Tổng quan

Tiêu chuẩn ISO 11561:1999

Giới thiệu

Mục đích của tiêu chuẩn này là xác định sự lão hóa (giảm khả năng chịu nhiệt trong thời gian dài) của các sản phẩm và vật liệu nhựa tế bào kín có các đặc tính thay đổi theo thời gian do sự khuếch tán của các khí chứa. Khả năng chịu nhiệt và tốc độ thay đổi của nó sẽ thay đổi theo sự thay đổi của sản phẩm, nhiệt độ và độ dày, cũng như trong độ dày do sự thay đổi mặt cắt và ảnh hưởng của lớp da bề mặt tự nhiên hoặc được ứng dụng hoặc lớp bảo vệ.

Khả năng chịu nhiệt dài hạn là một đặc tính cần thiết để thiết lập hiệu suất nhiệt thiết kế trong các điều kiện dịch vụ và để xác định các yêu cầu về năng lượng lâu dài.

Tiêu chuẩn này bao gồm hai quy trình dựa trên việc điều hòa các lát mỏng ở nhiệt độ phòng vì điều hòa ở nhiệt độ cao có thể tạo ra những thay đổi trong vật liệu khác với những thay đổi do quá trình khuếch tán. Phương pháp đầu tiên, phương pháp A, chỉ liên quan đến vật liệu cốt lõi. Một phương pháp thay thế, phương pháp B, là một phép thử đơn giản hóa để xác định giá trị bảo toàn của hiệu suất nhiệt suốt đời thiết kế của một sản phẩm. Hai phụ lục cung cấp thông tin cơ bản cần thiết về quá trình lão hóa và về các yếu tố được xem xét khi yêu cầu các phép đo trên các sản phẩm đã qua xử lý.

Hiện tượng và cơ chế lão hóa đã được biết đến và hiểu rõ trong nhiều năm. Việc sử dụng tác nhân thổi tạo ra kích thước tế bào tương đối đồng đều và điện trở suất nhiệt cao ban đầu. Tuy nhiên, trong thời gian tồn tại sau đó của bọt, các khí thành phần chính trong không khí khuếch tán vào các tế bào và điều này làm tăng áp suất khí trong tế bào, làm tăng hiệu quả độ dẫn nhiệt của hỗn hợp khí. Ngoài ra, một số tác nhân thổi được hấp thụ hoặc hòa tan vào chất nền polyme, bão hòa nó, trong khi phần còn lại khuếch tán ra ngoài. Sự khuếch tán vào bên trong này bị ảnh hưởng bởi các hệ số khuếch tán thích hợp. Đến lượt nó, chúng bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, đường kính tế bào hiệu dụng theo hướng chuyển động của các thành phần không khí và bản chất của nền polyme.

Vì sự khuếch tán của các phân tử nitơ và oxy vào trong tế bào nhanh hơn rất nhiều so với sự khuếch tán ra bên ngoài của phân tử lớn hơn thường được sử dụng (tác nhân thổi), nên toàn bộ quá trình lão hóa là sự kết hợp của hai giai đoạn:

a) giai đoạn sơ cấp (trôi nhiệt) do tốc độ thay đổi đáng kể của thành phần khí tế bào (thường hoàn thành trong vòng 5 năm);

b) giai đoạn thứ hai khi không khí khuếch tán hoàn toàn nhưng vẫn còn rất chậm sự khuếch tán ra bên ngoài của tác nhân thổi (khoảng thời gian lớn hơn nhiều năm và ước tính trong một số trường hợp là hơn 100 năm).

1 Phạm vi

Tiêu chuẩn ISO 11561:1999 quy định hai phương pháp thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, dựa trên kỹ thuật cắt lát và chia tỷ lệ, để xác định những thay đổi lâu dài về khả năng chịu nhiệt của vật liệu nhựa tế bào kín (thường là 90%) có chứa khí, thông qua các quá trình khuếch tán, ảnh hưởng đến tính chất của bọt với thời gian.

Sử dụng các phương pháp tiêu chuẩn để đo điện trở nhiệt, phương pháp A bao gồm các phép đo định kỳ được thực hiện trong một khoảng thời gian ngắn trên các mẫu mỏng được điều hòa trong môi trường nhiệt độ xung quanh được kiểm soát. Kết quả của sự thay đổi tương đối theo thời gian được sử dụng kết hợp với một kỹ thuật toán học để suy ra khả năng chịu nhiệt của các độ dày lớn hơn của vật liệu như một hàm số của thời gian.

Phương pháp В mô tả một thử nghiệm đơn giản để xác định giá trị thời gian tồn tại của thiết kế bảo tồn (25 năm và lâu hơn) cho một sản phẩm nhựa di động, không có nắp, không có nắp. Phương pháp này hiện được giới hạn cho các vật liệu đồng nhất không có bề mặt. Đối với phương pháp này, nhiều mẫu thử của lõi và bề mặt của vật liệu có sự thay đổi về độ dốc của điện trở suất nhiệt giai đoạn sơ cấp và mối quan hệ thời gian nhỏ hơn 10% trong một mẫu được coi là đồng nhất. Nói chung, các sản phẩm có da tự nhiên hoặc có độ lệch mật độ thường thấy với các sản phẩm đó có thể được coi là chấp nhận được đối với thử nghiệm bằng kỹ thuật này.

2 Tài liệu tham khảo

Tài liệu quy chuẩn sau đây bao gồm các điều khoản, thông qua việc viện dẫn trong văn bản này, cấu thành các điều khoản của tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu tham khảo ngày tháng, các sửa đổi tiếp theo hoặc các bản sửa đổi của bất kỳ ấn phẩm nào trong số này không được áp dụng. Tuy nhiên, các bên tham gia thỏa thuận dựa trên tiêu chuẩn này được khuyến khích nghiên cứu khả năng áp dụng phiên bản mới nhất của tài liệu quy chuẩn được chỉ ra dưới đây. Đối với các tài liệu tham khảo không ghi ngày tháng, áp dụng phiên bản mới nhất của tài liệu quy chuẩn được đề cập. Các thành viên của ISO và IEC duy trì sổ đăng ký các Tiêu chuẩn Quốc tế hiện có hiệu lực.

ISO 7345, Cách nhiệt - Đại lượng vật lý và định nghĩa.

ISO 8301, Cách nhiệt - Xác định độ bền nhiệt cụ thể ở trạng thái ổn định và các đặc tính liên quan - Thiết bị đo lưu lượng nhiệt.

ISO 8302, Cách nhiệt - Xác định độ bền nhiệt ở trạng thái ổn định và các đặc tính liên quan - Thiết bị đĩa nóng được bảo vệ.

ISO 9346, Cách nhiệt - Truyền khối - Đại lượng và định nghĩa vật lý.

3 Thuật ngữ và định nghĩa

Đối với mục đích của tiêu chuẩn này, các thuật ngữ và định nghĩa được đưa ra trong ISO 7345 và ISO 9346, và những điều sau đây được áp dụng.

CHÚ THÍCH: Danh sách các ký hiệu được đưa ra trong Bảng 1 (file pdf đính kèm)

3.1

sự lão hóa

Quá trình mà các đặc tính vật lý, cơ học và nhiệt của vật liệu, sản phẩm hoặc hệ thống thay đổi theo thời gian

CHÚ THÍCH 1: Các thử nghiệm cấp tốc có thể tạo ra các hiệu ứng sẽ không xảy ra trong quá trình lão hóa tự nhiên. Cần thận trọng khi xây dựng các phương pháp thử nghiệm đó và các phương pháp đánh giá kết quả thử nghiệm.

CHÚ THÍCH 2: Ví dụ về quá trình lão hóa là sự lắng đọng của một số vật liệu dạng sợi mật độ thấp và sự khuếch tán khí trong chất dẻo tế bào.

CHÚ THÍCH 3: Dù là quá trình nào, sự lão hóa luôn liên quan chặt chẽ đến các điều kiện môi trường hoặc dịch vụ mà vật liệu, sản phẩm hoặc hệ thống tiếp xúc và hình dạng, kích thước và độ hoàn thiện của nó. Dự đoán chính xác các tác động lão hóa nên luôn xem xét các mục này.

3.2

giá trị lâu đời

giá trị của thuộc tính của vật liệu, sản phẩm hoặc hệ thống sau khi tiếp xúc với các điều kiện môi trường đã biết trong một thời gian nhất định

3,3

giá trị lâu đời được tăng tốc

giá trị tuổi thu được thông qua thử nghiệm trong phòng thí nghiệm hoặc thông qua các mô hình dự đoán có thể tái lập trong một khoảng thời gian xác định và các điều kiện môi trường cụ thể nhằm mục đích tái tạo các điều kiện vận hành thường xuyên gặp phải

CHÚ THÍCH 1: Kích thước thực tế, môi trường làm việc và thời gian tồn tại dự kiến ​​phải được so sánh cẩn thận với những gì được ngụ ý trong định nghĩa giá trị lâu đời.

3,4

thiết kế thời gian sống

khoảng thời gian trong đó vật liệu, sản phẩm hoặc hệ thống được lắp đặt phải duy trì hiệu suất thiết kế của nó

CHÚ THÍCH 1: Tuổi thọ phụ thuộc vào khả năng sử dụng của việc lắp đặt, ví dụ, tuổi thọ thiết kế của vật liệu cách nhiệt, sản phẩm hoặc hệ thống được sử dụng trong một tòa nhà có thể ít nhất là 25 năm.

3.5

hệ số khuếch tán hiệu quả

thuộc tính vật liệu liên quan đến tốc độ vận chuyển khí với sự chênh lệch áp suất khí trên vật liệu có độ dày cụ thể ở nhiệt độ cụ thể

3.6

giai đoạn sơ cấp

một phần của quá trình lão hóa trong đó những thay đổi về đặc tính nhiệt bị ảnh hưởng chủ yếu bởi sự khuếch tán của các thành phần khí như nitơ và oxy vào hoặc ra khỏi vật liệu tế bào kín

3.7

yếu tố nhân rộng

tỷ lệ giữa các hình vuông của sản phẩm và độ dày của mẫu thử

CHÚ THÍCH 1: Tỷ lệ này biểu thị tốc độ gia tốc được áp dụng cho quá trình lão hóa của nhựa tế bào do sự khác biệt về độ dày.

3.8

giai đoạn thứ cấp

một phần của quá trình lão hóa trong đó những thay đổi về đặc tính nhiệt bị ảnh hưởng chủ yếu bởi sự khuếch tán của các tác nhân thổi, thường là các khí có trọng lượng phân tử cao ra khỏi vật liệu ô kín.

3,9

độ dày của lớp bề mặt bị hư hỏng (TDSL)

độ dày trung bình của các ô bề mặt, trên một bề mặt, bị vỡ hoặc bị hỏng trong quá trình chuẩn bị mẫu thử

3,10

điểm chuyển tiếp

tuổi ước tính của nhựa tế bào kín khi quá trình lão hóa chuyển từ giai đoạn sơ cấp sang giai đoạn thứ cấp

CHÚ THÍCH 1: Đây còn được gọi là điểm chuyển giao.

Bảng 1 - Ký hiệu