专利名称：渔用乙纶单丝加速老化测试方法
技术领域：
本发明涉及渔用乙纶单丝耐老化性能指标检测方法。
背景技术：
乙纶作为渔用材料已普及应用，高强度乙纶单丝与普通乙纶单丝相比，具有强度高、重量轻、性能价格比高等优点，近年来，在渔业生产领域取得了良好的使用效果。网箱养殖、围湖养殖和远洋渔业的发展，对长期暴露在大气中的渔用高强度乙纶单丝的耐老化性提出了更高的要求，因此，有必要进行渔用高强度乙纶单丝耐老化性研究，为渔具设计及材料的合理选配提供科学依据。乙纶单丝在加工、贮存和使用过程中，由于受光、氧、热、水等因素的综合作用，使性能逐渐变坏，以致最后丧失使用价值，这就是乙纶单丝的老化现象。在渔业工程上一般都对渔用材料的耐老化性提出一定的要求，以保证渔用材料的可靠性。目前评价渔网线耐老化性的试验方法为SC 110《合成纤维渔网线试验方法》规定的大气老化测试方法。SC 110通过某一地区的大气综合因素包括日照、氧、热、水对网线试样的破坏作用，鉴定其大气老化性能。该标准以各个曝露阶段的试样断裂强力与原始强力的比值，即强力保持率，比较试样的老化性能。根据SC 110规定的大气老化试验，可获得渔用乙纶单丝的大气老化时间，进而确定乙纶单丝的耐老化性、老化规律、贮存和保险寿命。虽然SC 110规定的大气老化测试方法符合实际情况，但试验周期需要5个月以上，赶不上渔业生产和使用的要求，制约了渔业的发展。因此，需要一种加速老化的测试方法。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种渔用高强度乙纶单丝人工加速老化测试方法。
本发明的技术方案包括取样、装样、力学性能试验，其特征是试样在距离筒丝一端或接头处20m以上截取；单丝试样分别绕在铝板上，然后将铝板按顺序固定在紫外老化试验箱的样品架上；按照在黑标准温度60℃下辐照8h，在黑标准温度50℃下冷凝4h的循环试验程序，开机进行人工加速老化试验；定期取样和调换铝板在紫外老化试验箱上的排列位置；老化前后试样在标准实验室平衡24h后，进行力学性能测试。
由于本发明模拟高强度乙纶单丝在实际使用中被太阳光中的紫外线破坏的情况，与渔用高强度乙纶单丝大气老化试验所取得的结果一致，为解决渔用高强度乙纶单丝人工加速老化的检测和质量评价提供了一种简明有效的方法，弥补了现行渔具材料标准的不足，具有测定的技术指标合理可靠，测试方法切实可行的技术效果，可为工程技术人员设计渔具、选配渔用材料提供可靠依据。本方法也适用于其它合成纤维渔网线人工加速老化的检测和质量评价。
具体实施例方式
影响渔用高强度乙纶单丝人工加速老化测试结果的有大气条件、人工加速老化设备及曝露条件、老化试样的力学性能测试条件、取样和试样处理、人工加速老化试验、试样的拉伸性能测试、数据处理和结果表示的各种因素。为了防止和避免偏差，获得准确的评定结果，在说明测试方法的同时，下面就影响渔用高强度乙纶单丝人工加速老化测试结果的各种因素说明实施本发明的最好方式实验室的大气条件为温度(20±2)℃，湿度(62～68)％；人工加速老化设备采用紫外老化试验箱，设备技术参数采用UV-A340I型紫外灯光源，紫外灯长1220mm，额定值40W，灯分装成两排，每排4支灯；试样距光源最近距离为50mm；辐照功率0.63W/mm2，试验面与灯面平行；暴露方式采用在黑标准温度60℃下辐照8h，然后在黑标准温度50℃下冷凝4h的循环方式；试样的拉伸力学性能测试条件是机械式强力试验机在公称量程的(25～75)％的范围内使用，而电子式强力试验机可在其允许量程范围内使用；测试一般使用气动平口夹具；试样在平口夹具间的有效长度为(500±1)mm；试样的拉伸速度为300mm/min；单丝测试用预加张力等于相同材料、相同规格单丝的(250±25)m长度的自重；试样在夹具的夹口处断裂的数值不予计算，夹具内允许加衬垫物，以避免试样夹伤或滑移；试样应在距一端或接头处20m以上取得；试样应随机取样，并应保持结构状态不变；按暴露条件在黑标准温度60℃下辐照8h，然后在黑标准温度50℃下冷凝4h的循环方式编制试验程序进行人工加速老化试验；定期取样和调换在紫外老化试验箱样品架上铝板的排列位置，检查试样和调换铝板位置操作时均应停机，时间间隔要尽可能短，以免重新开机后改变暴露条件；紫外老化试验箱的紫外-冷凝试验程序共分12段，开机后从第1段开始执行到第12段，然后返回到第4段，循环执行第4段到第12段的紫外-冷凝试验，具体程序是程序第1段温度为60℃，即执行程序的第2段；程序第2段温度为60℃，60℃下持续1分钟；程序第3段温度为60℃，即执行程序的第4段；程序第4段温度为60℃，60℃下持续1分钟；程序第5段温度为60℃，即开紫外灯，并执行程序的第6段；程序第6段温度为60℃，60℃下辐照480分钟；程序第7段温度为60℃，关紫外灯，并执行程序的第8段；程序第8段温度为60℃，持续30分钟降温过程；程序第9段温度为50℃，50℃下冷凝239分钟；程序第10段温度为50℃，50℃下持续1分钟；程序第11段温度为50℃，持续30分钟升温过程；程序第12段温度为60℃，返回到程序的第4段。
老化前后的乙纶单丝试样的拉伸力学性能测试包括测试乙纶单丝的线密度；老化前后的乙纶单丝试样在预加张力作用下，在强力试验机上作拉伸试验，测得断裂强力和断裂伸长率，取有效测定不低于20次的算术平均值(取有效数三位)；
人工加速老化后乙纶单丝试样的断裂强度(cN/dtex)、断裂强度保持率(％)和断裂伸长率保持率(％)按下列三个公式计算(1)断裂强度＝断裂强力/线密度；(2)断裂强度保持率＝(老化后断裂强度/老化前断裂强度)×100；(3)断裂伸长率保持率＝(老化后断裂伸长率/老化前断裂伸长率)×100；断裂强度保持率和断裂伸长率保持率值的变异系数按公式(4)、(5)计算(变异系数取一位小数)S2=Σi=1n(xi-x‾)2/(n-1)...(4)]]>式中S——标准(偏)差(取三位小数)；xi——第i个样品的测试值；x——被测值的平均值(取三位小数)；n——样品数。
CV(%)=Sx‾×100...(5)]]>式中CV——变异系数(％)；S——标准(偏)差；x——被测值的平均值。
按照本方法进行336h的耐老化试验的测试结果和按照SC110规定的大气老化试验(大气老化试验周期为9个月)所得出的试样的耐老化性是一致的，甚至性能的变化规律都基本一致。可见，通过较短时间的人工加速老化测试并辅以拉伸性能的测定方法，对研究、评定或预测渔用材料较长时间大气老化后的耐老化性是可行和有效的，如果根据渔用材料的大气老化时间来确定保险寿命，这虽然符合实际情况，但需要的时间太长，赶不上生产和使用的要求，因此，用快速、科学的人工加速老化测试方法来解决大气老化时间太长的问题是可行和必要的。
权利要求
1.渔用乙纶单丝加速老化测试方法，包括取样、装样、力学性能试验，其特征是试样在距离筒丝一端或接头处20m以上截取；单丝试样绕在铝板上，然后将铝板按顺序固定在紫外老化试验箱的样品架上；按照在黑标准温度60℃下辐照8h，在黑标准温度50℃下冷凝4h的循环试验程序开机进行人工加速老化试验；定期取样和调换铝板在紫外老化试验箱上的排列位置；老化前后的试样在标准实验室平衡24h后进行力学性能测试。
2.根据权利要求1所述的渔用乙纶单丝加速老化测试方法，其特征是紫外老化试验箱的技术参数采用UV-A340I型紫外灯光源，紫外灯长1220mm，额定值40W，灯分装成两排，每排4支灯，试样距光源最近距离为50mm，辐照功率0.63W/mm2。
3.根据权利要求1或2所述的渔用乙纶单丝加速老化测试方法，其特征是紫外老化试验箱的紫外-冷凝试验程序共分12段，开机后从第1段开始执行到第12段，然后返回到第4段，循环执行第4段到第12段的紫外-冷凝试验，具体程序是程序第1段温度为60℃，即执行程序的第2段；程序第2段温度为60℃，60℃下持续1分钟；程序第3段温度为60℃，即执行程序的第4段；程序第4段温度为60℃，60℃下持续1分钟；程序第5段温度为60℃，即开紫外灯，并执行程序的第6段；程序第6段温度为60℃，60℃下辐照480分钟；程序第7段温度为60℃，关紫外灯，并执行程序的第8段；程序第8段温度为60℃，持续30分钟降温过程；程序第9段温度为50℃，50℃下冷凝239分钟；程序第10段温度为50℃，50℃下持续1分钟；程序第11段温度为50℃，持续30分钟升温过程；程序第12段温度为60℃，返回到程序的第4段。
4.根据权利要求1或2所述的渔用乙纶单丝加速老化测试方法，其特征是进行力学性能测试的试样在平口夹具间的有效长度为(500±1)mm。
5.根据权利要求1或2所述的渔用乙纶单丝加速老化测试方法，其特征是进行力学性能测试时，试样的拉伸速度为300mm/min；单丝测试用预加张力等于相同材料、相同规格单丝的(250±25)m长度的自重。
全文摘要
渔用乙纶单丝加速老化测试方法，本发明涉及渔用乙纶单丝耐老化性能检测，需要解决的技术问题是提供一种渔用高强度乙纶单丝人工加速老化测试方法。本发明的技术方案包括取样、装样、力学性能试验，其特征是试样在距离筒丝一端或接头处20m以上截取；单丝试样绕在铝板上，然后将铝板按顺序固定在紫外老化试验箱的样品架上；按照在黑标准温度60℃下辐照8h，在黑标准温度50℃下冷凝4h的循环试验程序开机进行人工加速老化试验；定期取样和调换铝板在紫外老化试验箱上的排列位置；老化前后的试样在标准实验室平衡24h后进行力学性能测试。本方法也适用于其它合成纤维渔网线人工加速老化的检测。
文档编号G01N1/04GK1904586SQ20051002817
公开日2007年1月31日 申请日期2005年7月27日 优先权日2005年7月27日
发明者石建高, 王鲁民 申请人:中国水产科学研究院东海水产研究所