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材料老化測試,選紫外、氙燈還是碳弧

2025年09月02日 11:25:06      來源:上海泛標紡織品檢測技術有限公司 >> 進入該公司展臺      閱讀量:8

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材料老化測試,選紫外、氙燈還是碳弧

    一、人工加速老化試驗條件的選擇

    “如何選擇人工加速老化實驗條件?”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。

    因此,國標GB/T8814-2004《門、窗用未增塑聚氯乙烯(PVC-U)型材》中,既規定了光氧老化試驗方法,采用GB/T16422.2《塑料實驗室光源曝露試驗方法第二部分:氙弧燈》老化4000h或6000h,模擬了室外紫外光及可見光、溫度、濕度、降雨等因素,同時又規定了熱氧老化項目:加熱后狀態,150℃放置30min,目測觀察是否出現氣泡、裂紋、麻點或分離現象,以考察型材的耐熱性能。又如我國在國際市場上有競爭力的一個產品:外貿出口鞋。在使用過程中,陽光中的紫外線是引起鞋子變色、褪色的主要原因,因此,有必要用紫外燈箱對其進行耐黃變測試。


    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。


    1.氙弧燈

    目前認為,已知的人工光源中氙弧燈的光譜能量分布與陽光中紫外、可見光部分最相似。通過選擇合適的濾光片,可以濾去大部分到達地面陽光中存在的短波輻射。氙燈在1000nm~1200nm紅外區存在很強的輻射,會產生大量的熱。

    2.熒光紫外燈

    從理論上說,300nm~400nm的短波能量是引起老化的主要因素。如果增加這部分能量,就能達到快速試驗的效果。熒光紫外燈的光譜分布主要集中在紫外光部分,因此,可以達到較高的加速倍率。


    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。


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