板
料表面污染特性的参数。测得的表面电阻率值主要 反映被测试样表面污染的程度。
Rs：试样表面电阻，Ω D1 ：测量电极直径，cm D2 ：保护电极直径，cm
PPT文档演模板
第十八章塑料材料性能表征与测试4
表面电阻仪
PPT文档演模板
第十八章塑料材料性能表征与测试4
•3. 体积电阻 ➢率体积电阻：在试样的相对两表面上放置的两电
➢ 介电强度表征绝缘材料承受电压的能力，用 在规定的试验条件下，试样在均匀电场中被 击穿的电压值与试样厚度比值表示。
Eb：介电强度，kV/m Ub：击穿电压，kV d ： 试样厚度，m
•聚合物的介电强度可达1000 MV/m
PPT文档演模板
第十八章塑料材料性能表征与测试4
•5. 静电现象
➢ 静电现象：两种物体互相接触和摩擦时会有电子的转 移而使一个物体带正电另一个带负电的现象。
PPT文档演模板
第十八章塑料材料性能表征与测试4
（3） 人工加速老化试验
人工加速老化试验是一类在实验室内用各种 老化箱进行老化的试验方法
➢ 沸水泡煎方法 ➢ 人工气候试验 ➢ 湿热老化试验 ➢ 盐雾试验 ➢ 霉菌试验
PPT文档演模板
第十八章塑料材料性能表征与测试4
A 沸水泡煎方法
96.5-98.5℃下水煮8h，80℃下干燥1h，相当 于印度半岛南端暴晒半年
•3. 防老措施 针对影响因素提出防老措施
内因： 改变结构：聚合加工工艺、改性
外因： 加入抗氧剂、光稳定剂等
PPT文档演模板
第十八章塑料材料性能表征与测试4
•18.5 电学性能
•导电性
•电
能
学性 能
•介电性 能
•材料在外加电压或电场作用下的行为及其
所表现出来的各种物理现象
PPT文档演模板
第十八章塑料材料性能表征与测试4
第十八章塑料材料性能表征与测试4
(2) 接触液对折射率的影响
➢ 由于固体与棱镜表面接触不好，需要加 接触液，要求接触液对试样和棱镜无腐 蚀和影响，通常接触液的折射率是在试 样与棱镜之间
(3)光源对折射率的影响
光源对折射率有一定的影响，所以测定 折光率，都是使用单色光而且使用钠
光源D谱线
•n0D2
PPT文档演模板
第十八章塑料材料性能 表征与测试-4
PPT文档演模板
2020/11/28
第十八章塑料材料性能表征与测试4
•老化性能 •电学性能 •光学性能
•老化试验 •介电性能 •折射率、透光性和雾度
PPT文档演模板
第十八章塑料材料性能表征与测试4
•18.4 老化性能
1. 概述
➢ 定义
高分子材料在加工、使用、贮存过程中，受 到光、热、氧、潮湿、水分、机械应力和生 物等因素影响，引起微观结构的破坏，失去 原有的物理机械性能，最终丧失使用价值， 这种现象称为老化。
第十八章塑料材料性能表征与测试4
•例：聚合物作电工绝缘材料、电缆包皮：介电损 耗越小越好。否则，不仅消耗较多电能，还会引 起材料本身发热，加速材料老化破坏，引发事故
通信电缆
PPT文档演模板
第十八章塑料材料性能表征与测试4
•4. 介电强度
•电击穿：当电场强度超 过某一临界值时，电介 质就丧失其绝缘性能
模拟大气环境中的因素
➢ 光* ➢热 ➢氧 ➢ 湿度 ➢ 降雨
PPT文档演模板
第十八章塑料材料性能表征与测试4
装置组成
评价新材料 性能和适用性
➢ 样品实验室 ➢ 光源系统装置 ➢ 调温调湿装置 ➢ 人工降雨装置 ➢ 其他辅助设备
PPT文档演模板
第十八章塑料材料性能表征与测试4
C 湿热老化
有些聚合物对湿热因素比较敏感，在湿热作用 下容易生霉或老化变质 湿老化主要表现
导电高分子研究，聚乙炔掺杂后，电导率提高了 1000万倍（接近铝、铜）
•Alan J. Heeger
PPT文档演模板
•Alan G. MacDiarmid •Hideki Shirakawa
第十八章塑料材料性能表征与测试4
白川英树（Shirakawa）从事聚乙炔聚合机理研究， 韩国研修生出现幸运的失误，使白川得到银色聚乙 炔膜。偶然的机遇，麦克迪尔米德（MacDiarmid） 首先注意到白川的聚乙炔膜。
➢ 有喷雨的带反光镜的跟踪试样暴露架
•加装有鼓风机和喷水装置，对试样降温增加湿度，更 接近于强化的湿热气候条件，加速效果显著
➢ 试样施加应力的暴露架
PPT文档演模板
第十八章塑料材料性能表征与测试4
➢ 优点： ➢ 接近大气暴露试验 ➢ 时间短
➢ 缺点： ➢ 设备投资高 ➢ 集光后照射面积小，试样量少 ➢ 装置长期暴露易损坏
入 射 光
•散射光通量
•雾度 =
•总透射光通 量
•直
射
光
•
•散
•>2.5
射 光
PPT文档演模板
第十八章塑料材料性能表征与测试4
透明度
•透明度表示的是透过一个薄膜看一个物体时的失 真度。
PPT文档演模板
•透明度高
•透明度低
第十八章塑料材料性能表征与测试4
4. 透光性与透明性的区别与联系
PPT文档演模板
第十八章塑料材料性能表征与测试4
➢ 类型
•高分子化学键受到光、热、机
•降解
械力等因素的影响，分子链发 生断裂，Mn↓，变软发粘，强
•老化
度模量↓
•交联 •断裂的自由基相互作用产生交 联结构，变硬变脆，延伸率↓
PPT文档演模板
第十八章塑料材料性能表征与测试4
➢ 影响因素
•化学结构
•物理形态
➢ 水分子对材料具有一定的渗透作用，尤其在热的 作用下，加速渗透，深入内部聚集形成水泡
➢ 水与材料发生化学或物理作用，加速材料老化 ➢ 热使材料膨胀，分子间隙增加，有利于水分子进
入，加速老化
➢ 试验温度：40-60 ℃ ，最高70℃ ➢ 相对湿度：95%
PPT文档演模板
第十八章塑料材料性能表征与测试4
➢ 产生原因：高电阻率使其有可能积累大量静电荷→例 如聚丙烯腈纤维因摩擦可产生高达1500v的静电压。
➢ 消除方法： 采用抗静电剂提高材料的表面导电性 ➢ 抗静电剂：具有表面活性的功能，通过增加材料的吸
湿性而提高表面导电性，从而消除静电现象的一种物 质。
PPT文档演模板
第十八章塑料材料性能表征与测试4
n 暴露检测一般不少于5年，取样0.5、1、2、3、 5、7、10年
PPT文档演模板
第十八章塑料材料性能表征与测试4
（2） 加速大气暴露试验