用于服役寿命预测的高分子材料老化有效温度的计算方法

摘要

本发明公开了用于服役寿命预测的高分子材料老化有效温度的计算方法，包括步骤(1)：在户外开展气候老化试验时，采用公式表示由大气辐照和温度造成的高分子材料试验样品的老化损伤D；步骤(2)：存在高分子材料样品老化的有效温度T_eff，该有效温度T_eff为常数，使得同样的高分子材料样品接受相同剂量的辐照后会导致与步骤(1)中的老化损伤D同样的老化损伤D，该老化损伤D如公式所示；步骤(3)：整理得公式通过该公式即可求得高分子材料样品老化的有效温度T_eff。该方法能够更好地为高分子材料的服役寿命预测服务。

主权项

用于服役寿命预测的高分子材料老化有效温度的计算方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤(1)：在户外开展气候老化试验时，采用公式(1)表示由大气辐照和温度造成的高分子材料试验样品的老化损伤D，$D=\underset{t}{\Sigma }{I}_{t}A·e^{\frac{-\mathrm{Ea}}{R{T}_t}}\mathrm{\Delta t}---\left(1\right)$式中：D——样品的老化损伤；I_t——在t时刻时样品的有效辐照度，单位为瓦每平方米(W/m²)；A——指前因子，为常数；Ea——样品的老化反应活化能，单位为焦每摩尔(J/mol)；R——气体常数，8.314J/(mol·K)；T_t——为在t时刻时样品的温度，单位为摄氏度(℃)；Δt——样品的试验时间间隔，单位为秒(s)；步骤(2)：存在高分子材料样品老化的有效温度T_eff，该有效温度T_eff为常数，使得同样的高分子材料样品接受相同剂量的辐照后会导致与步骤(1)中的老化损伤D同样的老化损伤D，该老化损伤D如公式(2)所示，$D=\underset{t}{\Sigma }{I}_{t}A·e^{\frac{-\mathrm{Ea}}{R{T}_t}}\mathrm{\Delta t}---\left(1\right)$式中：T_eff——样品老化的有效温度；步骤(3)：令公式(1)＝公式(2)，并整理得公式(3)$\underset{t}{\Sigma }{I}_t\mathrm{\Delta t}=\underset{t}{\Sigma }{I}_t{e}^{\frac{\mathrm{Ea}}{R}(\frac{1}{T_{\mathrm{eff}}}-\frac{1}{T_t})}\mathrm{\Delta t}---\left(3\right)$公式(3)的左边代表全年辐照量，通过公式(3)即可求得高分子材料样品老化的有效温度T_eff，该有效温度T_eff能够为预测高分子材料的服役寿命提供科学的温度参数。