Ældningstest er et af de vigtige midler til at forbedre produktets pålidelighed, og det kan på nuværende tidspunkt ikke erstattes af andre metoder. Gennem ældningstesten kan produktets problemer og defekter under forskellige miljøforhold afsløres, og disse problemer kan repareres og forbedres, hvorved produktets pålidelighed og levetid forbedres. Almindeligt brugt pålidelighedsudstyr omfatter:UV-ældningstestkammer, xenonlampe ældningstestkammer, osv.
Ⅰ. 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.
Ⅱ . 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 kulbuelamper, kulstofbuelamper af sollystypen, fluorescerende ultraviolette lamper, xenonbuelamper, højtrykskviksølvlamper og andre lyskilder at vælge imellem. Tekniske komiteer relateret til polymermaterialer i Den Internationale Standardiseringsorganisation (ISO) anbefaler hovedsageligt brugen af tre lyskilder: kulstofbuelamper fra solenergi, ultraviolette lysstofrør og xenonbuelamper.
01. Xenon lysbuelampe
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.
02. 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, der ikke er til stede i naturligt sollys, når det måles på jordens overflade, og denne energi kan forårsage unaturlige skader. Derudover har den fluorescerende lyskilde, bortset fra den meget smalle kviksølvspektrallinje, ikke energi højere end 375nm, så materialer, der er følsomme over for længere bølgelængde UV-energi, ændrer sig muligvis ikke, 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.
03. Sollys 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.
Ⅲ . Bestemmelse af kunstig accelereret ældningstesttid
1. Se 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. Beregning 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 kende farveændringen på et bestemt ABS-materiale efter et års udendørs brug og bruge de samme testforhold, kan du henvise 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 skal vi, når vi vælger konverteringsforholdet, være opmærksomme på de specifikke materialer, ældningsudstyr, testbetingelser, indikatorer for præstationsevaluering 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 kunstigt 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.