一种复合聚酰亚胺保持架储存寿命的预测方法_2

文档序号:8941261阅读:来源:国知局
益效果: 采用本发明,在进行人工加速老化之前首先判断样品的老化机理,然后针对性的进行 加速老化试验,并且在加速老化试验之后建立预测模型对储存寿命进行预测,因此预测精 度较高。另外采用本发明进行预测复合聚酰亚胺保持架的储存寿命,试验周期短,所需人 力、物力较小,国内外尚无类似针对性的储存寿命预测研究的相关报道。
[0012] 下面结合【具体实施方式】对本发明做进一步具体详细的说明。
【具体实施方式】
[0013] 实施例一: 一种复合聚酰亚胺保持架储存寿命的预测方法,包括以下步骤: 第一步:确定需要预测储存寿命的复合均酐型聚酰亚胺保持架的老化机理,具体如 下: 将两组数量相同的复合均酐型聚酰亚胺保持架试样分别放入温度为90°C、湿度为 90%RH的湿热老化箱和温度为90°C的高温老化箱中,每隔10天,各取出5个他可以是3个 或4个)试样进行拉伸强度的测试; 分别试验5000小时后,湿热老化箱中的复合均酐型聚酰亚胺保持架的拉伸强度由 85MPa下降到55MPa,下降率达到35%,超过了 30% ;而此时,高温老化箱中的复合均酐型聚酰 亚胺保持架拉伸强度却无变化,即性能下降率为零,由此判断,复合均酐型聚酰亚胺保持架 的老化机理为水解老化。
[0014] 在上述操作中,湿热老化箱和高温老化箱中的温度要一致,这个温度可以在 75°C -90°C范围内选取,湿热老化箱的湿度可以在75%RH -90%RH范围内选取。
[0015] 进行测试的性能也可选取别的性能,比如:冲击强度、硬度或摩擦学中的任意一 种,优选选取拉伸强度的测试。
[0016] 测试时间的间隔天数可在10-30天中任意选择,也可以是不定间隔,就是说在前 期间隔时间短一些,后期间隔时间可以长一些。
[0017] 另外在老化机理的判断中,性能下降率30%作为判断的临界点进行判断: A、 如果两组试样的同一种性能的下降率均超过30%,则再通过傅里叶红外分析材料内 部结构,与初始试样比对水解老化特征峰的变化,若发现湿热老化箱中的试样出现水解老 化特征峰,则判断该类复合聚酰亚胺保持架的老化机理为水解老化,否则则为热氧老化; B、 如果到达规定的试验时间时,两组试样的同一种性能的下降率均未达到30%(若性能 无变化,则视为同一种性能的下降率为零),则判断老化机理为热氧老化,规定的试验时间 为5000小时; C、 如果到达规定的试验时间时,只有湿热老化箱中的试样出现性能下降且同一种性能 的下降率达到30%,而高温老化箱中的试样同一种性能的下降率未达到30%,则判断为水解 老化; 第二步:根据第一步确定的复合均酐型聚酰亚胺保持架的老化机理(水解老化)选择湿 热老化箱进行人工加速老化试验,具体如下: 1)、选取四组新的数量相同的复合均酐型聚酰亚胺保持架,分别在温湿条件分别为: 80°C和80%RH、80°C和90%RH、90°C和80%RH、90°C和90%RH的四个湿热老化箱中进行湿 热人工加速老化试验。实际操作中,四组试样的的数量可以相同,也可以是不同的数量。
[0018] 2)对于每一组复合均酐型聚酰亚胺保持架样品,每隔10天,取出5个(也可以是 3个或4个)试样对拉伸性能进行测试,根据测试的结果,绘制每一组复合均酐型聚酰亚胺 保持架样品的拉伸性能随时间变化的曲线;选取复合均酐型聚酰亚胺保持架试样性能下降 率达到30%作为判定试样是否老化失效的临界值,被测性能达到临界值时判定试样老化失 效。
[0019] 在实际的应用中,临界值的选取可根据客户对产品质量要求的高低来确定,对产 品要求高,则允许的性能下降率选取越小,通常这个老化失效的临界值在性能下降率为 30%-50%之间进行选取,本实施例选取性能下降率为30%时为判定试样是否老化失效的临 界值。
[0020] 即复合均酐型聚酰亚胺保持架拉伸强度由85MPa下降到59. 5MPa (下降率为30%) 时判定为老化失效。
[0021] 根据选定的性能临界值,从四组试样各自的性能随时间变化的曲线中得到上述四 组复合均酐型聚酰亚胺保持架试样在不同温湿条件下对应的加速湿热老化寿命Z的数据, 如下表:
3)、应用湿热老化试验储存寿命预测模型进行复合均酐型聚酰亚胺保持架储存寿命的 预测: 湿热老化试验储存寿命预测模型为:
两边同取对数,则可得:
式中:Z为加速湿热老化寿命(单位为day), 7?热力学温度(单位为K),/? 相对湿度(单位为%1?),A分别为待定模型参数,将步骤2)中四组试样试验 时分别对应的温度和湿度以及相应温度、湿度下的加速湿热老化寿命的数值代入
,得到四个方程,拟合后,得到a D、::锋、的具体数值值 分别为459. 2、930. 6、7. 35,再将a D、轉的具体数值代入:
中,即可得 到复合均酐型聚酰亚胺保持架在湿热环境下的老化经验公式:
。将储存环境的平均温度26°C、湿度50%RH代入,即可预测得到复合均酐型聚酰亚胺保持架 的储存寿命为3497天。
[0022] 上述代入计算中,温度单位为°(:的均换算为热力学温度后再代入计算,即实际代 入的是换算后的热力学温度数值。比如80°C,要加上273以后再做为T的代入值,其余类 推,不再赘述。
[0023] 实施例二: 一种复合聚酰亚胺保持架储存寿命的预测方法,包括以下步骤: 第一步:确定复合醚酐型聚酰亚胺保持架的老化机理,具体如下: 将数量相同或不同的两组同样的复合醚酐型聚酰亚胺保持架试样分别放入90°C、 90%RH的湿热老化箱和90°C的高温老化箱,每隔30天,各取出5个(也可以是3个或4个) 试样进行拉伸强度的测试。
[0024] 两组试样分别试验5000小时后,两组试样的拉伸强度均无明显变化。因此,判断 复合醚酐型聚酰亚胺保持架的老化机理为热氧老化。
[0025] 也可进一步采用傅里叶红外分析材料内部结构。结果发现,两组复合醚酐型聚酰 亚胺保持架红外谱图中均未出现水解所生成新物质的特征峰(水解老化特征峰),即未发生 水解反应,进一步证实了复合醚酐型聚酰亚胺保持架的老化机理为热氧老化。
[0026] 在上述操作中,湿热老化箱和高温老化箱中的温度要一致,这个温度可以在 75°C -90°C范围内选取,湿热老化箱的湿度可以在75%RH -90%RH范围内选取。
[0027] 进行测试的性能也可选取别的性能,比如:冲击强度、硬度或摩擦学中的任意一 种,优选选取拉伸强度的测试。
[0028] 测试时间的间隔天数可在10-30天中任意选择,也可以是不定间隔,就是说在前 期间隔时间短一些,后期间隔时间可以长一些。
[0029] 第二步:根据第一步确定的复合醚酐型聚酰亚胺保持架的老化机理(热氧老化)选 择高温老化箱进行人工加速老化试验,具体如下: 1)、选取3组新的数量相同的复合醚酐型聚酰亚胺保持架试样在分别在三种温度不同 的高温老化箱中进行高温老化试验。
[0030] 高温老化试验温度选取的最高温度不应超过样品的热变形温度,最低温度一般不 低于样品的最高使用温度。
[0031] 本实施例试验温度可在220°C ~280°C之间选取,本实施例选取在250°C、265°C、 280°C三种不同的温度条件下进行试验。实际操作中,三组试样的数量可以相同,也可以不 同。
[0032] 2)、对于每一组复合醚酐型聚酰亚胺保持架样品,每隔30天,取出5个(也可以是 3个或4个)试样对拉伸强度进行测试,根据测试的结果,绘制每一组复合
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