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利用本实验室已开发的塑料热水管氧化稳定性强化试验方法在基本试验条件(试验溫度T=125℃,试片厚度d=0.5mm)下对PPR-2、PPR-4、PPR-16和TPC-5 4种塑料热水管专用料的氧化稳定性能进行了研究。试验得到试片中抗氧剂遭水抽提干净的临界水抽提时间twc和遭空气氧化使试片破坏的时间tar。结果表明,PPR-4的twc为75h,tar为6391h。TPC-5的twc为431h,tar为7800h。由于twc小,PPR-4和TPC-5是氧化稳定性差的材料。PPR-2和PPR-16的条件试验安排的最长水抽提试验时间为4000h,在该时间下试片中仍然存留有相当数量抗氧剂。PPR-2和PPR-16的twc的偏保守估计值为4000h,tar分别为6437h和4008h。由于twc长,PPR-2和PPR-16都是氧化稳定性很好的材料。用氧化诱导期(OIT)和红外吸收光谱(IR)对这4种材料中的抗氧剂的损耗动力学进行了研究。OIT和与抗氧剂有关的红外吸收强度Ⅰ在半对数坐标上对水抽提时间tw或空气氧化时间ta作图,得到lnOIT-tw、ln OIT-ta、lnI-tw、lnI-ta图并作进一步分析。结果表明PPR-4和TPC-5中的抗氧剂不耐水抽提是其氧化稳定性差的根本原因。PPR-2和PPR-16中~3 650cm-1有红外吸收的含OH基抗氧剂有较强的耐水抽提的能力,为这两种材料的优良的氧化稳定性提供了实质性的贡献。 本论文用试片厚度d=1.0mm、1.5mm、2.0m的试片结果与基本试验条件(d=0.5mm)的结果比较的方法来研究试片厚度d对试验结果的影响,用试验温度T=110℃的试验结果与基本试验条件(T:125℃)的结果比较的方法来研究试验温度T对试验结果的影响。比较的项目包括twc、tar、以及在抗氧剂损耗动力学研究中提炼出来的抗氧剂损耗动力学有关参数。试验结果表明: 1.本论文对试片厚度d和试验温度T对氧化稳定性差的材料PPR-4和TPC-5的twc的影响的预估和据此安排的条件试验的试验时间欠当,未能得到可进一步讨论的试验结果。预估条件试验时间的基础是假设twc和tar与试片厚度成正比,以及125℃-110℃的15℃温度差造成twc和tar增大4倍。条件试验时间安排欠当这一负结果表明试片厚度d的影响达不到正比关系程四川大学硕士学位论文度,以及125℃一110℃的巧℃温度差的影响达不到4倍程度。 2.试片厚度d对抗氧剂损耗动力学参数的影响大致分为4类:(l)由于试验误差和拟和误差原因,试片厚度d对抗氧剂损耗动力学某些参数的影响还不能确定,如PPR一2在3 650cm一,的Inl一t,图上的第1分支的斜率p,at.r,;,拐点(第1分支和第2分支的交点)的时间。(2)试片厚度d对抗氧剂损耗动力学某些参数的影响小,如PPR一2在3 65Ocm-l的Inl一t.图上的第2分支的斜率pr,2。(3)试片厚度d对抗氧剂损耗动力学某些参数的影响明显,如PPR一2在3 65Ocm-,的Inl一t,图上的拐点的I随试片厚度d增加而明显增加,PPR一2在3 650em一,的Inl一t.图上的斜率p。*r和PPR一16在3 650cm一‘的Inl一t。图上的斜率p。lr都随d增加而明显下降。(4)试片厚度d对抗氧剂损耗动力学某些参数的影响出现反常现象,如PPR一16在3 65ocm-t的Inl一t,图上的斜率p.ter随d增大而“反常”增大。 3.较高试验温度(T二125℃)下抗氧剂比较低试验温度(T二110℃)下损耗快。水抽提试验得到的PPR一2在125℃时的p .ter,2和110℃时的p .t.r,2之比k,,.ter平均为1.8,PPR一16的k,二ter平均为2.2。空气氧化试验得到PPR一2的125℃时的旦。,r和110oC时的p.、r之比k,,。、r平均为3.3, PPR--16的k,,.‘r平均为2.6。尽管温度对试验结果的影响明显,但仍达不到125℃一110℃的15℃温度差造成4倍差别的程度。 本实验室先前用式(1)由基本试验条件(T二125℃,d=0 .Slnln)下的tar,t.。预测2.snnn厚度管材在110℃氧化稳定性静液压试验(管内介质为水/管外介质为空气)的寿命尔Zxaxbt。.一二一一一气厂 「11 —+—(1) t,一t。t脱式中t。是“显影”力学破坏所需要的时间,可取为ZO0h。因子2来源于管材静液压试验中内侧接触水,外侧接触空气,本实验室强化试验的试片两侧接触同一种介质(水或空气)。因子a是表示试片厚度0.Slnln与管材厚度2.smln差别的影响,按正比关系取a:5。因子b是表示本实验室强化试验温度125℃与管材静液压试验温度110℃的15℃温度差别造成的影响,按四川大学硕士学位论文Arrhenius关系取b=4。 本论文建议将式(1)修改为式(2),用式(2)预测2.snun厚度管材1 10℃静液压氧化稳定性试验(管内介质为水/管外介质为空气)的寿命弓: 2日..曰.............. 11 —+— (a xb)*(tar一t。)(a xb).,t脱(2)式中(axb)。*,是表达温度和厚度对空气氧化试验验结果的影响的因子。(ax b) .t.r是表达温度和厚度对水抽提试验结果的影响的因子。对PPR-2,(axb)。ir取125℃,0.snun试片的p。ir与110℃,2.omm试片的p .ir之比4.3,(axb).t,取125℃,0.snun试片的旦,a:。r,2与110℃,2.omm试片的p。:。r.2之比2。类似地,PPR一16的(a Xb).1:取4.5,(a xb).t.r取1.7。计算得到即R一2的弓的偏保守估计值为12 324h,即R一16的弓的偏保守估计值为9