1. Keinotekoisten nopeutetun ikääntymisen testiolosuhteiden valinta
Tämä kysymys voidaan itse asiassa ymmärtää niin, mitä ikääntymisen tekijöitä pitäisi simuloida. Polymeerimateriaalien käytön aikana monet ilmastoympäristön tekijät voivat vaikuttaa polymeerimateriaalien ikääntymiseen. Jos pääasialliset ikääntymistä aiheuttavat tekijät tiedetään etukäteen, voidaan testausmenetelmä valita kohdistetusti.
Voimme määrittää testimenetelmän ottamalla huomioon materiaalin kuljetuksen, varastoinnin, käyttöympäristön ja ikääntymismekanismin. Esimerkiksi jäykät polyvinyylikloridiprofiilit valmistetaan polyvinyylikloridista raaka-aineena ja niihin on lisätty lisäaineita, kuten stabilisaattoreita ja pigmenttejä. Niitä käytetään pääasiassa ulkona. Ottaen huomioon PVC:n ikääntymismekanismin, PVC on helppo hajota kuumennettaessa; Käyttöympäristö huomioon ottaen happi, ultraviolettivalo, lämpö ja ilman kosteus ovat kaikki profiilin ikääntymisen syitä.
Siksi kansallinen standardi GB/T8814-2004 "Plassoimattomat polyvinyylikloridiprofiilit (PVC-U) oville ja ikkunoille" ei ainoastaan edellytä fotohappivanhenemistestimenetelmää, vaan ottaa käyttöön myös GB/T16422.2 "Muovisen laboratorion valonlähteen". Altistustesti" Menetelmän osa 2: Ksenonkaarilampun vanheneminen 4000h tai 6000h, simuloi tekijöitä, kuten ulkona ultraviolettivaloa ja näkyvää valoa, lämpötilaa, kosteutta, sademäärää jne., ja siinä määrätään myös termiset happivanhenemiskohdat: tila lämmityksen jälkeen , asetettu 150 asteeseen 30 minuutiksi, silmämääräinen tarkkailu Tarkasta, onko kuplia, halkeamia, kuoppia tai erottumia profiilin lämmönkestävyyden tutkimiseksi. Toinen esimerkki on tuote, jolla kotimaani on kilpailukykyinen kansainvälisillä markkinoilla: ulkomaankaupan vientikengät. Käytön aikana auringonvalon ultraviolettisäteet ovat pääasiallinen syy kenkien värjäytymiseen ja haalistumiseen. Siksi on tarpeen käyttää UV-valolaatikkoa niiden kellastumiskestävyyden testaamiseen.
Yleisesti käytetyssä jalkineiden kellastumiskestävyyden testikammiossa käytetään 30 W UV-lamppua. Näyte on 20 cm:n päässä valonlähteestä. Värin muutos havaitaan 3 tunnin altistuksen jälkeen. Samaan aikaan kuljetuksen aikana säiliössä oleva kuuma, kostea ja ankara ympäristö aiheuttaa värimuutoksia, tahroja ja jopa kenkien päällisten, pohjallisten ja liiman vaurioitumista. Siksi ennen lähettämistä on harkittava lämmön- ja kosteudenkestävyyden ikääntymistestiä, jotta voidaan simuloida säiliön korkeaa lämpöä ja korkeaa kosteutta sisältävää ympäristöä. 70 asteen ja 95 % suhteellisen kosteuden olosuhteissa tarkkaile ulkonäköä ja värin muutoksia 48 tunnin testauksen jälkeen.
2. Valonlähteen valinta keinotekoista kiihdytettyä ikääntymistä varten
Laboratoriovalolähteen altistustesti: Se voi simuloida samanaikaisesti valoa, happea, lämpöä, sadetta ja muita tekijöitä ilmakehän näkyvässä ympäristössä testikammiossa. Se on yleisesti käytetty keinotekoinen nopeutetun ikääntymisen testimenetelmä. Näistä simulointitekijöistä valonlähde on suhteellisen tärkeä. Kokemus osoittaa, että auringonvalon aallonpituudet, jotka vaurioittavat polymeerimateriaaleja, keskittyvät pääasiassa ultraviolettivaloon ja jossain määrin näkyvään valoon.
Tällä hetkellä käytetyillä keinotekoisilla valonlähteillä pyritään saamaan energiaspektrin jakautumiskäyrä tällä aallonpituusalueella lähelle auringon spektriä. Simulaatio ja kiihtyvyys ovat pääasiallinen perusta keinovalonlähteiden valinnassa. Noin vuosisadan kehitystyön jälkeen laboratorioiden valonlähteitä ovat suljetut hiilikaarilamput, auringonvalotyyppiset hiilikaarilamput, fluoresoivat ultraviolettilamput, ksenonkaarilamput, korkeapaineiset elohopealamput ja muut valittavissa olevat valonlähteet. Kansainvälisen standardointijärjestön (ISO) polymeerimateriaaleihin liittyvät tekniset toimikunnat suosittelevat pääasiassa kolmen valonlähteen käyttöä: aurinkohiililamppuja, fluoresoivia ultraviolettilamppuja ja ksenonkaarilamppuja.
01. Xenon kaarilamppu
Tällä hetkellä uskotaan, että ksenonkaarilamppujen spektraalinen energiajakauma tunnettujen keinotekoisten valonlähteiden joukossa on eniten samankaltainen kuin auringonvalon ultravioletti- ja näkyvä osa. Sopivan suodattimen valinnalla suurin osa auringonvalon maahan pääsevästä lyhytaaltosäteilystä voidaan suodattaa pois. Ksenonlampuilla on voimakasta säteilyä infrapuna-alueella 1000nm ~ 1200nm ja ne tuottavat suuren määrän lämpöä.
Siksi on valittava sopiva jäähdytyslaite tämän energian poistamiseksi. Tällä hetkellä markkinoilla on kaksi jäähdytysmenetelmää ksenonlampun ikääntymisen testauslaitteille: vesijäähdytteinen ja ilmajäähdytteinen. Yleisesti ottaen vesijäähdytteisten ksenonlamppulaitteiden jäähdytysvaikutus on parempi kuin ilmajäähdytteisten. Samalla rakenne on monimutkaisempi ja hinta kalliimpi. Koska ksenonlampun ultraviolettiosan energia kasvaa vähemmän kuin kahden muun valonlähteen, se on alhaisin kiihtyvyydellä mitattuna.
02. Fluoresoiva UV-lamppu
Teoreettisesti lyhytaaltoenergia 300 nm - 400 nm on tärkein ikääntymistä aiheuttava tekijä. Jos tätä energiaa lisätään, voidaan saavuttaa nopea testaus. Loistelamppujen spektrijakauma keskittyy pääasiassa ultraviolettiosaan, joten sillä voidaan saavuttaa suurempi kiihtyvyys.
Loisteputket UV-lamput eivät kuitenkaan vain lisää ultraviolettienergiaa luonnollisessa auringonvalossa, vaan myös säteilevät energiaa, jota maan pinnalla mitattuna luonnollisessa auringonvalossa ei ole, ja tämä energia voi aiheuttaa luonnottomia vahinkoja. Lisäksi erittäin kapeaa elohopean spektriviivaa lukuun ottamatta fluoresoivan valonlähteen energia ei ole yli 375 nm, joten pidemmän aallonpituuden UV-energialle herkät materiaalit eivät välttämättä muutu samalla tavalla kuin ne altistuvat luonnolliselle auringonvalolle. Nämä luontaiset puutteet voivat johtaa epäluotettaviin tuloksiin.
Siksi fluoresoivat UV-lamput ovat huonosti simuloituja. Kuitenkin sen suuren kiihtyvyysnopeuden ansiosta tiettyjen materiaalien nopea suojaus voidaan saavuttaa valitsemalla sopiva lamppu.
03. Sunlight hiilikaarilamppu
Auringonvalotyyppisiä hiilikaarilamppuja käytetään tällä hetkellä harvoin maassamme, mutta ne ovat laajalti käytettyjä valonlähteitä Japanissa. Useimmat JIS-standardit käyttävät auringonvalotyyppisiä hiilikaarilamppuja. Monet kotimaani autoyritykset, jotka ovat yhteisyrityksiä Japanin kanssa, suosittelevat edelleen tämän valonlähteen käyttöä. Auringon hiilikaarilampun spektraalinen energiajakauma on myös lähempänä auringonvaloa, mutta ultraviolettisäteet 370 nm - 390 nm ovat keskittyneet ja vahvistuneet. Simulaatio ei ole yhtä hyvä kuin ksenonlamppu, ja kiihtyvyys on ksenonlampun ja ultraviolettilampun välillä.
3. Keinotekoisen nopeutetun ikääntymistestiajan määrittäminen
1. Katso asiaankuuluvat tuotestandardit ja -määräykset
Asiaankuuluvissa tuotestandardeissa on jo määrätty aika ikääntymistestille. Meidän tarvitsee vain löytää asiaankuuluvat standardit ja toteuttaa ne niissä määritetyn ajan mukaisesti. Monet kansalliset standardit ja alan standardit ovat edellyttäneet tätä.
2. Laskelma tunnettujen korrelaatioiden perusteella
Tutkimukset osoittavat, että ABS:n värin pysyvyyttä arvioidaan värimuutoksilla ja kellastumisindeksillä. Keinotekoisella kiihdytetyllä ikääntymisellä on hyvä korrelaatio luonnollisen ilmakehän altistumisen kanssa, ja kiihtyvyysaste on noin 7. Jos haluat tietää tietyn ABS-materiaalin värinmuutoksen vuoden ulkokäytön jälkeen ja käyttää samoja testiolosuhteita, voit katsoa kiihtyvyysnopeus nopeutetun vanhenemisajan määrittämiseksi 365x24/7=1251h.
Korrelaatiokysymyksiä on pitkään tutkittu paljon kotimaassa ja ulkomailla, ja monia muunnossuhteita on johdettu. Polymeerimateriaalien monimuotoisuuden, nopeutetun ikääntymisen testauslaitteiden ja -menetelmien erojen sekä ilmastoerojen vuoksi eri aikoina ja eri alueilla muunnossuhde on kuitenkin monimutkainen. Siksi muunnossuhdetta valittaessa on kiinnitettävä huomiota tiettyihin materiaaleihin, ikääntyviin laitteisiin, testiolosuhteisiin, suorituskyvyn arviointiindikaattoreihin ja muihin tekijöihin, jotka johtavat korrelaatioon.
3. Säädä keinotekoisesti kiihdytetyn ikääntymissäteilyn kokonaismäärä vastaamaan luonnollisen altistumisen säteilyn kokonaismäärää
Joillekin tuotteille, joilla ei ole vastaavia standardeja eikä viittausta korrelaatioon, voidaan ottaa huomioon todellisen käyttöympäristön säteilyintensiteetti ja keinotekoisesti kiihdytetyn ikääntyvän säteilyn kokonaismäärä tulisi kontrolloida vastaamaan luonnollisen altistumisen säteilyn kokonaismäärää. .
Esimerkki: Kuinka hallita keinotekoisen nopeutetun ikääntymisen kokonaissäteilymäärää
Pekingin alueella käytetään tiettyä muovituotetta, jonka odotetaan hallitsevan keinotekoisesti kiihdytetyn ikääntymisen kokonaissäteilymäärää vuoden ulkona altistumista vastaavaksi.
Vaihe 1: Koska tämä tuote on muovituote ja sitä käytetään ulkona, valitse menetelmä A GB/T16422:ssa.2-1996 "Muovisen laboratorion valonlähteen altistumisen testausmenetelmät, osa 2: Xenon Arc Lamp".
Testiolosuhteet ovat: säteilyn intensiteetti 0,50 W/m2 (340 nm), taulun lämpötila 65 astetta, laatikon lämpötila 40 astetta, suhteellinen kosteus 50%, vesisuihkutusaika/ei vesisuihkuaikaa 18 min/102 min, jatkuva valo;
Vaihe 2: Vuotuinen kokonaissäteily Pekingissä on noin 5609 MJ/m2. Kansainvälisen standardin CIENo85-1989 (GB/T16422.1-1996 "Plastic Laboratory Light Source Exposure Test Methods" mukaan keinotekoisten valonlähteiden ja luonnollisen auringonvalon spektrijakauman vertailuun) Osa: Lainaus "Xenon Arc" Lamppu"); josta ultravioletti- ja näkyvät alueet (300nm-800nm) muodostavat 62,2 % eli 3489 MJ/m2.
Vaihe 3: GB/T16422:n mukaan.{2}}
Kun 340nm:n säteilyintensiteetti on 0,50 W/m2, säteilyn intensiteetti infrapuna- ja näkyvällä alueella (300-800 nm) on 550 W/m2; säteilytysaika voidaan laskea 3489X106/550=6.344X106s, mikä on 1762h. Tämän laskentamenetelmän mukaan kiihtyvyyskerroin on noin 5. Koska luonnollinen ikääntyminen ei ole yksinkertainen säteilyvoimakkuuden superpositio, määritetään vain, että auringonvalo aiheuttaa materiaalin.
4. Suorituskyvyn arviointiindikaattoreiden valinta keinotekoiseen nopeutettuun ikääntymistestiin
Suorituskyvyn arviointiindikaattoreiden valintaa tarkastellaan pääasiassa kahdesta näkökulmasta: materiaalin käytöstä ja itse materiaalin ominaisuuksista.
1. Määritä arviointiindeksi materiaalin käytön mukaan. Samalle materiaalille voidaan sen eri käyttötarkoituksista johtuen valita erilaisia arviointiindeksejä. Esimerkiksi jos samaa maalia käytetään koristeluun, sen ulkonäön muutos on otettava huomioon. Julkaisussa GB/T1766-1995 "Rating of Aging of Paint and Lakka Coatings" on määritelty yksityiskohtaisesti luokitusmenetelmät erilaisille ulkonäön muutoksille, kuten kiillolle, värinmuutokselle, liituuntumiselle ja kullanväristykselle.
Joillekin toiminnallisille pinnoitteille, kuten korroosionestopinnoitteille, tietyt värin ja ulkonäön muutokset ovat hyväksyttäviä. Tällä hetkellä arviointiindikaattoreita valittaessa tärkeimmät seikat ovat sen halkeilukestävyys, jauhettuvuus jne. Se on myös polyvinyylikloridi (PVC). Jos sitä käytetään kengänpäällisten valmistukseen, sen kellastumiskestävyys on otettava huomioon. Jos sitä käytetään sadeputkessa, ulkonäkömuutosvaatimukset eivät ole korkeat ja materiaalin fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet, kuten veto, muuttuvat Vetolujuuden muutos on tärkein arviointiindeksi.
2. Määritä arviointiindeksi itse materiaalin ominaisuuksien perusteella. Saman materiaalin eri ominaisuudet heikkenevät epätasaisesti vanhenemisprosessin aikana. Toisin sanoen tietyt ominaisuudet ovat herkkiä ympäristölle ja heikkenevät nopeasti, mikä on pääasiallinen aineellisia vahinkoja aiheuttava tekijä. Arviointiindikaattoreita valittaessa tulee valita nämä herkät ominaisuudet. Tutkimukset osoittavat, että useimpien teknisten muovien iskulujuus muuttuu suuresti ja pienenee merkittävästi luonnollisen ikääntymisen aikana.
Siksi teknisten muovien ikääntymistokeita suoritettaessa on etusijalle asetettava iskulujuuden laskun valinta arviointiindeksiksi. Iskusilujuus on myös erittäin herkkä polypropeenin ikääntymiselle ja on tärkein indikaattori ikääntymissuorituskyvyn arvioinnissa. Polyeteenimateriaalien osalta murtovenymän väheneminen on selvempää ja se on prioriteettiarviointiindeksi. Polyvinyylikloridilla sekä vetolujuus että iskulujuus laskevat suhteellisen nopeasti, ja yksi niistä tulee valita arvioitavaksi todellisen tilanteen perusteella.
Kansallisessa standardissa GB/T8814-2004 "Plassoimattomat polyvinyylikloridiprofiilit (PVC-U) oville ja ikkunoille" iskulujuuden säilymisaste vanhenemisen jälkeen Yli tai yhtä suuri kuin 60 % on valittu kelpoisuusindikaattoriksi; kevyen teollisuuden standardissa QB/T2480 -2000 Jäykät polyvinyylikloridi (PVC-U) sadevesiputket ja -liittimet rakentamiseen, vetolujuuden säilymisaste vanhenemisen jälkeen on suurempi tai yhtä suuri kuin 80 % kelpoisuuskriteerinä.