高分子材料老化试验前处理步骤及操作规范

高分子材料老化试验的可靠性始于样品前处理——这一步能消除材料加工残留、表面污染及性能波动的影响，是确保试验条件一致性的核心环节。若前处理不规范，即使后续试验操作精准，也可能得出偏差较大的结果。本文结合实际试验经验，系统梳理老化试验前处理的关键步骤及操作规范，为试验数据的准确性筑牢基础。

样品接收与唯一性标识

样品接收是前处理的第一步，需先核对材料的基础信息：包括材料名称（如聚丙烯PP、硅橡胶）、生产批号（确保同一批次）、规格型号（如厚度2mm的PET薄膜、直径10mm的尼龙棒）、成型工艺（注塑、挤出、模压）及供应商信息。这些信息若有缺失，需立即联系委托方补充——比如某批次ABS塑料的成型工艺未标注，可能影响后续状态调节的时间设定。

核对无误后，为每个样品做唯一标识：标识可采用激光打标（适用于耐高温材料）或耐溶剂标签纸（适用于常温材料），位置要选在样品的非测试区域（如拉伸试样的夹持端、耐候试样的边缘），避免标识油墨或打标痕迹影响老化过程中的性能变化。例如，某耐候试验的PVC板样品，标识打在板的右下角（非暴露区域），既保证唯一性，又不干扰紫外线的照射。

样品表面污染物的有效清除

高分子材料表面常见的污染物有三类：生产过程中的脱模剂（如硅酮类）、储存时积累的灰尘、操作时沾附的手指油脂。不同污染物需用不同方法清除：灰尘用干燥的无绒棉布轻轻拂去，避免摩擦产生划痕；脱模剂或油脂则用蘸有75%医用乙醇的棉布擦拭——注意要沿同一方向擦拭，不要来回摩擦，防止污染物扩散。

擦拭后需将样品放在室温通风处干燥30分钟以上，确保乙醇完全挥发——若用热风烘干，可能导致部分热敏材料（如PVC）变形。需特别注意：禁止使用丙酮、甲苯等强极性溶剂，这类溶剂会溶解塑料表面的树脂成分，造成表面粗糙或裂纹。曾有试验中，用丙酮擦拭PE样品，导致表面出现细密裂纹，后续老化试验中裂纹快速扩展，完全偏离了正常结果。

环境状态调节的标准执行

状态调节的目的是让样品的性能稳定——高分子材料在加工过程中会产生内应力（如注塑件的冷却收缩应力），若不调节直接试验，应力释放会导致老化过程中性能波动。调节环境需符合GB/T 2918的标准：温度23℃±2℃、相对湿度50%±5%RH。

调节时间需根据材料类型调整：塑料（如PE、PP）一般需24小时；橡胶（如天然橡胶、丁腈橡胶）由于弹性大，应力消除慢，需72小时以上；而热固性塑料（如环氧树脂）可能需要48小时。调节时，样品需平放在透气的托盘上，避免叠放或受压——比如叠放的PVC片材可能因压力产生永久变形，影响后续尺寸测量。某批次注塑PP试样的对比试验显示：未调节的试样老化后拉伸强度下降25%，而调节24小时的试样下降18%，差异明显。

关键尺寸的精准测量

尺寸数据是评价老化后性能变化的基准——比如耐候试验后材料的拉伸强度下降率，需用初始厚度计算。测量工具的选择要匹配样品类型：薄膜类材料用台式测厚仪（精度0.001mm），块状样品用游标卡尺（精度0.01mm），弹性材料（如橡胶密封条）用千分尺——千分尺的压力恒定，能避免手动测量时压力不均导致的误差。

测量时，需在样品上选取至少3个不同位置：比如矩形样品选四角和中心，圆形样品选周向均匀分布的3点，每个位置测量2次，取平均值。例如，某PE薄膜的厚度测量：3个点分别为0.12mm、0.13mm、0.11mm，平均值为0.12mm，需精确记录到0.01mm。若测量点选择过少（如仅测1个点），可能因材料厚度不均导致后续老化性能评价偏差。

外观缺陷的系统检查

外观缺陷会加速老化——比如表面划痕会破坏材料的致密结构，让氧气和水分更容易渗透；气泡则可能在老化过程中膨胀破裂，形成更大的损伤。检查时，先用肉眼观察样品表面是否有裂纹、气泡、划痕或色斑；对于细微缺陷（如小于0.5mm的划痕），用5倍放大镜进一步确认。

发现缺陷的样品需做标记：比如用红色marker在缺陷处画圈，并在记录中注明“样品1表面有2mm长划痕，位于左上角”；若缺陷严重（如贯穿性裂纹、直径大于1mm的气泡），需直接剔除该样品——这类样品的老化性能会明显异于正常样品，若混入试验组，会导致结果偏差。曾有橡胶样品因未检查出表面气泡，老化后气泡破裂，撕裂强度比正常样品低30%，影响了试验结论。

试验样品的科学分组

样品分组需遵循“同质化”原则：同一组样品必须来自同一批次、具有相同的规格尺寸、经历相同的预处理（如同样的清洁方法、同样的状态调节时间）。分组数量需根据试验标准确定：比如GB/T 16422.2《塑料氙弧灯暴露试验》要求每组至少5个样品，这样能减少单个样品的误差对结果的影响。

同时，需设置对照组——即未经过老化处理的样品，对照组的数量与试验组相同，用于后续对比老化前后的性能变化（如拉伸强度、断裂伸长率的差值）。分组完成后，需将每组样品的标识号列成清单，比如“试验组1：样品1-5，对照组：样品6-10”，避免试验过程中混淆。若分组时将不同批次的样品混在一起，会导致组内差异过大，无法准确评价老化性能。

预处理过程的完整记录

预处理的记录是试验可追溯的关键，内容需覆盖每一个环节：样品接收时的基础信息（名称、批号、规格）、清洁所使用的方法（如“用75%乙醇擦拭”）及溶剂（若有）、状态调节的温度（如23℃）、湿度（50%RH）和时间（24小时）、尺寸测量的具体数据（如样品1的厚度：0.12mm、0.13mm、0.11mm，平均值0.12mm）、外观缺陷的描述（如“样品3表面有1mm气泡”）及处理情况（如“标记保留”）、样品分组的明细（如“试验组1含样品1-5”）。

记录需实时填写——比如清洁完成后立即记录清洁方法，不要事后回忆；若需修改，用横线划掉错误内容，旁边签名并注明日期，禁止直接涂改。电子记录需存放在加密文件夹中，纸质记录需装入档案袋，标注试验编号（如“2024-03-15-PP老化试验”），确保3年内可查阅。完整的记录能帮助后续分析试验结果的偏差原因——比如某样品老化后性能异常，可通过记录回溯到预处理时的清洁方法，排查是否因溶剂残留导致。