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如何确定老化实验的试验条件、试验时间?

发表时间:2022-09-22  |  点击率:56
  材料的使用寿命除了材料本身的材质性能外,和材料的存储或使用环境也是有很大的关联。材料的老化主要表现在颜色变化,性能下降等。材料在自然环境下的老化往往需要几年,几十年,甚至上百年,如果采用不加速的情况进行模拟测试,将产生难以承受的时间成本。所以在实验室中一般都是采用紫外老化或者氙灯老化来模拟自然环境下材料的老化,但是我们如何确定试验条件、试验时间?
  一、人工加速老化试验条件的选择
  这个问题实际上可以理解为应该模拟哪些老化因素,高分子材料在使用过程中,气候环境里许多因素都有可能对高分子材料的老化产生作用。如果事先知道产生老化的主要因素,就可以有针对性的选择试验方法。
  我们可以从该材料的运输、储存、使用环境以及其老化机理等方面考虑,确定试验方法。例如硬聚氯乙烯型材,使用聚氯乙烯为原料,添加稳定剂、颜料等助剂加工而成,主要用于室外。从聚氯乙烯的老化机理考虑,聚氯乙烯受热易分解;从使用环境考虑;空气中的氧、紫外光、热、水分都是引起型材老化的原因。
  二、人工加速老化光源的选择
  实验室光源曝露试验:可以在一个试验箱中同时模拟大气可见环境中的光、氧、热和降雨等因素,是目前较为常用的一种人工加速老化试验方法,在这些模拟因素中,光源比较重要。经验表明,阳光中引起高分子材料破环的波长主要集中在紫外线及部分可见光。
  目前使用的人工光源都力图使在此波长区间内的能谱分布曲线与太阳光谱接近,模拟性和加速倍率是选择人工光源的主要依据。经历了约一个世纪的发展,实验室光源已有封闭式碳弧灯、阳光型碳弧灯、荧光紫外灯、氙弧灯、高压汞灯等各种光源供选择。国际标准化组织(ISO)中与高分子材料相关的各技术委员会主要推荐使用阳光型碳弧灯、荧光紫外灯、氙弧灯三种光源。
  三、试验时间的确定
  1、参照相关产品标准规定
  相关产品标准里已经对老化试验的时间作出了规定,我们只需查找到相关标准,按里面规定的时间执行就行了。许多国家标准、行业标准中都对此作出了规定。
  2、根据已知的相关性推算
  研究表明:通过颜色和变黄指数变化来评价ABS的颜色稳定性,人工加速老化与自然大气暴露有较好的相关性,加速倍率约为7。如果想了解某一 ABS材料户外使用一年后的颜色变化,采用相同的试验条件,可以参考该加速倍率,确定加速老化时间365x24/7=1251h。
  3、控制人工加速老化辐射总量与自然暴露辐射总量相当
  对于某些既无相应标准规定,又无处参考相关性的产品,可以考虑其实际使用环境的辐射强度,控制人工加速老化辐射总量与自然暴露辐射总量相当。

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