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怎么解决人工加速老化试验中常见问题

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2014-10-14 08:58:00

  塑料、橡胶、涂料等高分子材料(400-039-9905)在使用过程中会遇到老化的问题。为评价高分子材料的耐老化性能,逐渐形成了两类老化试验方法:一类是自然老化试验方法,即直接利用自然环境进行的老化试验;另一类是人工加速老化试验方法,即在实验室利用老化箱模拟自然环境条件的某些老化因素进行的老化试验。由于老化因素的多样性及老化机理的复杂性,自然老化无疑是最重要最可靠的老化试验方法、。但是,由于自然老化周期相对较长,不同年份、季节、地区气候条件的差异性导致了试验结果的不可比性;而人工加速老化试验模拟强化了自然气候中的某些重要因素,如阳光、温度、湿度、降雨等,缩短了老化试验的周期,且由于试验条件的可控性,试验结果再现性强。人工老化作为自然老化的重要补充,正广泛运用于高分子材料的研究、开发、检测中。

 

  在人工加速老化的试验过程中,人们普遍会关心以下几个问题:应该选择什么样的试验条件,进行多长时间的试验;该选择什么指标来评价该产品的老化性能。本文试图针对这些问题对人工加速老化试验进行一些探讨

高温老化箱试验条件 

  1.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。因此,国标GB/T8814-2004《门、窗用未增塑聚氯乙烯(PVC-U)型材》中,既规定了光氧老化试验方法,采用GB/T16422.2《塑料实验室光源曝露试验方法第二部分:氙弧灯》老化4000h6000h,模拟了室外紫外光及可见光、温度、湿度、降雨等因素,同时又规定了热氧老化项目:加热后状态,150℃放置30min,目测观察是否出现气泡、裂纹、麻点或分离现象,以考察型材的耐热性能。

 

  又如我国在国际市场上有竞争力的一个产品:外贸出口鞋。在使用过程中,阳光中的紫外线是引起鞋子变色、褪色的主要原因,因此,有必要用紫外灯箱对其进行耐黄变测试。常用的鞋类耐黄变试验箱采用30WUV灯,样品离光源20cm,照射3h后观察颜色变化。同时,在运输过程中,集装箱内闷热、潮湿的恶劣环境会引起鞋面、鞋底、胶水的变色、斑点,甚至是变质。因此,在装船运输之前,有必要考虑进行耐湿热老化试验,模拟集装箱内高热、高湿环境,在70℃、95%相对湿度的条件下,进行48h试验后观察外观、颜色变化。

 

  2.人工加速老化光源的选择

 

  实验室光源曝露试验因为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,又以光源最为重要。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。

 

  人工加速老化试验因快速评价材料耐候性的需求而得到快速发展,作为自然老化的重要补充,广泛运用于高分子材料的研究、开发、检测中。而试验条件的选择、光源的选择、试验时间的确定、性能评价指标的选择是人工加速老化试验中经常遇到的问题。本文对以上几方面进行了探讨,提出了一些解决问题的思路。