DetUV-ældningstestkammerer en eksperimentel enhed, der bruges til at simulere sollys ultraviolet stråling og fugtige varmeforhold for at fremskynde ældningsprocessen af materialer. Det er meget udbredt i materialevidenskab, belægninger, plast, gummi, tekstiler, bildele og andre industrier til at evaluere vejrbestandigheden og anti-aldringsydelsen af materialer i udendørs miljøer. Nu er det blevet et af de væsentlige udstyr i industriel produktion. Vi er en professionel producent af UV-ældningskamre med mere end 20 års erfaring. Velkommen til at spørge!
1. Udvælgelse af testbetingelser for kunstig accelereret ældning
Dette spørgsmål kan faktisk forstås som, hvilke aldringsfaktorer der skal simuleres. Under brugen af polymermaterialer kan mange faktorer i klimamiljøet have indflydelse på ældningen af polymermaterialer. Hvis de vigtigste faktorer, der forårsager aldring, er kendt på forhånd, kan testmetoden vælges målrettet.
Vi kan bestemme testmetoden ved at overveje materialets transport, opbevaring, brugsmiljø og ældningsmekanisme. For eksempel er stive polyvinylchloridprofiler lavet af polyvinylchlorid som råmateriale og tilsat additiver som stabilisatorer og pigmenter. De bruges hovedsageligt udendørs. I betragtning af PVCs ældningsmekanisme er PVC let at nedbryde, når det opvarmes; i betragtning af brugsmiljøet er ilt, ultraviolet lys, varme og fugt i luften alle årsager til profilældning.
Derfor fastsætter den nationale standard GB/T8814-2004 "Uplastificerede polyvinylchlorid (PVC-U) profiler til døre og vinduer" ikke kun fotooxygenældningstestmetoden, men vedtager også GB/T16422.2 "Plastic Laboratory Light Source" Eksponeringstest" Del 2 af metoden: Xenon-lysbuelampens ældning i 4000 timer eller 6000 timer, simulerer faktorer såsom udendørs ultraviolet lys og synligt lys, temperatur, fugtighed, nedbør osv., og angiver også de termiske iltældningselementer: tilstand efter opvarmning , placeret ved 150 grader i 30 minutter, visuel observation Tjek om der er bobler, revner, gruber eller adskillelse for at undersøge profilens varmebestandighed. Et andet eksempel er et produkt, som mit land har konkurrenceevne på det internationale marked: udenrigshandel eksportsko. Under brug er ultraviolette stråler i sollys hovedårsagen til misfarvning og falmning af sko. Derfor er det nødvendigt at bruge en UV-lysboks til at teste deres gulningsmodstand.
Det almindeligt anvendte fodtøjs gulningsmodstandstestkammer bruger en 30W UV-lampe. Prøven er 20 cm væk fra lyskilden. Farveændringen observeres efter 3 timers eksponering. Samtidig vil det varme, fugtige og barske miljø i beholderen under transport forårsage misfarvning, pletter og endda forringelse af skooverdel, såler og lim. Før forsendelse er det derfor nødvendigt at overveje at udføre en ældningstest for modstandsdygtighed over for varme og fugt for at simulere miljøet med høj varme og høj luftfugtighed i beholderen. Under betingelserne 70 grader og 95 % relativ luftfugtighed skal du observere udseendet og farveændringerne efter 48 timers test.
2. Valg af lyskilde til kunstig accelereret ældningstest
Laboratorielyskildeeksponeringstest: Det kan simultant simulere lys, ilt, varme, nedbør og andre faktorer i det atmosfæriske synlige miljø i et testkammer. Det er en almindeligt anvendt kunstig accelereret ældningstestmetode. Blandt disse simuleringsfaktorer er lyskilden relativt vigtig. Erfaringen viser, at de bølgelængder i sollys, der forårsager skade på polymermaterialer, hovedsageligt er koncentreret i ultraviolet lys og noget synligt lys.
De kunstige lyskilder, der i øjeblikket anvendes, stræber efter at få energispektrumfordelingskurven i dette bølgelængdeområde tæt på solspektret. Simulering og accelerationshastighed er hovedgrundlaget for valg af kunstige lyskilder. Efter omkring et århundredes udvikling omfatter laboratorielyskilder lukkede kulstofbuelamper, kulstofbuelamper af sollystypen, fluorescerende ultraviolette lamper, xenonbuelamper, højtrykskviksølvlamper og andre lyskilder at vælge imellem. De tekniske udvalg relateret til polymermaterialer i International Organization for Standardization (ISO) anbefaler hovedsageligt brugen af tre lyskilder: sollys kulbuelampe, fluorescerende ultraviolet lampe og xenon lysbuelampe.
1. Udvælgelse af testbetingelser for kunstig accelereret ældning
Dette spørgsmål kan faktisk forstås som, hvilke aldringsfaktorer der skal simuleres. Under brugen af polymermaterialer kan mange faktorer i klimamiljøet have indflydelse på ældningen af polymermaterialer. Hvis de vigtigste faktorer, der forårsager aldring, er kendt på forhånd, kan testmetoden vælges målrettet.
Vi kan bestemme testmetoden ved at overveje materialets transport, opbevaring, brugsmiljø og ældningsmekanisme. For eksempel er stive polyvinylchloridprofiler lavet af polyvinylchlorid som råmateriale og tilsat additiver som stabilisatorer og pigmenter. De bruges hovedsageligt udendørs. I betragtning af PVCs ældningsmekanisme er PVC let at nedbryde, når det opvarmes; i betragtning af brugsmiljøet er ilt, ultraviolet lys, varme og fugt i luften alle årsager til profilældning.
Derfor fastsætter den nationale standard GB/T8814-2004 "Uplastificerede polyvinylchlorid (PVC-U) profiler til døre og vinduer" ikke kun fotooxygenældningstestmetoden, men vedtager også GB/T16422.2 "Plastic Laboratory Light Source" Eksponeringstest" Del 2 af metoden: Xenon-lysbuelampens ældning i 4000 timer eller 6000 timer, simulerer faktorer såsom udendørs ultraviolet lys og synligt lys, temperatur, fugtighed, nedbør osv., og angiver også de termiske iltældningselementer: tilstand efter opvarmning , placeret ved 150 grader i 30 minutter, visuel observation Tjek om der er bobler, revner, gruber eller adskillelse for at undersøge profilens varmebestandighed. Et andet eksempel er et produkt, som mit land har konkurrenceevne på det internationale marked: udenrigshandel eksportsko. Under brug er ultraviolette stråler i sollys hovedårsagen til misfarvning og falmning af sko. Derfor er det nødvendigt at bruge en UV-lysboks til at teste deres gulningsmodstand.
Det almindeligt anvendte fodtøjs gulningsmodstandstestkammer bruger en 30W UV-lampe. Prøven er 20 cm væk fra lyskilden. Farveændringen observeres efter 3 timers eksponering. Samtidig vil det varme, fugtige og barske miljø i beholderen under transport forårsage misfarvning, pletter og endda forringelse af skooverdel, såler og lim. Før forsendelse er det derfor nødvendigt at overveje at udføre en ældningstest for modstandsdygtighed over for varme og fugt for at simulere miljøet med høj varme og høj luftfugtighed i beholderen. Under betingelserne 70 grader og 95 % relativ luftfugtighed skal du observere udseendet og farveændringerne efter 48 timers test.
2. Valg af lyskilde til kunstig accelereret ældningstest
Laboratorielyskildeeksponeringstest: Det kan simultant simulere lys, ilt, varme, nedbør og andre faktorer i det atmosfæriske synlige miljø i et testkammer. Det er en almindeligt anvendt kunstig accelereret ældningstestmetode. Blandt disse simuleringsfaktorer er lyskilden relativt vigtig. Erfaringen viser, at de bølgelængder i sollys, der forårsager skade på polymermaterialer, hovedsageligt er koncentreret i ultraviolet lys og noget synligt lys.
De kunstige lyskilder, der i øjeblikket anvendes, stræber efter at få energispektrumfordelingskurven i dette bølgelængdeområde tæt på solspektret. Simulering og accelerationshastighed er hovedgrundlaget for valg af kunstige lyskilder. Efter omkring et århundredes udvikling omfatter laboratorielyskilder lukkede kulstofbuelamper, kulstofbuelamper af sollystypen, fluorescerende ultraviolette lamper, xenonbuelamper, højtrykskviksølvlamper og andre lyskilder at vælge imellem. De tekniske udvalg relateret til polymermaterialer i International Organization for Standardization (ISO) anbefaler hovedsageligt brugen af tre lyskilder: sollys kulbuelampe, fluorescerende ultraviolet lampe og xenon lysbuelampe.
1), xenonbuelampe
Det menes i øjeblikket, at den spektrale energifordeling af xenonbuelamper blandt kendte kunstige lyskilder ligner mest de ultraviolette og synlige dele af sollys. Ved at vælge et passende filter kan det meste af den kortbølgede stråling, der findes i sollys, der når jorden, filtreres fra. Xenonlamper har stærk stråling i det infrarøde område på 1000nm~1200nm og genererer en stor mængde varme.
Derfor skal der vælges en passende køleanordning til at fjerne denne energi. I øjeblikket er der to kølemetoder til testudstyr til ældning af xenonlamper på markedet: vandkølet og luftkølet. Generelt er køleeffekten af vandkølede xenonlamper bedre end luftkølede. Samtidig er strukturen mere kompleks, og prisen er dyrere. Da energien i den ultraviolette del af xenonlampen stiger mindre end de to andre lyskilder, er den den laveste med hensyn til accelerationshastighed.
2), Fluorescerende UV-lampe
Teoretisk set er kortbølgeenergi på 300nm ~ 400nm den vigtigste faktor, der forårsager aldring. Hvis denne energi øges, kan hurtig test opnås. Den spektrale fordeling af fluorescerende UV-lamper er hovedsageligt koncentreret i den ultraviolette del, så den kan opnå højere accelerationshastigheder.
Fluorescerende UV-lamper øger dog ikke kun den ultraviolette energi i naturligt sollys, men udstråler også energi, som ikke er til stede i naturligt sollys, når det måles på jordens overflade, og denne energi kan forårsage unaturlige skader. Derudover, bortset fra den meget smalle kviksølvspektrallinje, har den fluorescerende lyskilde ikke energi højere end 375nm, så materialer, der er følsomme over for længere bølgelængde UV-energi, kan ikke ændre sig, som de gør, når de udsættes for naturligt sollys. Disse iboende fejl kan føre til upålidelige resultater.
Derfor er fluorescerende UV-lamper dårligt simuleret. Men på grund af dens høje accelerationshastighed kan hurtig screening af specifikke materialer opnås ved at vælge den passende type lampe.
3), Sollys-type kulbuelampe
Sollys-type kulbuelamper bruges i øjeblikket sjældent i vores land, men de er meget udbredte lyskilder i Japan. De fleste JIS-standarder bruger sollys-type kulbuelamper. Mange bilfirmaer i mit land, som er joint ventures med Japan, anbefaler stadig brugen af denne lyskilde. Den spektrale energifordeling af solkulbuelampen er også tættere på sollys, men de ultraviolette stråler fra 370 nm til 390 nm er koncentreret og forstærket. Simuleringen er ikke så god som xenonlampen, og accelerationshastigheden er mellem xenonlampen og den ultraviolette lampe.
3. Bestemmelsesmetode for kunstig accelereret ældningstesttid
1), henvises til relevante produktstandarder og regler
Relevante produktstandarder har allerede fastsat tidspunktet for ældningstesten. Vi skal kun finde de relevante standarder og udføre dem i henhold til den tid, der er angivet deri. Mange nationale standarder og industristandarder har fastsat dette.
2), ekstrapoler baseret på kendte korrelationer
Forskning viser, at farvestabiliteten af ABS evalueres gennem ændringer i farve og gulningsindeks. Kunstig accelereret aldring har en god sammenhæng med naturlig atmosfærisk eksponering, og accelerationshastigheden er omkring 7. Hvis du vil vide farveændringen på et bestemt ABS-materiale efter et års udendørs brug, og bruge de samme testforhold, kan du henvise til til accelerationshastigheden for at bestemme den accelererede aldringstid 365x24/7=1251t.
I lang tid er der forsket meget i sammenhængsspørgsmål i ind- og udland, og der er udledt mange konverteringsrelationer. Men på grund af mangfoldigheden af polymermaterialer, forskelle i accelereret ældningstestudstyr og -metoder og forskelle i klima på forskellige tidspunkter og regioner, er konverteringsforholdet kompliceret. Derfor, når vi vælger konverteringsforholdet, skal vi være opmærksomme på de specifikke materialer, ældningsudstyr, testbetingelser, præstationsevalueringsindikatorer og andre faktorer, der udleder korrelationen.
3). Kontroller den samlede mængde af kunstigt accelereret aldrende stråling, så den svarer til den samlede mængde naturlig eksponeringsstråling.
For nogle produkter, der ikke har tilsvarende standarder og ingen reference for korrelation, kan strålingsintensiteten af det faktiske brugsmiljø tages i betragtning, og den samlede mængde af kunstigt accelereret aldrende stråling bør kontrolleres til at svare til den samlede mængde naturlig eksponeringsstråling .
Eksempel: Sådan kontrolleres den samlede strålingsmængde af kunstig accelereret aldring
Et bestemt plastikprodukt bruges i Beijing-området, og det forventes at kontrollere den samlede strålingsmængde af kunstig accelereret aldring til at svare til et års udendørs eksponering.
Trin 1: Da dette produkt er et plastikprodukt og bruges udendørs, skal du vælge metode A i GB/T16422.2-1996 "Plastic Laboratory Light Source Exposure Test Methods Part 2: Xenon Arc Lamp".
Testbetingelserne er: bestrålingsintensitet 0,50W/m2 (340nm), tavletemperatur 65 grader, bokstemperatur 40 grader, relativ luftfugtighed 50%, vandspraytid/ingen vandspraytid 18min/102min, konstant lys;
Trin 2: Den samlede årlige stråling i Beijing er omkring 5609MJ/m2. I henhold til den internationale standard CIENo85-1989 (GB/T16422.1-1996 "Plastic Laboratory Light Source Exposure Test Methods" til sammenligning af spektralfordelingen af kunstige lyskilder og naturligt sollys) Del: Citeret i "Xenon Arc Lampe"); hvoraf de ultraviolette og synlige områder (300nm~800nm) tegner sig for 62,2%, eller 3489MJ/m2.
Trin 3: I henhold til GB/T16422.2-1996
Når 340nm bestrålingsintensiteten er 0,50W/m2, er strålingsintensiteten i de infrarøde og synlige områder (300nm~800nm) 550W/m2; bestrålingstiden kan beregnes som 3489X106/550=6.344X106s, hvilket er 1762h. Ifølge denne beregningsmetode er accelerationsfaktoren omkring 5. Da naturlig aldring ikke er en simpel overlejring af bestrålingsintensitet, bestemmes det kun, at sollys forårsager materialet.
4. Udvælgelse af præstationsevalueringsindikatorer for kunstig accelereret ældningstest
Udvælgelsen af præstationsevalueringsindikatorer overvejes hovedsageligt ud fra to aspekter: brugen af materialet og materialets egenskaber.
1) Bestem evalueringsindekset i henhold til brugen af materialet. For det samme materiale kan der på grund af dets forskellige anvendelser vælges forskellige evalueringsindekser. For eksempel, hvis den samme maling bruges til dekoration, skal ændringen i dens udseende tages i betragtning. I GB/T1766-1995 "Bedømmelse af ældning af maling og lakbelægninger" er klassificeringsmetoderne for forskellige udseendeændringer såsom glans, farveændring, kridtning og guldfinish specificeret i detaljer.
For nogle funktionelle belægninger, såsom anti-korrosionsbelægninger, er en vis grad af farve- og udseendeændringer acceptable. På dette tidspunkt, når man vælger evalueringsindikatorer, er de vigtigste overvejelser dens revnebestandighed, pulveriseringsgrad osv. Det er også polyvinylchlorid (PVC). Hvis den bruges til at lave skooverdel, skal dens gulningsmodstand tages i betragtning. Anvendes det i regnfaldsrør, er kravene til udseendeændringer ikke høje, og materialets fysiske og mekaniske egenskaber ændrer sig, såsom træk Ændringen i trækstyrke er det vigtigste vurderingsindeks.
2) Bestem evalueringsindekset ud fra materialets egenskaber. For det samme materiale falder forskellige egenskaber med en ulige hastighed under ældningsprocessen. Visse egenskaber er med andre ord følsomme over for miljøet og falder hurtigt, hvilket er hovedfaktoren, der forårsager materielle skader. Ved valg af evalueringsindikatorer bør disse følsomme egenskaber vælges. Forskning viser, at for de fleste ingeniørplaster ændrer slagstyrken sig meget og falder betydeligt under naturlige ældningstest.
Når man udfører ældningstest af ingeniørplast, bør man derfor prioritere at vælge slagstyrkefaldet som evalueringsindeks. Slagstyrke er også meget følsom over for ældning af polypropylen og er den vigtigste indikator for vurdering af ældningsevnen. For polyethylenmaterialer er faldet i brudforlængelse mere tydeligt og er det prioriterede evalueringsindeks. For polyvinylchlorid falder både trækstyrke og slagstyrke relativt hurtigt, og en af dem bør udvælges til evaluering baseret på den aktuelle situation.
I den nationale standard GB/T8814-2004 "Uplastificerede polyvinylchlorid (PVC-U)-profiler til døre og vinduer" vælges slagstyrkefastholdelsesraten efter ældning Større end eller lig med 60 % som kvalifikationsindikator; i den lette industristandard QB/T2480 -2000 Rigid polyvinylchlorid (PVC-U) regnvandsrør og fittings til byggeri er trækstyrkefastholdelsesraten efter ældning Større end eller lig med 80 % valgt som kvalifikationskriteriet.