航空用SEBS胶质材料环境老化性能的试验研究

发布时间：2017-08-26 14:33

  本文关键词：航空用SEBS胶质材料环境老化性能的试验研究

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【摘要】：针对将在民航飞机上使用的一款SEBS胶质材料进行了环境老化机理研究。首先,根据典型机场环境确定了主要试验类型及参数,分别进行了SEBS胶质材料的紫外线和30℃、40℃、50℃、70℃条件下的热空气加速老化试验。将试样的承载力和表面宏观、细观形貌特征作为主要指标,分析了紫外线照射、温度作用对材料力学性能和表面性能的影响；其次,选取了不同试验阶段的试样进行了傅里叶红外光谱分析(FTIR),以了解环境作用对材料化学结构的影响；然后,对全新试样进行了差示扫描量热分析(DSC)和热重分析(TG),得到了材料的玻璃化转变温度和失重温度；最后,应用动力学曲线直线化法进行了材料在不同温度作用下使用寿命的理论预测分析。论文的主要工作和结论如下：(1)完成了SEBS胶质材料的紫外线加速老化试验研究,发现短期的紫外线照射可以促进材料的后固化,使其承载力有一定的增大趋势；而长时间的紫外线照射使材料在宏观上出现表面发粘的现象,加剧了固体颗粒或粉尘对试样的污染,而且细观层面观察发现材料出现老化硬结的情况,使得材料的力学性能变差。(2)完成了SEBS胶质材料在30℃、40℃、50℃、70℃条件下的热空气加速老化试验研究,发现在温度较低(30℃、40℃时)的情况下,空气中的固体颗粒或粉尘对试样表面的污染是影响材料承载力的主要原因；随着温度的升高,材料进一步固化所用的时间逐渐减少,在短时间内出现材料承载力有一定上升的情况,但是长时间的温度作用也会降低材料的承载力；在更高的试验温度(70℃)环境下,试样边缘出现严重的翘曲现象是影响材料承载力的主要原因。(3)完成了全新的和不同试验阶段的试样的傅里叶红外光谱分析,发现在本研究的试验条件下,材料的化学结构无明显变化,说明了SEBS胶质材料能很好地应用于民航飞机的正常工作环境。(4)对SEBS胶质材料进行了差示扫描量热分析和热重分析,得到该材料的玻璃化转变温度和失重温度分别为168℃和190℃。正常机场温度远小于上述温度,材料在使用过程中不会出现交联和分解。(5)采用动力学曲线直线化法对SEBS胶质材料的使用寿命进行了预测。在热空气老化环境下,以试样承载力为评价指标,得到材料在最高试验温度(70℃)时对应常温下的预测寿命为221天,满足设计要求。在SEBS胶质材料的环境老化研究过程中,运用了紫外线与热空气的老化试验方法,结合了力学性能测试、宏观与细观形貌特征、化学结构分析,进行了热性能分析及理论寿命预测,全方位地研究材料的老化性能,得到了合理的分析结果。此流程简单易用,也可用于其他高分子材料的老化分析。
【关键词】：SEBS 胶质材料 老化试验 热分析 寿命预测
【学位授予单位】：中国民用航空飞行学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V255
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第一章 绪论13-22
• 1.1 选题依据与研究背景13-17
• 1.1.1 选题依据13-15
• 1.1.2 研究背景15-17
• 1.2 高分子胶质材料环境老化研究的国内外现状17-18
• 1.2.1 国外研究历史及现状17-18
• 1.2.2 国内研究历史及现状18
• 1.3 研究意义18-19
• 1.4 研究目标和内容19-20
• 1.5 论文的主要章节安排20-22
• 第二章 高分子胶质材料的基本理论与寿命预测22-30
• 2.1 高分子胶质材料的基本粘接理论22-23
• 2.2 高分子胶质材料的老化23-25
• 2.2.1 高分子胶质材料的老化特征23
• 2.2.2 影响高分子胶质材料老化的因素23-25
• 2.3 高分子胶质材料老化的试验方法25-27
• 2.3.1 户外大气暴露试验26
• 2.3.2 人工加速老化试验26-27
• 2.4 高分子胶质材料的寿命预测27-29
• 2.4.1 线性关系法27-28
• 2.4.2 动力学曲线直线化法28
• 2.4.3 变量折合法28-29
• 2.4.4 数学模型法29
• 2.5 本章小结29-30
• 第三章 SEBS胶质材料老化性能的试验分析方法30-37
• 3.1 试验原料与试样选择30-31
• 3.1.1 SEBS胶质材料的基本组分30-31
• 3.1.2 试样的选择31
• 3.2 试验方法与过程31-32
• 3.2.1 紫外线加速老化试验31-32
• 3.2.2 热空气加速老化试验32
• 3.3 试样的性能测试32-36
• 3.3.1 试样承载力的测量32-33
• 3.3.2 试样表面形貌的观察33-34
• 3.3.3 红外光谱分析34-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 SEBS胶质材料的紫外线加速老化试验研究37-44
• 4.1 试验部分37-38
• 4.1.1 试验试样与设备37
• 4.1.2 测试方法37-38
• 4.2 试验结果与分析38-43
• 4.2.1 紫外线老化对SEBS胶质材料力学性能的影响38-39
• 4.2.2 紫外线老化对SEBS胶质材料表面形貌的影响39-42
• 4.2.3 紫外线老化前后试样的FTIR分析42-43
• 4.3 本章小结43-44
• 第五章 SEBS胶质材料的热空气加速老化试验研究44-53
• 5.1 试验部分44-45
• 5.1.1 试验样品与设备44
• 5.1.2 测试方法44-45
• 5.2 试验结果与分析45-51
• 5.2.1 热空气老化对SEBS胶质材料力学性能的影响45-47
• 5.2.2 热空气老化对SEBS胶质材料表面形貌的影响47-50
• 5.2.3 热空气老化前后试样的FTIR分析50-51
• 5.3 本章小结51-53
• 第六章 SEBS胶质材料的热分析试验53-60
• 6.1 试验原理53-56
• 6.1.1 基本原理53-54
• 6.1.2 试样和参比物54
• 6.1.3 温度和热量的校正54-55
• 6.1.4 主要影响因素55-56
• 6.2 试验过程与设备56
• 6.2.1 试验样品制备56
• 6.2.2 试验设备56
• 6.3 试验结果与讨论56-59
• 6.3.1 差示扫描量热分析56-58
• 6.3.2 热重分析58-59
• 6.4 本章小结59-60
• 第七章 SEBS胶质材料的工程寿命分析60-65
• 7.1 寿命预测原理60-61
• 7.2 寿命预测分析61-64
• 7.3 本章小结64-65
• 结论65-67
• 参考文献67-71
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果71-72
• 致谢72

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