Способ испытания изоляционных материалов на основе полиолефинов на устойчивость к термоокислительной деструкции Советский патент 1992 года по МПК G01N17/00 

Изобретение относится к испытаниям полимерных материалов, в частности к способам испытания изоляционных материалов на основе полиолефинов на устойчивость к термоокислительной деструкции.

Известен способ испытания полимерных материалов на основе полиолефинов, включающий подготовку образца, выдержку его в воздушной среде в заданном темпера- . турком режиме и последующее определение периода индукции окисления (ПИО) - времени, в течение которого термоокислительные процессы в материале заторможены. При этом из исследуемого материала вырезают образец произвольной геометрической формы, который затем помещают в термошкаф с контролируемой постоянной температурой воздушной среды. После экспонирования в воздушной среде образец

извлекают из термошкафа и помещают в статическую установку, позволяющую регистрировать поглощение кислорода при повышенной, температуре. За величину периода индукции окисления принимают время от начала контакта образца с кислородом до момента, когда реакция термоокисления пройдет на заданную величину.

Известный способ испытаний не учитывает воздействия влаги (постоянного или периодического), которая в реальных условиях эксплуатации полимерных изоляционных материалов может вымывать стабилизаторы и снижать величину ПИО.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ испытания полимеров на устойчивость к термоокислению, в котором вырезанные из исследуемого материала образцы помещают в емкость с агрессивной средой, например водой, и выставляют в термошкаф для выдержки при заданной температуре. После экспонирования образцы извлекают из термошкафа и определяют их ПИО методом дифференциальной сканирующей калориметрии.

Такой способ испытания не учитывает ряда существенных особенностей эксплуатации подобных материалов, предназначенных для защиты металлических конструкций, в том числе подземных трубопроводов.

Так, наличие металлической подложки, например трубопровода, находящегося в адгезионном контакте с полимерным материалом, влияет на уровень его термостабилизации путем общекаталитического воздействия на кинетику термодеструкции как самой подложки, так и ее продуктов, растворенных в окружающей агрессивной среде.

Проведение испытаний б жидко фазной среде, например воде, может из-за пониженной концентрации окисляющего агента, т.е. кислорода, влиять на скорость протекания деструкционных процессов в объеме полимера и, как следствие, завышать экспериментальные результаты. Это может быть особенно характерно для испытания в жидких средах при повышенной температуре, поскольку с ростом последней растворимость кислорода резко снижается, В результате реальное изменение термостойкости полимерных материалов в период их экспонирования в агрессивных средах может существенно отличаться от результатов, полученных при испытаниях по известному способу.

Целью изобретения является повышение достоверности испытаний путем приближения их условий к эксплуатационным.

Цель достигается тем, что согласно способу испытания изоляционных материалов на основе полиолефинов на устойчивость к термоокислительной деструкции вырезают образец из испытываемого материала, выдерживают его в агрессивной среде при заданной температуре и определяют период индукции окисления, по которому судят об устойчивости к термоокислительной деструкции, образец наносят на стальную подложку, выдержку в агрессивной среде осуществляют в условиях непрерывной обдувки воздухом с удельным расходом 0,75- см3/мин.см2. а перед определением периода индукции окисления испытываемый материал отделяют от подложки.

Формирование .адгезионного контакта испытываемого материала на металлической подложке позволяет учитывать особенности подобных материалов, предназначенных для защиты металлических конструкций. Выдержка в агрессивной среде испытываемого материала условиях непрерывной обдувки воздухом с заданным удельным расходом 0,75-2,5 см3/мин.см2 позволяет вести процесс в кинематическом режиме окисления.

0 Для проведения испытаний были изготовлены образцы двухслойной изоляционной ленты холодного нанесения с полиэтиленовой основой и подслоем на основе бутилкаучуков.

5 Образцы адгезировали к стальным под- Ложкам. Для этого прямоугольные стальные пластины (Ст.З) размером 100x20 мм предварительно подвергали абразивной очистке и покрывали грунтовкой (толщина слоя

0 праймера примерно 90 мкм). Затем после выдержки в течение 5-7 с на праймирован- ную поверхность наносили ленту методом прикатки и через 24 ч, после формирования адгезионного контакта, образцы помещали

5 в емкость с водой в качестве агрессивной среды, которую выставляли в термошкаф с температурой 98°С. .

В процессе выдержки в агрессивной среде образцы подвергали обдувке потоком

0 воздуха, при этом барбо тируемый со дна емкости воздух непрерывно омывал испытуемые образцы.

В процессе испытаний через каждые 100 часов определяли уровень термостаби5 лизации полимерного материала (период индукции окисления). При этом адгезированные образцы ленты отслаивали от металла на участке порядка 1 см. Отслоенную часть срезали, после чего с нее механиче0 ским способом, например скальпелем, удаляли подслой.

Далее пленку-основу прессовали при температуре выше плавления полимера для придания ей заданной толщины (0,25+

5 +0,02 мм), после чего свернутую в трубочку пленку испытуемого материала помещали в алюминиевую ампулу, которую устанавливали в камеру калориметра, предварительно нагретую до заданной температуры 0 испытания 200°С. В процессе определения

ПИО осуществлялась непрерывная обдувка

образца кислородом.,

Испытания показали, то для сформиро- 5 ванных в адгезионном контакте с металлической подложкой образцов ПИО, например через 300 ч экспонирования в воде, примерно в 3 раза ниже аналогичного показателя для неадгезированных образцов, при этом обдувка потоком воздуха

в заданных пределах приводит к снижениюго материала, выдерживают в агрессивной ПИО примерно в 2 раза.среде при заданной температуре и опреде- Определение ПИО полимера ведется вляют период индукции, по которому судят основном с целью прогнозирования его5 об устойчивости, о т л и ч а ю щ и и с я тем, долговечности в условиях термоокислитель.-что, с целью повышения достоверности иеной деструкции, активно протекающей припытаний, образец наносят на стальную под- повышенных температурах эксплуатации,ложку, выдержку в агрессивной среде Фбрмула изобретенияосуществляют в условиях непрерывной об- Способ испытания изоляционных мате-10 дувки воздухом с удельным расходом 0,75- риалов на основе полиолефинов на устойчи-2,5 смэ/мин.см2, а перед определением вость к термоокислительной деструкции, попериода индукции окисления, испытуемый которому вырезают образец из испытуемо-материал отделяют от подложки.

Изобретение относится к способам испытания полимерных материалов. Целью изобретения является повышение достоверности испытаний путем приближения их. условий к эксплуатационным. При осуществлении способа испытания из испытуемого материала вырезают образец и наносят его на стальную подложку. Образец выдерживают в агрессивной среде при заданной температуре в условиях непрерывной обдувки воздухом с удельным расходом 0,75- 2,5 см3/мин см2. Затем испытуемый материал отделяют от подложки и определяют период индукции окисления, по которому судят об устойчивости материала к термоокислительной деструкции.