本发明涉及高分子材料降解性能测试，具体涉及一种采用包络线评价高分子材料降解性能的方法及系统。
背景技术：
1、非金属及复合材料管材由于具有优异的耐腐蚀性能，现已成为集输管网腐蚀问题的重要解决方案。与腐蚀性介质直接接触的高分子材料主要是高分子聚合物材料。随着服役时间的延长，高分子材料不可避免地面临分子链断裂而引起的降解性能及老化问题。尤其是在油、气、水、高温、高压等复杂苛刻的输送工况环境中，在温度、压力、介质成分等无规律变化的动态作用下，高分子材料的降解过程急剧加快，导致管材使用寿命下降明显，给集输管网的安全、长期运行带来巨大挑战。因此，研究及评价高分子材料的降解性能，对于明确高分子材料降解规律，把控非金属管材的质量安全，确保管材的使用寿命具有非常重要的作用。
2、高分子材料的降解性能已成为高分子科学和技术的一个重要研究领域。近年来，高分子材料的降解性能方面进行了大量的研究，对多种高分子材料的降解规律与机理都进行了深入研究并取得了许多成果。
3、目前，现有的试验方法对高分子材料降解性能的通用评价手段为：在各个试验条件下结束老化试验后，测试样品的力学性能，随后获得不同条件下高分子材料的力学性能变化曲线，通过对曲线的变化率分析人为地选择一个拐点，以此作为高分子材料在试验工况下的降解性能合格性指标临界点，进而评价确定材料的降解性能。该方法虽然易操作，但对于高分子材料的性能变化曲线的分析仅仅是通过简单选择某个试验结果的下降幅值，(例如，选择试验时间为168h对应的下降幅值，或选择下降幅值为5％时对应的试验时间为高分子材料的降解合格性指标临界值)，以此作为材料降解性能的判定指标，十分随意且无统一的操作准则。另外，现有的降解试验时间毕竟十分有限(通常较短)，以上降解性能的分析方法并不能考虑高分子材料更加长期的性能变化趋势，导致选择的临界点存在很大的不确定性，结果准确度很低，甚至给高分子材料的降解性能研究及评估造成错误判断。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种采用包络线评价高分子材料降解性能的方法及系统，采用包络线评价高分子材料降解性能的方法，综合考虑了物理、化学、耐热性能等评价指标，同时还可实现非试验温度的其他条件下的降解性能评价分析，可完全保障高分子材料应用的安全性、可靠性。
2、本发明是通过以下技术方案来实现：
3、一种采用包络线评价高分子材料降解性能的方法，包括，
4、s1，测定获取降解试验前高分子材料样品的指标性能；
5、s2，根据高分子材料的指标性能绘制出不同降解试验周期前后的高分子材料样品的指标性能的变化规律图谱；
6、s3，绘制出与高分子材料样品的指标性能的不同变化规律图谱曲线相切的包络线，并识别包络线与各指标性能变化曲线的微分求导曲线的第一个交点；
7、s4，以第一个交点的位置对应的纵坐标值作为确定高分子材料降解性能的合格性技术指标临界值，从而评价高分子材料降解性能。
8、优选的，所述高分子材料的指标性能包括物理性能、力学性能和耐热性能。
9、优选的，所述高分子材料为热塑性塑料、热固性塑料或弹性体。
10、优选的，s3中的具体过程为：
11、采用origin软件中的logistic回归方程对不同图谱曲线进行拟合，随后采用origin软件的differentiate功能获得拟合曲线对应的微分求导曲线，该曲线上的每一个数据点即为图谱曲线上每一对应数据点切线的斜率；采用origin中的快捷分析中的“相交”模块，自动识别并获得不同切线的交点，将所有交点数据作图，并采用logistic回归方程再次拟合，得到的曲线即为高分子材料降解性能的指标数据曲线的包络线。
12、优选的，所述采用origin软件自动识别包络线与各性能变化曲线的微分求导曲线的交点，以自动识别的第一个交点对应的试验周期作为各项性能指标判定的临界点。
13、优选的，在测试高分子材料的物理性能之一的重量变化时，应分别测量高分子材料的吸附增重和浸析失重；吸附增重是指降解试验后高分子材料的湿重与完全干燥后高分子材料的干重之间的重量差，浸析失重是指降解试验后完全干燥高分子材料干重与未开展暴露试样的干重之间的重量差；吸附增重率和浸析失重率的计算公式如下：
14、吸附增重率(％)＝((m2–m3)/m1))*100………………(1)
15、浸析失重率(％)＝((m3–m1)/m1))*100………………(2)
16、式中：
17、m1—指降解试验前高分子材料在90℃烘箱内持续烘干至重量不变时的干重；
18、m2—指降解试验后高分子材料的湿重；
19、m3—指降解试验后高分子材料在90℃烘箱内持续烘干至重量不变时的干重。
20、优选的，如果推测高分子材料在其他非降解试验温度下的降解性能时，可引入温度系数α重新绘制材料的性能变化曲线，温度系数α可通过以下公式得到：
21、
22、式中：
23、α—温度系数；
24、tlife—高分子材料设计寿命；
25、ttest—降解试验时间；
26、δt—其他温度与降解试验温度的差值。
27、优选的，高分子材料为热塑性塑料时，δt通常不大于25℃；高分子材料为热固性塑料时，δt通常不大于30℃；高分子材料为弹性体时，δt通常不大于15℃。
28、优选的，若高分子材料任一单项性能大于包络线与性能变化微分求导曲线的第一个交点对应的纵坐标值则不合格，高分子材料各项性能均小于第一个交点的位置对应的纵坐标值则为合格。。
29、一种采用包络线评价高分子材料降解性能的系统，包括，
30、数据采集模块，所述数据采集模块用于测定获取降解试验前高分子材料样品的指标性能；
31、绘图模块，所述绘图模块用于绘制不同降解试验周期前后的高分子材料样品的指标性能的变化规律图谱以及绘制出与高分子材料样品的指标性能的不同变化规律图谱曲线相切的包络线；
32、识别评价模块，所述识别评价模块用于识别包络线与各指标性能变化曲线的微分求导曲线的第一个交点并以第一个交点的位置对应的纵坐标值作为确定高分子材料降解性能的合格性技术指标临界值，从而评价高分子材料降解性能。
33、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
34、本发明提供了一种采用包络线评价高分子材料降解性能的方法及系统，该方法是在测试不同条件下降解试验样品的物理、化学、耐热等性能变化规律基础上，绘制各性能变化规律图谱曲线，采用origin软件分析并绘制出与不同图谱曲线相切的包络线，识别包络线与各性能变化曲线的微分求导曲线的第一个交点，以该位置对应的各性能变化曲线纵坐标值作为确定高分子材料降解性能的合格性技术指标。利用本发明提供的包络线方法对试验结果进行拟合、求导、分析等，可以实现对高分子材料长期服役性能变化趋势的综合考虑，进而精确确定不同高分子材料在不同输送工况环境中的合格性技术指标。本发明提供的采用包络线评价高分子材料降解性能的方法，综合考虑了物理、化学、耐热性能等评价指标，同时还可实现非试验温度的其他条件下的降解性能评价分析，可完全保障高分子材料应用的安全性、可靠性。
35、进一步，本发明提供的评价方法采用通用的origin软件即可完成包络线的绘制以及相关数据的处理和分析，方法简单易行便于接受。
36、进一步的，本发明充分考虑了降解试验介质对样品吸附和浸析的双重影响，通过同时测量样品的吸附增重和浸析失重，对全面分析试验介质对样品溶胀、浸析等物理过程的影响提供了有效支撑。
1.一种采用包络线评价高分子材料降解性能的方法，其特征在于，包括，
2.根据权利要求1所述的一种采用包络线评价高分子材料降解性能的方法，其特征在于，所述高分子材料的指标性能包括物理性能、力学性能和耐热性能。
3.根据权利要求1所述的一种采用包络线评价高分子材料降解性能的方法，其特征在于，所述高分子材料为热塑性塑料、热固性塑料或弹性体。
4.根据权利要求1所述的一种采用包络线评价高分子材料降解性能的方法，其特征在于，s3中的具体过程为：
5.根据权利要求4所述的一种采用包络线评价高分子材料降解性能的方法，其特征在于，所述采用origin软件自动识别包络线与各性能变化曲线的微分求导曲线的交点，以自动识别的第一个交点对应的试验周期作为各项性能指标判定的临界点。
6.根据权利要求1所述的一种采用包络线评价高分子材料降解性能的方法，其特征在于，在测试高分子材料的物理性能之一的重量变化时，应分别测量高分子材料的吸附增重和浸析失重；吸附增重是指降解试验后高分子材料的湿重与完全干燥后高分子材料的干重之间的重量差，浸析失重是指降解试验后完全干燥高分子材料干重与未开展暴露试样的干重之间的重量差；吸附增重率和浸析失重率的计算公式如下：
7.根据权利要求1所述的一种采用包络线评价高分子材料降解性能的方法，其特征在于，如果推测高分子材料在其他非降解试验温度下的降解性能时，可引入温度系数α重新绘制材料的性能变化曲线，温度系数α可通过以下公式得到：
8.根据权利要求7所述的一种采用包络线评价高分子材料降解性能的方法，其特征在于，高分子材料为热塑性塑料时，δt通常不大于25℃；高分子材料为热固性塑料时，δt通常不大于30℃；高分子材料为弹性体时，δt通常不大于15℃。
9.根据权利要求1所述的一种采用包络线评价高分子材料降解性能的方法，其特征在于，若高分子材料任一单项性能大于包络线与性能变化微分求导曲线的第一个交点对应的纵坐标值则不合格，高分子材料各项性能均小于第一个交点的位置对应的纵坐标值则为合格。
10.一种采用包络线评价高分子材料降解性能的系统，基于权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，包括，
