碱处理(拉伸强度保持率、断裂伸长率、低温弯折性)检测
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发布时间:2025-06-01 04:35:31 更新时间:2025-05-31 04:35:31
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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在材料科学与工程领域,特别是在橡胶、塑料、防水卷材、涂层、纺织品等材料的研发、生产和质量控制过程中,评估材料在特定化学环境下的耐久性至关重要。其中,“碱处理”是一种常用的加速老化试验方法,旨在模拟材料在实际应用中可能长期接触碱性环境(如混凝土碱性环境、碱性清洗剂、工业碱性废水等)后的性能变化。通过碱处理试验,可以预测材料的耐碱性能和使用寿命。
碱处理后的性能检测主要关注材料力学性能和特定功能特性的衰减情况。其中,拉伸强度保持率、断裂伸长率(保持率或变化率)以及低温弯折性是三个非常关键的评价指标。拉伸强度保持率反映了材料在碱侵蚀后抵抗拉伸破坏能力的保留程度;断裂伸长率及其变化率则表征了材料在碱作用下的韧性或延展性变化;低温弯折性则用于评价材料在低温条件下,经碱处理后是否仍能保持必要的柔韧性和抗开裂能力,这对于在寒冷地区使用的材料尤为重要。
本检测的核心项目聚焦于以下三项经过碱处理后的性能指标:
1. 拉伸强度保持率: 指材料经过规定条件的碱处理后,其拉伸强度与未处理(原始)样品拉伸强度的比值(通常以百分比表示)。该指标直接反映材料在碱性环境中抵抗拉伸载荷能力的稳定性。
2. 断裂伸长率: * 实测值: 测量碱处理后的试样在断裂时的伸长率。 * 保持率: 碱处理后试样的断裂伸长率与未处理试样断裂伸长率的比值(百分比)。反映材料延展性(韧性)在碱作用下的保留程度。 * 变化率: 碱处理后断裂伸长率相对于原始值的增减百分比。保持率下降或变化率为负值表明材料变脆。
3. 低温弯折性: 将经过碱处理的试样在规定的低温条件下(如-10°C, -20°C, -25°C等,依据材料标准或应用环境要求设定)进行弯折试验,观察试样表面是否出现裂纹、断裂或其他破坏现象。该指标评价材料在低温环境下,经历碱侵蚀后,抵抗弯折变形而不开裂的能力。
进行上述项目检测需要用到以下关键仪器设备:
1. 碱处理装置: * 恒温水浴锅:用于维持碱溶液(如饱和Ca(OH)₂溶液,或特定浓度的NaOH/KOH溶液等)在规定的浸泡温度(如23°C±2°C, 或更高温度如80°C以加速老化)。 * 耐碱容器:用于盛放碱溶液和试样。
2. 拉伸试验机: * 用于测试拉伸强度和断裂伸长率。设备需满足精度要求(通常为1级精度),具有足够的量程和位移/应变测量能力。 * 配备符合标准的夹具(如哑铃型试样夹具)。
3. 低温试验箱: * 能够精确控制并维持规定的低温环境(如-25°C±2°C),用于低温弯折性试验前的试样冷却和试验过程(部分标准要求在箱内弯折)。
4. 弯折试验装置: * 手动或自动弯折机:用于在低温下对试样进行规定角度(如180度)和规定速率(或时间)的弯折。 * 弯折棒/轴芯:具有规定直径的金属棒,弯折时试样围绕其进行弯曲。
5. 测量工具: * 厚度计/测厚仪:精确测量试样厚度(用于计算拉伸强度)。 * 标线器:用于在拉伸试样上标记原始标距。 * 游标卡尺/直尺:用于测量原始标距、断裂后标距以及试样尺寸。
6. 清洗与干燥设备: * 用于碱处理后试样的清洗(通常用自来水冲洗,再用蒸馏水或去离子水清洗)和干燥(如恒温干燥箱、滤纸吸干、自然干燥等,需按标准规定操作)。
检测流程一般遵循以下步骤:
1. 试样制备: 按照相关产品标准或测试标准要求,制备规定形状(通常为哑铃状I型或II型)和尺寸的试样。记录原始尺寸(厚度、宽度、标距)。
2. 原始性能测试(可选但推荐): 测试部分未处理试样的拉伸强度、断裂伸长率和低温弯折性,作为基准值。否则需用平行样代表原始性能。
3. 碱处理: * 配制规定种类、浓度的碱溶液。 * 将试样完全浸没于碱溶液中,确保试样间及试样与容器壁不重叠接触。 * 将容器置于恒温水浴中,在规定的温度下浸泡规定的时间(如23°C下168小时,或80°C下168小时等)。
4. 后处理: * 浸泡结束后,取出试样。 * 用大量自来水冲洗试样表面残留碱液。 * 用蒸馏水或去离子水进一步清洗。 * 按标准规定的方法干燥试样(如用滤纸吸干表面水分后置于23°C±2°C, 50%±5%RH环境中干燥24小时)。
5. 拉伸性能测试: * 测量处理后试样的厚度(通常在标距内测三点取平均)。 * 将试样夹持在拉伸试验机上,设置拉伸速度(如500mm/min)。 * 进行拉伸至试样断裂,记录最大拉力(拉伸强度)和断裂时标距线间的距离(计算断裂伸长率)。
6. 低温弯折性测试: * 将干燥后的碱处理试样放入低温试验箱,在规定低温(如-25°C)下恒温规定时间(如1小时)。 * 在低温环境中(或迅速取出在冷弯装置上),将试样围绕规定直径的弯折棒/轴芯弯曲180度(通常弯折时间控制在1秒内)。 * 目视检查弯曲处是否有裂纹、断裂等破坏现象(有时需用放大镜观察)。
检测的依据主要来自相关的国家、行业或国际标准,常见的标准包括:
1. 通用基础标准: * GB/T 528-2009 / ISO 37:2011 硫化橡胶或热塑性橡胶 拉伸应力应变性能的测定:规定了拉伸强度、断裂伸长率的测试方法(试样、速度等)。
2. 碱处理及特定性能测试标准: * GB/T 1690-2010 / ISO 1817:2005 硫化橡胶或热塑性橡胶 耐液体试验方法:详细规定了橡胶材料耐液体(包括碱液)的浸泡条件(溶液、温度、时间)、后处理及性能变化(体积、质量、拉伸强度变化率、断裂伸长率变化率等)的测定方法。是进行碱处理试验的核心依据之一。 * GB 18173.1-2012 高分子防水材料 第1部分:片材:针对高分子防水卷材,明确规定了碱处理(使用饱和Ca(OH)₂溶液,80°C×168h)后的拉伸强度保持率、断裂伸长率保持率以及低温弯折性(如-20°C)的要求和测试方法。这是防水卷材行业应用最广泛的碱检测标准。 * JC/T 864-2008 聚合物乳液建筑防水涂料:也可能包含类似耐碱处理后的性能要求。 * ASTM D471 Standard Test Method for Rubber Property—Effect of Liquids:美国的橡胶耐液体标准,类似ISO 1817。 * 特定产品的行业标准或企业内控标准:可能对碱处理的具体条件(溶液浓度、温度、时间)和性能指标(保持率/变化率阈值)有更具体的规定。
3. 低温弯折性标准: * GB/T 328.15-2007 建筑防水卷材试验方法 第15部分:高分子防水卷材 低温弯折性:详细规定了高分子防水卷材低温弯折性的测试方法(试样、温度
证书编号:241520345370
证书编号:CNAS L22006
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