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如何確定老化實驗的試驗條件、試驗時間?

發表時間:2022-09-22  |  點擊率:334
  材料的使用壽命除了材料本身的材質性能外,和材料的存儲或使用環境也是有很大的關聯。材料的老化主要表現在顏色變化,性能下降等。材料在自然環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行模擬測試,將產生難以承受的時間成本。所以在實驗室中一般都是采用紫外老化或者氙燈老化來模擬自然環境下材料的老化,但是我們如何確定試驗條件、試驗時間?
  一、人工加速老化試驗條件的選擇
  這個問題實際上可以理解為應該模擬哪些老化因素,高分子材料在使用過程中,氣候環境里許多因素都有可能對高分子材料的老化產生作用。如果事先知道產生老化的主要因素,就可以有針對性的選擇試驗方法。
  我們可以從該材料的運輸、儲存、使用環境以及其老化機理等方面考慮,確定試驗方法。例如硬聚氯乙烯型材,使用聚氯乙烯為原料,添加穩定劑、顏料等助劑加工而成,主要用于室外。從聚氯乙烯的老化機理考慮,聚氯乙烯受熱易分解;從使用環境考慮;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
  實驗室光源曝露試驗:可以在一個試驗箱中同時模擬大氣可見環境中的光、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方法,在這些模擬因素中,光源比較重要。經驗表明,陽光中引起高分子材料破環的波長主要集中在紫外線及部分可見光。
  目前使用的人工光源都力圖使在此波長區間內的能譜分布曲線與太陽光譜接近,模擬性和加速倍率是選擇人工光源的主要依據。經歷了約一個世紀的發展,實驗室光源已有封閉式碳弧燈、陽光型碳弧燈、熒光紫外燈、氙弧燈、高壓汞燈等各種光源供選擇。國際標準化組織(ISO)中與高分子材料相關的各技術委員會主要推薦使用陽光型碳弧燈、熒光紫外燈、氙弧燈三種光源。
  三、試驗時間的確定
  1、參照相關產品標準規定
  相關產品標準里已經對老化試驗的時間作出了規定,我們只需查找到相關標準,按里面規定的時間執行就行了。許多國家標準、行業標準中都對此作出了規定。
  2、根據已知的相關性推算
  研究表明:通過顏色和變黃指數變化來評價ABS的顏色穩定性,人工加速老化與自然大氣暴露有較好的相關性,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,采用相同的試驗條件,可以參考該加速倍率,確定加速老化時間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
  對于某些既無相應標準規定,又無處參考相關性的產品,可以考慮其實際使用環境的輻射強度,控制人工加速老化輻射總量與自然暴露輻射總量相當。

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