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如何確定老化實(shí)驗(yàn)的試驗(yàn)條件、試驗(yàn)時(shí)間?

更新時(shí)間:2022-09-22  |  點(diǎn)擊率:1299
  材料的使用壽命除了材料本身的材質(zhì)性能外,和材料的存儲(chǔ)或使用環(huán)境也是有很大的關(guān)聯(lián)。材料的老化主要表現(xiàn)在顏色變化,性能下降等。材料在自然環(huán)境下的老化往往需要幾年,幾十年,甚至上百年,如果采用不加速的情況進(jìn)行模擬測(cè)試,將產(chǎn)生難以承受的時(shí)間成本。所以在實(shí)驗(yàn)室中一般都是采用紫外老化或者氙燈老化來(lái)模擬自然環(huán)境下材料的老化,但是我們?nèi)绾未_定試驗(yàn)條件、試驗(yàn)時(shí)間?
  一、人工加速老化試驗(yàn)條件的選擇
  這個(gè)問(wèn)題實(shí)際上可以理解為應(yīng)該模擬哪些老化因素,高分子材料在使用過(guò)程中,氣候環(huán)境里許多因素都有可能對(duì)高分子材料的老化產(chǎn)生作用。如果事先知道產(chǎn)生老化的主要因素,就可以有針對(duì)性的選擇試驗(yàn)方法。
  我們可以從該材料的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用環(huán)境以及其老化機(jī)理等方面考慮,確定試驗(yàn)方法。例如硬聚氯乙烯型材,使用聚氯乙烯為原料,添加穩(wěn)定劑、顏料等助劑加工而成,主要用于室外。從聚氯乙烯的老化機(jī)理考慮,聚氯乙烯受熱易分解;從使用環(huán)境考慮;空氣中的氧、紫外光、熱、水分都是引起型材老化的原因。
  二、人工加速老化光源的選擇
  實(shí)驗(yàn)室光源曝露試驗(yàn):可以在一個(gè)試驗(yàn)箱中同時(shí)模擬大氣可見(jiàn)環(huán)境中的光、氧、熱和降雨等因素,是目前較為常用的一種人工加速老化試驗(yàn)方法,在這些模擬因素中,光源比較重要。經(jīng)驗(yàn)表明,陽(yáng)光中引起高分子材料破環(huán)的波長(zhǎng)主要集中在紫外線及部分可見(jiàn)光。
  目前使用的人工光源都力圖使在此波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)的能譜分布曲線與太陽(yáng)光譜接近,模擬性和加速倍率是選擇人工光源的主要依據(jù)。經(jīng)歷了約一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展,實(shí)驗(yàn)室光源已有封閉式碳弧燈、陽(yáng)光型碳弧燈、熒光紫外燈、氙弧燈、高壓汞燈等各種光源供選擇。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)中與高分子材料相關(guān)的各技術(shù)委員會(huì)主要推薦使用陽(yáng)光型碳弧燈、熒光紫外燈、氙弧燈三種光源。
  三、試驗(yàn)時(shí)間的確定
  1、參照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定
  相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)里已經(jīng)對(duì)老化試驗(yàn)的時(shí)間作出了規(guī)定,我們只需查找到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),按里面規(guī)定的時(shí)間執(zhí)行就行了。許多國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中都對(duì)此作出了規(guī)定。
  2、根據(jù)已知的相關(guān)性推算
  研究表明:通過(guò)顏色和變黃指數(shù)變化來(lái)評(píng)價(jià)ABS的顏色穩(wěn)定性,人工加速老化與自然大氣暴露有較好的相關(guān)性,加速倍率約為7。如果想了解某一 ABS材料戶外使用一年后的顏色變化,采用相同的試驗(yàn)條件,可以參考該加速倍率,確定加速老化時(shí)間365x24/7=1251h。
  3、控制人工加速老化輻射總量與自然暴露輻射總量相當(dāng)
  對(duì)于某些既無(wú)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,又無(wú)處參考相關(guān)性的產(chǎn)品,可以考慮其實(shí)際使用環(huán)境的輻射強(qiáng)度,控制人工加速老化輻射總量與自然暴露輻射總量相當(dāng)。

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