聚合物长期辐射老化 第1部分：监测扩散限制氧化的技术 GBZ 28820.1-2012.pdf

GB/728820.1-2012/1EC/Ts61244-1:1993前言GB/Z28820聚合物长期辐射老化由3部分组成：一第1部分：监测扩散限制氧化的技术：一第2部分：预测低剂量率下老化的程序：一第3部分：低压电缆材料在役监测程序。本部分为GB/Z28820的第1部分。本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本部分使用翻译法等同采用IEC/TS61244-1:1993聚合物长期辐射老化第1部分：监测扩散限制氧化的技术。本部分由中国电器工业协会提出。本部分由全国电气绝缘材料与绝缘系统评定标准化技术委员会(SAC/TC301)归口。本部分起草单位：深圳市旭生三益科技有限公司、机械工业北京电工技术经济研究所、上海电缆研究所、上海核工业研究设计院、上海特缆电工科技有限公司、江苏上上电缆集团有限公司、上海电缆厂有限公司、临海市亚东特种电缆料厂、上海凯波特种电缆料厂有限公司、无锡江南电缆有限公司、常州八益电缆股份有限公司、上海至正道化高分子材料有限公司、上海创新高温线缆厂、浙江万马电缆股份有限公司、深圳市沃尔核材股份有限公司、北京北重汽轮机电机有限责任公司、北京新福润达绝缘材料有限责任公司。本部分主要起草人：卢伟、居学成、郭丽平、刘亚丽、陆燕红、顾申杰、孙萍、王松明、王怡瑶、李国锋、段春来、赵文明、周叙元、侯海良、沈彧、唐松柏、康树峰、刘凤娟、刘琦焕。GB/728820.1-2012/IEC/Ts61244-1:1993聚合物长期辐射老化第1部分：监测扩散限制氧化的技术1范围当有氧存在时，聚合物在包括温度、辐射或者紫外线的各种环境中老化，受扩散限制氧化的影响，导致非均相老化。这些影响使得理解老化过程和推斯加速长期的暴露条件变得很困难。本部分回顾定量监控这些影响的实脸技术，并且对评估重要性提供了理论方程式。2监测扩散限制氧化的剖析技术扩散限制氧化影响的存在表明各种不同的性能与一定的氧化作用有关，这种氧化作用取决于材料中的空间位置。因此，任何能绘制成空间变化图的技术可以用来监测扩散限制氧化。因为聚合物的几何结构利用低至几个毫米或更小的横截面来表示，并且扩散限制氧化影响在小尺寸上起作用。因此，剖析技术应具有100m的分辨率。另外一个与敏感度有关的问题是被测数据，一般聚合物的降解要精确到相当于小于1%的聚合物被氧化。所以，一种有用的剖析技术应具备的条件是：具有合理的结果、对微小的化学变化敏感，可广泛地应用研究，以及操作和分析相对较简单。本章简要描述了一些特别有用的技术。2.1红外剖析技术由于薄片样品具有提供详细化学信息的能力，红外光普用来监测散限制氧化的影响已经超过25年切。不管是样品厚度的作用还是超薄切片的作用，任何氧化敏感的红外峰都能被监控到，从而可以得到非均相氧化的信息。许多研究数据表明，聚烯烃材料中炭基的吸收峰大约是1720c的区域，如聚乙烯和聚丙烯，较高敏感度地表征这个区域的红外吸收峰，并且这些材料未老化时不具有吸收峰。由于炭基区域代表多种氧化产物（如酮、醛，酯和酸类）吸收峰的叠加，并且在不同波长下具有不同的消光系数，因此可简化假设来提取半定量信息。在大多数情况下，可以选择多种羰基峰的最大高度或所在区域。需要注意市场上的材料含有添加剂（如抗氧化剂，阻燃剂），经常在羰基区域有吸收峰，因此将FTR光普用于这些材料的测试变得复杂化了。图1展示了一种材料老化后经过超薄切片得到的红外剖析示例图)。聚烯烃材料放在空气中，在100下老化6d后，描绘出了相对氧化程度（羰基峰的吸光率)对样品表面离空气的距离的图。氧化程度与空气接触的距离有近似指数级的相关性，热老化材料可以观察到类似的图形.13.)。二次红外处理方法是利用包装用薄膜在机械压力下得到多层样品。老化后，薄膜被分开，进行单独分析。非稳态的低密度聚乙烯材料在空气中经过射线老化，用这种方式得到的羰基剖析图如图2所示)，这个剖析图很对称，因为多层样品的两个表面都是暴露在空气中。这些样品的剖析图在完全氧化和未氧化区域有个突然的转变，在图1幂函数图上可以观察到这种不同的表现。另外一个引人注意的改进是用显微傅里叶红外光谱(FTR)作为剖析方法。Joun和其他作者”：)首创了这种方法，并且用光氧化的方法分析了PVC材料的羰基吸收峰20，也绘制了苯乙烯-丁二烯(SBR)橡胶和腈橡胶)的图。图3显示了SBR膜两面都在空气中光氧化100h的分析图)。这种情况下，远高空气时氧化明显成少，与图1的结果很类似。