1. Val av artificiellt accelererade åldringstestförhållanden
Denna fråga kan faktiskt förstås som vilka åldrande faktorer som ska simuleras. Vid användning av polymermaterial kan många faktorer i klimatmiljön påverka polymermaterials åldrande. Om huvudfaktorerna som orsakar åldrande är kända i förväg kan testmetoden väljas målinriktat.
Vi kan bestämma testmetoden genom att ta hänsyn till materialets transport, lagring, användningsmiljö och åldringsmekanism. Till exempel är stela polyvinylkloridprofiler gjorda av polyvinylklorid som råmaterial och tillsatta med tillsatser som stabilisatorer och pigment. De används främst utomhus. Med tanke på åldringsmekanismen hos PVC är PVC lätt att bryta ner när den värms upp; med tanke på användningsmiljön är syre, ultraviolett ljus, värme och fukt i luften alla orsaker till profilens åldrande.
Därför anger den nationella standarden GB/T8814-2004 "Oplastiserade polyvinylklorid (PVC-U) profiler för dörrar och fönster" inte bara testmetoden för fotooxygenåldring, utan antar också GB/T16422.2 "Plastic Laboratory Light Source Exponeringstest" Del 2 av metoden: Xenonbågslampans åldrande i 4000h eller 6000h, simulerar faktorer såsom utomhus ultraviolett ljus och synligt ljus, temperatur, luftfuktighet, nederbörd, etc., och anger även de termiska syreåldringsartiklarna: tillstånd efter uppvärmning , placerad vid 150 grader i 30 minuter, visuell observation Kontrollera om det finns bubblor, sprickor, gropbildning eller separation för att undersöka profilens värmebeständighet. Ett annat exempel är en produkt som mitt land har konkurrenskraft på den internationella marknaden: exportskor för utrikeshandeln. Under användning är ultravioletta strålar i solljus den främsta orsaken till missfärgning och blekning av skor. Därför är det nödvändigt att använda en UV-ljuslåda för att testa deras gulningsmotstånd.
Den vanligaste provkammaren för skodons gulningsmotstånd använder en 30W UV-lampa. Provet är 20 cm från ljuskällan. Färgförändringen observeras efter 3 timmars exponering. Samtidigt kommer den varma, fuktiga och hårda miljön i behållaren under transport att orsaka missfärgning, fläckar och till och med försämring av skoöverdelar, sulor och lim. Därför, före leverans, är det nödvändigt att överväga att genomföra ett åldringstest för värme- och fuktbeständighet för att simulera miljön med hög värme och hög luftfuktighet i behållaren. Under förhållanden med 70 grader och 95 % relativ luftfuktighet, observera utseendet och färgförändringarna efter 48 timmars testning.
2. Val av ljuskälla för artificiellt accelererad åldringstest
Exponeringstest för laboratorieljuskällor: Det kan samtidigt simulera ljus, syre, värme, regn och andra faktorer i den atmosfäriska synliga miljön i en testkammare. Det är en vanlig testmetod för artificiell accelererad åldrande. Bland dessa simuleringsfaktorer är ljuskällan relativt viktig. Erfarenheten visar att de våglängder i solljus som orsakar skador på polymermaterial huvudsakligen är koncentrerade i ultraviolett ljus och en del synligt ljus.
De artificiella ljuskällor som för närvarande används strävar efter att göra energispektrumfördelningskurvan i detta våglängdsområde nära solspektrumet. Simulering och accelerationshastighet är den huvudsakliga grunden för att välja artificiella ljuskällor. Efter ungefär ett sekel av utveckling inkluderar laboratorieljuskällor slutna kolbågelampor, kolbågslampor av solljustyp, fluorescerande ultravioletta lampor, xenonbågslampor, högtryckskvicksilverlampor och andra ljuskällor att välja mellan. Tekniska kommittéer relaterade till polymermaterial inom International Organization for Standardization (ISO) rekommenderar huvudsakligen användningen av tre ljuskällor: kolbågslampor för solenergi, ultravioletta lysrör och xenonbågelampor.
01. Xenonbågslampa
Man tror för närvarande att den spektrala energifördelningen av xenonbåglampor bland kända artificiella ljuskällor är mest lik de ultravioletta och synliga delarna av solljus. Genom att välja ett lämpligt filter kan det mesta av den kortvågsstrålning som finns i solljus som når marken filtreras bort. Xenonlampor har stark strålning i det infraröda området på 1000nm~1200nm och genererar en stor mängd värme.
Därför måste en lämplig kylanordning väljas för att ta bort denna energi. För närvarande finns det två kylmetoder för åldringstestutrustning för xenonlampor på marknaden: vattenkyld och luftkyld. Generellt sett är kyleffekten hos vattenkylda xenonlampor bättre än den hos luftkylda. Samtidigt är strukturen mer komplex och priset är dyrare. Eftersom energin i den ultravioletta delen av xenonlampan ökar mindre än de två andra ljuskällorna är den lägst när det gäller accelerationshastighet.
02. Fluorescerande UV-lampa
Teoretiskt sett är kortvågsenergi på 300nm~400nm huvudfaktorn som orsakar åldrande. Om denna energi ökas kan snabb testning uppnås. Den spektrala fördelningen av fluorescerande UV-lampor är huvudsakligen koncentrerad till den ultravioletta delen, så den kan uppnå högre accelerationshastigheter.
Lysrörs UV-lampor ökar dock inte bara den ultravioletta energin i naturligt solljus, utan utstrålar även energi som inte finns i naturligt solljus vid mätning på jordens yta, och denna energi kan orsaka onaturliga skador. Dessutom, förutom den mycket smala kvicksilverspektrallinjen, har den fluorescerande ljuskällan inte högre energi än 375nm, så material som är känsliga för UV-energi med längre våglängder kanske inte förändras som de gör när de utsätts för naturligt solljus. Dessa inneboende brister kan leda till opålitliga resultat.
Därför är fluorescerande UV-lampor dåligt simulerade. Men på grund av dess höga accelerationshastighet kan snabb screening av specifika material uppnås genom att välja lämplig typ av lampa.
03. Solljus kolbågelampa
Kolbågslampor av solljustyp används för närvarande sällan i vårt land, men de är mycket använda ljuskällor i Japan. De flesta JIS-standarder använder kolbågslampor av solljustyp. Många bilföretag i mitt land som är joint ventures med Japan rekommenderar fortfarande användningen av denna ljuskälla. Den spektrala energifördelningen för solkolbågslampan är också närmare den för solljus, men de ultravioletta strålarna från 370 nm till 390 nm koncentreras och förstärks. Simuleringen är inte lika bra som xenonlampan, och accelerationshastigheten ligger mellan xenonlampan och den ultravioletta lampan.
3. Bestämning av artificiell accelererad åldringstesttid
1. Se relevanta produktstandarder och föreskrifter
Relevanta produktstandarder har redan fastställt tidpunkten för åldringstestet. Vi behöver bara hitta de relevanta standarderna och utföra dem enligt den tid som anges där. Många nationella standarder och industristandarder har föreskrivit detta.
2. Beräkning baserad på kända korrelationer
Forskning visar att färgstabiliteten hos ABS utvärderas genom förändringar i färg och gulningsindex. Artificiellt accelererat åldrande har en god korrelation med naturlig atmosfärisk exponering, och accelerationshastigheten är cirka 7. Om du vill veta färgförändringen av ett visst ABS-material efter ett års utomhusanvändning och använda samma testförhållanden kan du hänvisa till accelerationshastigheten för att bestämma den accelererade åldringstiden 365x24/7=1251h.
Det har under lång tid bedrivits mycket forskning kring korrelationsfrågor hemma och utomlands och många konverteringsrelationer har härletts. Men på grund av mångfalden av polymermaterial, skillnader i accelererad åldringstestutrustning och metoder, och skillnader i klimat vid olika tidpunkter och regioner, är omvandlingsförhållandet komplicerat. När vi väljer konverteringsrelationen måste vi därför vara uppmärksamma på de specifika materialen, åldringsutrustning, testförhållanden, indikatorer för prestandautvärdering och andra faktorer som härleder korrelationen.
3. Kontrollera den totala mängden artificiellt accelererad åldrande strålning så att den motsvarar den totala mängden naturlig exponeringsstrålning
För vissa produkter som inte har motsvarande standarder och ingen referens för korrelation, kan strålningsintensiteten för den faktiska användningsmiljön beaktas, och den totala mängden artificiellt accelererad åldrande strålning bör kontrolleras så att den motsvarar den totala mängden naturlig exponeringsstrålning .
Exempel: Hur man kontrollerar den totala strålningsmängden av artificiellt accelererat åldrande
En viss plastprodukt används i Pekingområdet, och den förväntas kontrollera den totala strålningsmängden av artificiellt accelererat åldrande till att motsvara ett års exponering utomhus.
Steg 1: Eftersom denna produkt är en plastprodukt och används utomhus, välj metod A i GB/T16422.2-1996 "Plastic Laboratory Light Source Exposure Test Methods Part 2: Xenon Arc Lamp".
Testförhållandena är: bestrålningsintensitet 0.50W/m2 (340nm), tavlans temperatur 65 grader, boxens temperatur 40 grader, relativ luftfuktighet 50 %, vattenspraytid/ingen vattenspraytid 18min/102min, kontinuerligt ljus;
Steg 2: Den totala årliga strålningen i Peking är cirka 5609MJ/m2. Enligt den internationella standarden CIENo85-1989 (GB/T16422.1-1996 "Plastic Laboratory Light Source Exposure Test Methods" för att jämföra spektralfördelningen av artificiella ljuskällor och naturligt solljus) Del: Citerad i "Xenon Arc Lampa"); varav de ultravioletta och synliga områdena (300nm~800nm) står för 62,2%, eller 3489MJ/m2.
Steg 3: Enligt GB/T16422.2-1996
När 340nm bestrålningsintensiteten är 0,50W/m2, är bestrålningsintensiteten i de infraröda och synliga områdena (300nm~800nm) 550W/m2; bestrålningstiden kan beräknas som 3489X106/550=6.344X106s, vilket är 1762h. Enligt denna beräkningsmetod är accelerationsfaktorn cirka 5. Eftersom naturligt åldrande inte är en enkel överlagring av bestrålningsintensitet, fastställs det bara att solljus orsakar materialet.
4. Val av prestandautvärderingsindikatorer för artificiellt accelererat åldringstest
Valet av prestationsutvärderingsindikatorer betraktas huvudsakligen ur två aspekter: användningen av materialet och egenskaperna hos själva materialet.
1. Bestäm utvärderingsindex enligt användningen av materialet. För samma material, på grund av dess olika användningsområden, kan olika utvärderingsindex väljas. Till exempel, om samma färg används för dekoration, måste förändringen i dess utseende beaktas. I GB/T1766-1995 "Rating of Aging of Paint and Varnish Coatings" specificeras klassificeringsmetoderna för olika utseendeförändringar såsom glans, färgförändring, kritning och guldfinishing i detalj.
För vissa funktionella beläggningar, såsom rostskyddsbeläggningar, är en viss grad av färg- och utseendeförändringar acceptabla. Vid denna tidpunkt, när man väljer utvärderingsindikatorer, är de viktigaste övervägandena dess sprickningsbeständighet, pulveriseringsgrad, etc. Det är också polyvinylklorid (PVC). Om den används för att tillverka skoöverdelar måste dess motståndskraft mot gulning beaktas. Om den används i regnstuprör är kraven på utseendeförändringar inte höga och materialets fysiska och mekaniska egenskaper förändras, som att dra. Förändringen i draghållfasthet är det huvudsakliga bedömningsindexet.
2. Bestäm utvärderingsindex baserat på egenskaperna hos själva materialet. För samma material försämras olika egenskaper i en ojämn hastighet under åldringsprocessen. Vissa fastigheter är med andra ord känsliga för miljön och förfaller snabbt, vilket är den huvudsakliga faktorn som orsakar materiella skador. Vid val av utvärderingsindikatorer bör dessa känsliga egenskaper väljas. Forskning visar att för de flesta tekniska plaster förändras slaghållfastheten kraftigt och minskar avsevärt under naturliga åldringstester.
När man utför åldringstester av teknisk plast bör därför prioritet ges att välja slaghållfasthetsminskning som utvärderingsindex. Slaghållfasthet är också mycket känslig för åldrande av polypropen och är huvudindikatorn för att bedöma åldringsprestanda. För polyetenmaterial är minskningen av brottöjning mer uppenbar och är prioritetsutvärderingsindex. För polyvinylklorid minskar både draghållfasthet och slaghållfasthet relativt snabbt och en av dem bör väljas för utvärdering utifrån den faktiska situationen.
I den nationella standarden GB/T8814-2004 "Oplastiserade polyvinylkloridprofiler (PVC-U) för dörrar och fönster" väljs slaghållfasthetsretentionsgraden efter åldring Större än eller lika med 60 % som kvalificeringsindikator; i den lätta industristandarden QB/T2480 -2000 rigid polyvinylklorid (PVC-U) regnvattenrör och kopplingar för konstruktion är draghållfasthetsretentionsgraden efter åldring Större än eller lika med 80 % som kvalificeringskriterium.