塑料成型的穩(wěn)定，應(yīng)力和老化關(guān)系
了解應(yīng)力與溫度之間的關(guān)系
預(yù)測(cè)長(zhǎng)期高溫性能需要訪問多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn).隨著溫度升高或產(chǎn)品所需壽命的增加,可使用該材料的容許應(yīng)力水平根據(jù)取決于特定材料的熱和機(jī)械性能的函數(shù)而降低.
短期和長(zhǎng)期性能之間的相關(guān)性表明,熱塑性塑料的長(zhǎng)期工作應(yīng)力水平通常在屈服或斷裂時(shí)的短期強(qiáng)度的 20-40% 之間.
未填充的材料往往落入該范圍的下限,而高度填充的化合物往往落入該范圍的上限.給定產(chǎn)品的安穩(wěn)系數(shù)會(huì)降低這些值,如果應(yīng)用環(huán)境的溫度接近 DTUL 值,
則可持續(xù)工作應(yīng)力可能為數(shù)據(jù)表中提供的值的 3-5%.一些數(shù)據(jù)表會(huì)給出多個(gè)溫度下的拉伸強(qiáng)度和模量值.如果可用,這些數(shù)據(jù)可以消除很多猜測(cè).
表 1給出了玻璃纖維增??強(qiáng)尼龍 6/6 在多個(gè)溫度下提供的拉伸強(qiáng)度值的示例.
了解溫度與老化之間的關(guān)系
所有聚合物都對(duì)氧氣具有長(zhǎng)期敏感性,并且這種敏感性在較高溫度下會(huì)增加.與老化相關(guān)的退化由一種稱為“相對(duì)熱指數(shù)”或 RTI 的特性捕獲.
該值來自美國(guó)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室授權(quán)和管理的測(cè)試.它是目前測(cè)量老化對(duì)聚合物機(jī)械和電氣性能的長(zhǎng)期影響的量具.
RTI 測(cè)試首先測(cè)量關(guān)鍵的基線特性,例如拉伸強(qiáng)度、缺口伊佐德抗沖擊性和耐電弧性.
然后在多個(gè)溫度下老化測(cè)試樣品并監(jiān)測(cè)基線性能,直到它們下降到原始值的 50%.達(dá)到 50% 性能所需的時(shí)間稱為“失敗時(shí)間”.”如果使用三個(gè)或四個(gè)老化溫度,
并將失效時(shí)間的對(duì)數(shù)繪制為倒數(shù)溫度的函數(shù),則數(shù)據(jù)點(diǎn)可以擬合成一條直線.然后將這條線外推到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（通常,大約八年）,
并且預(yù)測(cè)在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間導(dǎo)致故障的溫度是相對(duì)熱指數(shù).對(duì)于大多數(shù)熱塑性塑料,RTI 值低于 DTUL 和維卡軟化值.我們的玻璃填充 PBT 就是這種情況 對(duì)于大多數(shù)熱塑性塑料,
RTI 值低于 DTUL 和維卡軟化值.我們的玻璃填充 PBT 就是這種情況 對(duì)于大多數(shù)熱塑性塑料,RTI 值低于 DTUL 和維卡軟化值.
我們的玻璃填充 PBT 就是這種情況附錄 A樣本數(shù)據(jù)表,其中 DTUL 和 Vicat 值均高于 200°C (392°F),而 RTI 值為 140°C (284°F).
然而,具有良好氧化穩(wěn)定性的柔軟、靈活的材料（例如 PTFE）的 RTI 值可能高于其 DTUL 值.RTI 值可用于預(yù)測(cè)長(zhǎng)期性能,其中老化是主要問題.
老化過程遵循將退化與溫度相關(guān)聯(lián)的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則.溫度每升高 10°C,降解速度就會(huì)加倍.這是一個(gè)指數(shù)關(guān)系,因此 20°C 的變化將使降解率增加 2^2 或 4 倍,
而 30°C 的增加會(huì)使降解率增加 2^3 或 8 倍.
由于 RTI 被索引在大約 8 年的時(shí)間范圍內(nèi),您可以估計(jì)材料在高于 RTI 10°C 的溫度下可以存活四年,在高于 RTI 20°C 的情況下可以存活兩年,
在高于 RTI 的 20°C 的情況下可以存活一年C 高于 RTI.安穩(wěn)系數(shù)應(yīng)納入此計(jì)算,因?yàn)檠芯勘砻鲗?shí)際加速系數(shù)雖然名義上為 2,但可以從低至 1.8 到高至 2.5 不等.
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