ICS 71.040.30 G 63 团 体 标 准 T/CSTM 00163-2020 塑料在拉伸应力下的寿命评估 Life prediction of plastics under tensile stress 2020-03-23 发布 2020-06-23 实施 中关村材料试验技术联盟 发布 CSTMhQÆQl^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00163— 2020 I 前 言 本标准按照 GB/T1.1—2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容有可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国材料与试验团体标准委员会 化工材料领域委员会 （CSTM/FC05 ）提出。 本标准由中国材料与试验团体标准委员会化工 材料领域委员会 安全性与可靠性技术委员会 （CSTM/FC05/TC11 ）归口。 CSTMhQÆQl^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00163-20 20 1 塑料在拉伸应力下的寿命评估 1 范围 本标准规定了塑料在空气或液体介质环境中使用时的寿命推算试验方法。 本标准适用于预测塑料在拉伸应力状态和空气或液体介质接触工况下的寿命。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 1040.2 塑料 拉伸性能的测定 第2部分：模塑和挤塑塑料的试验条件 GB/T 1040.4 塑料 拉伸性能的测定第 4部分：各向同性和正交各向异性纤维增强复合材料的试验 条件 GB/T 1040.5 塑料 拉伸性能的测定 第5部分：单向纤维增强复合材料的试验条件 GB/T 1447 纤维增强塑料拉伸性能试验方法 GB/T 7141 塑料热老化 试验方法 GB/T 7142 塑料长期热暴露后时间 -温度极限的测定 GB/T 11547 塑料 耐液体化学试剂性能的测定 3 原理 塑料材料和制品在用于结构件等部位使用时，受到温度、氧、应力和介质的综合作用发生老化，升 高温度将加速塑料制品的老化，拉伸性能会与老化时间呈现单一变化。在一定的温度范围内，塑料制品 高温加速老化与使用条件下的老化机理相同，通过对高温加速老化试验数据进行统计分析，可推算使用 温度下的寿命。 4 试样 试样尺寸和制备方法应符合 GB/T 1040.2 、GB/T 1040.4 、GB/T 1040. 5及GB/T 1447等相应国家标 准和试验方法的规定。 在所选的每个周期和老化温度下至少需要 5个平行试样，除非另有规定或所有相关方另有商定。 5 试验仪器 5.1 综合加速老化试验系统 综合加速老化系统（如图 1） ，主要由恒温罐和应力加载部分组成。恒温罐中可注入实验所需的液 体介质，通过加热器对恒温罐的罐壁进行加热从而控制罐体中介质的温度，通过改变负荷而改变塑料拉 伸试样柱所受的拉伸应力，可实现不同拉伸应力、不同介质环境和不同温度等多因素环境下的加速老化 CSTMhQÆQl^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00163— 2020 2 试验。 图1 综合加速老化系统示意图 5.2 测量试样宽度和厚度的仪器 应使用测微 计、游标卡 尺或等效的仪器测量试样宽度和厚度，其测量精度为 0.01mm或更优。测量 头的尺寸和形状应适合于被测量的试样，不应使试样承受压力而明显改变所测量的尺寸。 5.3 热空气老化箱 当老化介质为空气时，采用的热空气老化箱应符合 GB/T 7141 中的规定 。 6 液体介质 选择在使用工况下与塑料制品相接触的液体介质进行试验。 液体介质的用量应能保证在整个试验过 程中使样品完全浸没在液体中。 7 试验性能的选择 选择拉伸性能作为试验性能。 8 性能临界值的选择 8.1 选用塑料制品技术条件中规定的性能极限允许值作为临界值。 8.2 选用双方协商的性能极限允许值作为临界值。 CSTMhQÆQl^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00163-20 20 3 8.3 在未明确的情况下，通常选择初始拉伸强度的 50%作为临界值。 9 试验温度的确定 9.1 选择的老化试验温度应不少于 3个，推荐采用 4个及以上的老化温度进行试验，以防止某个温度 数据出现异常。 9.2 相邻温度间隔一般不小于 10℃。 9.3 当采用液体介质进行加速老化试验时，选择的老化试验温度应综合考虑塑料材料本身的特性及液 体介质的热稳定性和安全性。 9.4 选择适当的试验温度需要预先确定材料在试验条件下的数据。如果没有这些数据，可借助探索性 试验选择适合的试验温度。 10 老化时间 每个老化试验温度下的测试数据不应少于 10个。每个测试点的时间间隔通常选用时间对数，例如 24h、48h、168h、336h、 672h、1344h、2688h、5376h等。但时间间隔并不是固定的，需根据性能变化 的情况而定，一般是前期间隔短，后期间隔长。 11 试验程序 11.1 在热老化试验开始前，根据选择的测试方法对一定数量的试样进行状态调节并在标准环境下进行 原始性能测试。材料应在选定范围的最低暴露温度下进行状态调节 48h。 11.2 将状态调节后并已测量尺寸的试样安装在夹具上，夹具装入热空气老化箱或恒温罐中，并匀速加 载所需的拉伸应力。 11.3 将热空气老化箱或恒温罐液体介质升温至规定的温度，开始计时。 11.4 到规定的老化时间后，取出试样。若是热空气老化，取出后放置于标准环境中调节 24h以后测试； 若是液体介质老化，取出试样后迅速地转入标准实验室温度下的新鲜试液中，浸泡 15min～30min 之后 冲洗、擦拭干净，于标准环境中调节 24h以后测试，相关操作可参照 GB/T 11547 进行。 11.5 继续进行老化试验，直至所有温度下的试样性能降到临界值。 12 试验结果处理及评价 按照 GB/T 7142 进行数据处理。 13 试验报告 试验报告应当包括 下列内容： a） 受试材料的完整鉴别的说明； b） 对本标准的引用； c） 详述其老化条件，如介质环境、应力环境及压力环境等； d） 根据相应试验标准选定的性能； e） 选定性能的临界值； f） 试样的形状、尺寸和制备方法，以及对有关标准的引用； CSTMhQÆQl^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00163— 2020 4 g） 状态调节； h） 暴露的时间和温度； i） 如有必要，给出每个温度下性能值对时间的曲线； j） 如果适用，以时间寿命对数对温度所作的图，以及所用的统计方法。 CSTMhQÆQl^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00163-20 20 5 附 录 A (资料性附录 ) 本标准起草单位：广州合成材料研究院有限公司、广东省分析测试研究所 （中国广州分析测试中 心）、金发科技股份有限公司、中国科学院 高能物理研究所。 本标准主要起草人： 尹文华、颜上凯、黄泰佑、彭军、刘海峰、叶小机、黄险波、吴博、钱小辉。 _________________________________ CSTMhQÆQl^Ou( 全国团体标准信息平台