本發(fā)明公開了一種預(yù)測(cè)自然環(huán)境下LDPE老化等級(jí)的模糊識(shí)別模型建立方法，選取拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、黃色指數(shù)、羰基指數(shù)、表面裂紋面積比為L(zhǎng)DPE性能表征參數(shù)，選取溫度、輻照、水和氧作為影響LDPE老化的環(huán)境因素；在不同地區(qū)的野外試驗(yàn)站進(jìn)行長(zhǎng)周期自然環(huán)境曝露試驗(yàn)，定期采樣，記錄LDPE試樣性能表征參數(shù)數(shù)據(jù)與曝露期間的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)；通過因子分析方法對(duì)多維度的LDPE性能參數(shù)進(jìn)行降維處理并根據(jù)因子得分進(jìn)行老化等級(jí)劃分；對(duì)溫度進(jìn)行不同溫度段的日最高溫積溫細(xì)分，采用模糊識(shí)別技術(shù)建立基于環(huán)境參數(shù)的LDPE材料老化等級(jí)評(píng)判模型。本發(fā)明可以有效地預(yù)測(cè)LDPE試樣性能老化水平，為L(zhǎng)DPE使用壽命和安全性評(píng)估提供理論依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于塑料自然環(huán)境老化領(lǐng)域，涉及一種低密度聚乙烯老化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)判技術(shù)，具體涉及一種預(yù)測(cè)自然環(huán)境下LDPE老化等級(jí)的模糊識(shí)別模型建立方法。

背景技術(shù)

低密度聚乙烯(LDPE)廣泛用于農(nóng)業(yè)、交通、電力、食品等領(lǐng)域，其環(huán)境適應(yīng)性對(duì)于人們的生產(chǎn)生活具有重要影響。在服役過程中，LDPE持續(xù)性地遭受環(huán)境因素的綜合作用，其老化難以避免，老化速率除了與支鏈結(jié)構(gòu)、分子量、添加劑類型等有關(guān)外，還嚴(yán)重依賴于使役環(huán)境類型與環(huán)境條件。LDPE應(yīng)用地域分布廣泛，環(huán)境類型多樣，氣候復(fù)雜多變，以至于利用環(huán)境因素進(jìn)行LDPE老化的回歸、模擬和預(yù)測(cè)非常困難。雖然可以通過曝露試驗(yàn)獲得LDPE在所有使役環(huán)境下的老化數(shù)據(jù)，但是時(shí)間與經(jīng)濟(jì)成本高昂，因此根據(jù)已有的曝露試驗(yàn)結(jié)果建立LDPE的老化風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)方法，對(duì)于指導(dǎo)進(jìn)行LDPE老化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)判具有重要意義。

近幾十年來聚乙烯在室外和室內(nèi)環(huán)境中的老化規(guī)律得到了大量的研究，其中一些研究進(jìn)行了老化行為預(yù)測(cè)。然而，大多數(shù)研究是根據(jù)動(dòng)力學(xué)過程，如阿倫尼烏斯過程，建立的老化預(yù)測(cè)模型，這些模型僅適用于表明溫度和潛在活化能對(duì)氧化過程的相對(duì)重要性。事實(shí)上，活化能在大溫度范圍內(nèi)的變化會(huì)導(dǎo)致與預(yù)測(cè)結(jié)果的偏離，尤其在長(zhǎng)期的自然行為中，復(fù)雜的物理過程可能會(huì)在巨大的溫差下變化，如西北地區(qū)年最高氣溫與年最低氣溫之差可達(dá)70℃。也有學(xué)者利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)老化作用進(jìn)行預(yù)測(cè)，但其推理過程和環(huán)境參數(shù)在老化動(dòng)力學(xué)中的差異作用解釋不夠充分，且其所需樣本量較大，其適用性有待進(jìn)一步評(píng)估。如今，隨著LDPE材料應(yīng)用伴隨著各種設(shè)備、設(shè)施不斷向新區(qū)域延伸，迫切需要建立一種符合老化機(jī)理的數(shù)學(xué)方法，并能夠根據(jù)現(xiàn)有的環(huán)境數(shù)據(jù)和LDPE老化數(shù)據(jù)，通過環(huán)境特征預(yù)測(cè)LDPE在新區(qū)域的適應(yīng)性。更進(jìn)一步的是，以往的研究采用的環(huán)境溫度數(shù)據(jù)均為年平均溫度，但是單一的年平均溫度參數(shù)掩蓋了環(huán)境溫度每日、每月、每年的演變規(guī)律。為解決上述問題，本發(fā)明對(duì)環(huán)境溫度因素進(jìn)一步細(xì)分為不同溫度段的日最高溫積溫，基于層次分析法建立了LDPE使役環(huán)境的老化等級(jí)模糊識(shí)別模型。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種預(yù)測(cè)自然環(huán)境下LDPE老化等級(jí)的模糊識(shí)別模型建立方法，通過因子分析方法對(duì)多維度的LDPE性能參數(shù)進(jìn)行降維處理并根據(jù)因子得分進(jìn)行老化等級(jí)劃分；對(duì)溫度進(jìn)行不同溫度段的日最高溫積溫細(xì)分，采用模糊識(shí)別技術(shù)建立基于環(huán)境參數(shù)的LDPE材料老化等級(jí)評(píng)判模型。為L(zhǎng)DPE老化預(yù)測(cè)提供理論依據(jù)，指導(dǎo)LDPE產(chǎn)品安全使用。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案為：

一種預(yù)測(cè)自然環(huán)境下LDPE老化等級(jí)的模糊識(shí)別模型建立方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、參數(shù)選取，選取拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、黃色指數(shù)、羰基指數(shù)、表面裂紋面積比為L(zhǎng)DPE性能表征參數(shù)，選取溫度、輻照、水和氧作為影響LDPE老化的環(huán)境因素；

步驟2、試驗(yàn)對(duì)象選取，選取低密度聚乙烯制成多個(gè)LDPE試樣為測(cè)試對(duì)象，在不同地區(qū)的野外試驗(yàn)站進(jìn)行1年、2年、3年周期的自然環(huán)境曝露試驗(yàn)，記錄各曝曬周期LDPE試樣性能表征參數(shù)數(shù)據(jù)與環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，同一個(gè)試驗(yàn)站同一個(gè)曝曬周期的多個(gè)LDPE試樣為一個(gè)樣本，每個(gè)樣本中的多個(gè)LDPE試樣分別用于測(cè)量拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、黃色指數(shù)、羰基指數(shù)和表面裂紋面積比；