氙燈老(lao)化(hua)試驗中常(chang)出(chu)現(xian)的(de)四(si)類(lei)問(wen)題_上海荷(he)效壹(yi)廠家價格(ge)

氙燈老(lao)化(hua)試驗中常(chang)出(chu)現(xian)的(de)四(si)類(lei)問(wen)題

壹、人(ren)工加速老化試驗條件(jian)的(de)選(xuan)擇(ze):

這(zhe)個(ge)問(wen)題實際上可(ke)以(yi)理(li)解為(wei)應(ying)該(gai)模擬(ni)哪(na)些(xie)老(lao)化因素，高(gao)分子材(cai)料(liao)在使用(yong)過程(cheng)中(zhong)，氣(qi)候(hou)環(huan)境(jing)裏(li)許(xu)多因素都(dou)有可(ke)能(neng)對高(gao)分子材(cai)料(liao)的(de)老化(hua)產(chan)生(sheng)作用(yong)。如果(guo)事(shi)先知(zhi)道(dao)產(chan)生(sheng)老化(hua)的(de)主要(yao)因素，就(jiu)可(ke)以(yi)有(you)針(zhen)對性(xing)的(de)選(xuan)擇(ze)試驗方法(fa)。我們可以從該(gai)材(cai)料(liao)的(de)運輸、儲存(cun)、使用(yong)環(huan)境(jing)以(yi)及其老(lao)化(hua)機(ji)理等方面(mian)考慮，確定(ding)試驗方法(fa)。例(li)如硬(ying)聚(ju)氯(lv)乙(yi)烯(xi)型(xing)材(cai)，使用(yong)聚氯乙烯(xi)為(wei)原(yuan)料(liao)，添(tian)加穩定劑、顏料(liao)等助劑加工而成，主要(yao)用(yong)於室外(wai)。從聚氯乙烯(xi)的(de)老化(hua)機(ji)理考慮，聚氯乙(yi)烯(xi)受熱(re)易分解；從使用(yong)環(huan)境(jing)考慮；空氣中(zhong)的(de)氧(yang)、紫(zi)外(wai)光、熱、水(shui)分都(dou)是引起(qi)型(xing)材(cai)老(lao)化(hua)的(de)原因。因此，國(guo)標GB/T8814-2004《門(men)、窗用未增(zeng)塑聚(ju)氯乙(yi)烯(xi)（PVC-U）型(xing)材(cai)》中(zhong)，既規定(ding)了光氧(yang)老(lao)化(hua)試驗方法(fa)，采用(yong)GB/T16422.2《塑(su)料(liao)實(shi)驗室光源(yuan)曝(pu)露(lu)試驗方法(fa)第(di)二(er)部分：氙弧(hu)燈(deng)》老(lao)化(hua)4000h或(huo)6000h，模擬(ni)了室(shi)外(wai)紫外(wai)光及可見(jian)光、溫度、濕度、降雨(yu)等因素，同(tong)時(shi)又(you)規(gui)定(ding)了熱(re)氧(yang)老(lao)化(hua)項目：加熱後狀態(tai)，150℃放(fang)置30min，目測(ce)觀(guan)察(cha)是否出現(xian)氣泡(pao)、裂(lie)紋、麻(ma)點(dian)或分離現(xian)象，以考察(cha)型(xing)材(cai)的(de)耐(nai)熱(re)性(xing)能(neng)。又如(ru)我國在市場上(shang)有(you)競(jing)爭力的(de)壹個(ge)產(chan)品(pin)：外(wai)貿(mao)出口(kou)鞋。在使用(yong)過程(cheng)中(zhong)，陽光中的(de)紫外(wai)線是引起(qi)鞋子(zi)變色(se)、褪色(se)的(de)主要(yao)原(yuan)因，因此，有(you)必(bi)要用紫(zi)外(wai)燈箱對其(qi)進(jin)行(xing)耐(nai)黃(huang)變測(ce)試。常(chang)用(yong)的(de)鞋類(lei)耐(nai)黃(huang)變試驗箱采(cai)用(yong)30WUV燈，樣品離光源(yuan)20cm，照(zhao)射(she)3h後(hou)觀(guan)察(cha)顏色變化(hua)。同(tong)時(shi)，在運輸過程(cheng)中(zhong)，集(ji)裝箱內悶(men)熱(re)、潮濕的(de)惡劣環(huan)境(jing)會(hui)引(yin)起(qi)鞋面(mian)、鞋底、膠(jiao)水(shui)的(de)變色(se)、斑點(dian)，甚(shen)至(zhi)是變質(zhi)。因此，在裝船運(yun)輸之(zhi)前，有必(bi)要考慮進(jin)行(xing)耐(nai)濕熱(re)老(lao)化試驗，模擬(ni)集裝箱內高(gao)熱(re)、高(gao)濕環(huan)境(jing)，在70℃、95％相對濕度的(de)條件(jian)下(xia)，進(jin)行(xing)48h試驗後觀(guan)察(cha)外(wai)觀(guan)、顏色變化(hua)。

二(er)、人(ren)工加速老化光源(yuan)的(de)選(xuan)擇(ze):

實驗室光源(yuan)曝(pu)露(lu)試驗因為(wei)可(ke)以在壹個(ge)試驗箱中(zhong)同(tong)時(shi)模擬(ni)大氣(qi)可(ke)見(jian)環(huan)境(jing)中(zhong)的(de)光、氧(yang)、熱(re)和(he)降雨(yu)等因素，是目前較(jiao)為(wei)常(chang)用(yong)的(de)壹種人(ren)工加速老化試驗方法(fa)，在這(zhe)些(xie)模擬(ni)因素中(zhong)，又(you)以(yi)光源(yuan)zui為(wei)重(zhong)要。經驗表(biao)明(ming)，陽光中引起(qi)高(gao)分子材(cai)料(liao)破(po)環(huan)的(de)波長(chang)主要(yao)集(ji)中(zhong)在紫外(wai)線及部分可見(jian)光。目前使用(yong)的(de)人(ren)工光源(yuan)都(dou)力圖使在此波(bo)長(chang)區(qu)間(jian)內的(de)能(neng)譜分布(bu)曲線(xian)與太(tai)陽光譜接(jie)近，模擬(ni)性(xing)和加速倍(bei)率是選(xuan)擇(ze)人(ren)工光源(yuan)的(de)主要(yao)依(yi)據(ju)。經歷了約壹個(ge)世紀(ji)的(de)發展，實驗室光源(yuan)已(yi)有封(feng)閉式碳弧(hu)燈(deng)、陽光型(xing)碳弧(hu)燈(deng)、熒光紫外(wai)燈、氙弧(hu)燈(deng)、高(gao)壓(ya)汞(gong)燈等各(ge)種光源(yuan)供選(xuan)擇(ze)。標準化組(zu)織（ISO）中(zhong)與高(gao)分子材(cai)料(liao)相(xiang)關的(de)各(ge)技術委員(yuan)會(hui)主要(yao)推薦使用(yong)陽光型(xing)碳弧(hu)燈(deng)、熒光紫外(wai)燈、氙弧(hu)燈(deng)三(san)種光源(yuan)。

1、氙弧(hu)燈(deng)

目前認(ren)為(wei)，已(yi)知(zhi)的(de)人(ren)工光源(yuan)中(zhong)氙弧(hu)燈(deng)的(de)光譜能(neng)量(liang)分布(bu)與陽光中紫外(wai)、可見(jian)光部分zui相似。通過(guo)選(xuan)擇(ze)合適的(de)濾光片，可以濾去大(da)部(bu)分到達(da)地面(mian)陽光中存(cun)在的(de)短(duan)波輻(fu)射(she)。氙燈在1000nm~1200nm近紅外(wai)區存(cun)在很強(qiang)的(de)輻(fu)射(she)峰，會產(chan)生(sheng)大量(liang)的(de)熱。因此，須(xu)選(xuan)擇(ze)合適的(de)冷(leng)卻(que)裝置帶(dai)走這(zhe)部(bu)分能(neng)量(liang)。目前，市面(mian)上(shang)氙燈老(lao)化(hua)試驗裝置有(you)兩種冷(leng)卻(que)方式：水(shui)冷(leng)式(shi)和風冷(leng)式(shi)。壹般(ban)來(lai)說(shuo)，水(shui)冷(leng)式(shi)氙燈裝置冷(leng)卻(que)效果(guo)要(yao)優於風冷(leng)式(shi)，同時(shi)結構(gou)也(ye)較(jiao)為(wei)復雜(za)，價格也(ye)比(bi)較(jiao)昂貴。由(you)於氙燈紫(zi)外(wai)線部(bu)分能(neng)量(liang)較(jiao)另(ling)兩種光源(yuan)增(zeng)加較(jiao)少(shao)，在加速倍(bei)率方面(mian)是zui低(di)的(de)。2.2熒光紫外(wai)燈

從理論上說(shuo)，300nm~400nm的(de)短(duan)波能(neng)量(liang)是引起(qi)老(lao)化(hua)的(de)主要(yao)因素。如(ru)果(guo)增(zeng)加這(zhe)部(bu)分能(neng)量(liang)，就(jiu)能(neng)達到(dao)快速試驗的(de)效果(guo)。熒光紫外(wai)燈的(de)光譜分布(bu)主要(yao)集(ji)中(zhong)在紫外(wai)光部分，因此，可(ke)以達(da)到較(jiao)高的(de)加速倍(bei)率。然而(er)，熒光紫外(wai)燈不僅(jin)使自(zi)然日(ri)光中的(de)紫外(wai)線能(neng)量(liang)增加，同時(shi)還有(you)在地球表(biao)面(mian)測(ce)量(liang)時(shi)自(zi)然(ran)日(ri)光中沒有(you)的(de)輻(fu)射(she)能(neng)量(liang)，而這(zhe)部(bu)分能(neng)量(liang)會引(yin)起(qi)非(fei)自(zi)然(ran)的(de)破(po)壞(huai)。另(ling)外(wai)熒光光源(yuan)除(chu)了很(hen)窄(zhai)的(de)水(shui)銀(yin)光譜線外(wai)，沒有(you)高(gao)於375nm 的(de)能(neng)量(liang)，這(zhe)樣對較(jiao)長波(bo)長的(de)UV 能(neng)量(liang)敏感的(de)材料(liao)就(jiu)可(ke)能(neng)不會出(chu)現(xian)曝曬在自然(ran)日(ri)光下那樣變化(hua)。由(you)於這(zhe)些(xie)固(gu)有(you)缺陷會(hui)導(dao)致(zhi)得(de)出不可靠(kao)的(de)結果(guo)。因此，熒光紫外(wai)燈的(de)模擬(ni)性(xing)較(jiao)差。但(dan)是，由(you)於它(ta)的(de)加速倍(bei)率高，通(tong)過(guo)選(xuan)擇(ze)合適型(xing)號(hao)的(de)燈管(guan)可(ke)實(shi)現(xian)對特(te)定材料(liao)的(de)快速篩(shai)選(xuan)。

2、陽光型(xing)碳弧(hu)燈(deng)

陽光型(xing)碳弧(hu)燈(deng)目前在我國(guo)應(ying)用(yong)得(de)較(jiao)少(shao)，但(dan)它(ta)在日(ri)本是guang泛(fan)使用(yong)的(de)光源(yuan)，大(da)部(bu)分JIS 標準(zhun)都(dou)采用(yong)陽光型(xing)碳弧(hu)燈(deng)。我(wo)國(guo)許(xu)多與日(ri)本合資的(de)汽車企業仍推薦使用(yong)這(zhe)種光源(yuan)。陽光型(xing)碳弧(hu)燈(deng)光譜能(neng)量(liang)分布(bu)也(ye)較(jiao)接(jie)近於太陽光，但在370nm－390nm 紫外(wai)線集(ji)中加強，模擬(ni)性(xing)不及氙燈，加速倍(bei)率介於氙燈及紫外(wai)燈之(zhi)間。

三(san)、試驗時(shi)間(jian)的(de)確定(ding):

1、參照(zhao)相關產(chan)品(pin)標準規定(ding)

相(xiang)關(guan)產(chan)品(pin)標準裏已(yi)經對老(lao)化試驗的(de)時(shi)間(jian)作出(chu)了規(gui)定(ding)，我們只需(xu)查(zha)找(zhao)到相關標(biao)準(zhun)，按裏(li)面規(gui)定的(de)時(shi)間(jian)執(zhi)行(xing)就(jiu)行(xing)了。許(xu)多guo家(jia)標(biao)準、行(xing)業(ye)標準中都(dou)對此(ci)作出(chu)了規(gui)定(ding)。表(biao)1 列(lie)舉(ju)了壹些(xie)常(chang)用(yong)產(chan)品(pin)標準中對老(lao)化時(shi)間(jian)的(de)規定(ding)。3.2 根據(ju)已(yi)知(zhi)的(de)相關(guan)性(xing)推算

研究(jiu)表(biao)明(ming)：通(tong)過(guo)顏色和(he)變黃(huang)指(zhi)數變化(hua)來(lai)評(ping)價(jia)ABS 的(de)顏色穩定性(xing)，人(ren)工加速老化與自(zi)然(ran)大(da)氣暴露(lu)有(you)較(jiao)好的(de)相關(guan)性(xing)，加速倍(bei)率約為(wei)7。如(ru)果(guo)想(xiang)了解(jie)某(mou)壹ABS 材(cai)料(liao)戶(hu)外(wai)使用(yong)壹年(nian)後(hou)的(de)顏色變化(hua)，采(cai)用(yong)相同的(de)試驗條件(jian)，可(ke)以參考該(gai)加速倍(bei)率，確定(ding)加速老化時(shi)間(jian)365x24/7=1251h。

長(chang)期(qi)以來，國內外(wai)就(jiu)相(xiang)關(guan)性(xing)間題展開了大(da)量(liang)的(de)研究(jiu)，得(de)出了許(xu)許(xu)多多的(de)換算關系式(shi)。然而，由(you)於高分子材(cai)料(liao)的(de)多樣性(xing)，加速老化試驗設備及方法(fa)的(de)不同，不同時(shi)間(jian)、地區(qu)氣(qi)候(hou)的(de)差異(yi)性(xing)導致了換算關系的(de)復雜(za)化。因此，在選(xuan)擇(ze)換算關系時(shi)，壹定(ding)要(yao)註意(yi)得(de)出該(gai)相(xiang)關(guan)性(xing)的(de)具體(ti)材料(liao)、老(lao)化設備、試驗條件(jian)、性(xing)能(neng)評(ping)價(jia)指(zhi)標(biao)等因素。3、控(kong)制(zhi)人(ren)工加速老化輻(fu)射(she)總(zong)量(liang)與自(zi)然(ran)暴(bao)露

輻(fu)射(she)總(zong)量(liang)相當(dang)

對於某(mou)些(xie)既無相(xiang)應(ying)標(biao)準規(gui)定，又無處參考相關性(xing)的(de)產(chan)品(pin)，可以考慮其實際(ji)使用(yong)環(huan)境(jing)的(de)輻(fu)射(she)強(qiang)度，控制(zhi)人(ren)工加速老化輻(fu)射(she)總(zong)量(liang)與自(zi)然(ran)暴(bao)露輻(fu)射(she)總(zong)量(liang)相當(dang)。

下面舉(ju)例(li)說(shuo)明(ming)如(ru)何(he)控(kong)制(zhi)人(ren)工加速老化總(zong)輻(fu)射(she)量(liang)：

某(mou)壹塑(su)料(liao)制(zhi)品使用(yong)於北京(jing)地區(qu)，期(qi)望控(kong)制(zhi)人(ren)工加速老化總(zong)輻(fu)射(she)量(liang)與戶(hu)外(wai)暴露(lu)壹年(nian)相(xiang)當。

步(bu)：由(you)於該(gai)產(chan)品(pin)為(wei)塑(su)料(liao)制(zhi)品，且(qie)使用(yong)於戶外(wai)，選(xuan)擇(ze)采用GB/T16422.2-1996《塑料(liao)實(shi)驗室光源(yuan)曝(pu)露(lu)試驗方法(fa)第(di)二(er)部分：氙弧(hu)燈(deng)》中(zhong)A 法(fa)。試驗條件(jian)為(wei)：輻(fu)照強(qiang)度0.50W/m2 （340nm），黑(hei)板溫度65℃，箱體(ti)溫度40℃，相對濕度50％，噴水(shui)時(shi)間(jian)／不噴水(shui)時(shi)間(jian)18min/102min，連(lian)續(xu)光照；

第(di)二(er)步(bu)：從表(biao)2 可(ke)知(zhi)北(bei)京(jing)地區(qu)壹年(nian)輻(fu)射(she)總(zong)量(liang)、為(wei)5609MJ/m2，依(yi)據對比(bi)人(ren)工光源(yuan)與自(zi)然(ran)陽光輻(fu)射(she)光譜分布(bu)的(de)準則CIENo85-1989（見(jian)表(biao)3，GB/T16422.1-1996《塑(su)料(liao)實(shi)驗室光源(yuan)曝(pu)露(lu)試驗方法(fa)部分：氙弧(hu)燈(deng)》中(zhong)引(yin)用(yong)）；其中紫外(wai)區與可(ke)見(jian)區(qu)部分（300nm－ 800nm）占(zhan)62.2%，即(ji)3489MJ/m2。

第(di)三(san)步(bu)：依(yi)據GB/T16422.2-1996，340nm 輻(fu)照強(qiang)度為(wei)0.50W/m2 時(shi)，紅外(wai)區與可(ke)見(jian)區(qu)部分 （300nm～800nm）輻(fu)照強(qiang)度為(wei)550W/m2；可(ke)計算出輻(fu)照時(shi)間(jian)為(wei)3489X106/550=6.344X106s，即(ji)1762h。依(yi)此(ci)計(ji)算方法，加速倍(bei)率約為(wei)5。由(you)於自然(ran)老化並不是簡(jian)單的(de)輻(fu)照強(qiang)度的(de)疊(die)加，只有(you)在確定(ding)陽光是引起(qi)材(cai)料(liao)。

四(si)、性(xing)能(neng)評(ping)價(jia)指(zhi)標(biao)的(de)選(xuan)擇(ze):

選(xuan)擇(ze)性(xing)能(neng)評(ping)價(jia)指(zhi)標(biao)主要(yao)從材料(liao)的(de)用途及材料(liao)本(ben)身特性(xing)兩方(fang)面(mian)來考慮。4.1 根據材(cai)料(liao)用(yong)途確定(ding)評(ping)價(jia)指(zhi)標(biao)

對於同樣的(de)材料(liao)，由(you)於其用(yong)途不同，可(ke)能(neng)選(xuan)擇(ze)的(de)評(ping)價(jia)指(zhi)標(biao)也(ye)不同。例(li)如，同(tong)樣是塗料(liao)，如(ru)果(guo)是用於裝飾，就(jiu)必(bi)須(xu)重點(dian)考慮其外(wai)觀(guan)的(de)變化(hua)。在GB/T1766-1995《色漆(qi)和(he)清(qing)漆(qi)塗層(ceng)老化的(de)評(ping)級(ji)》中，詳細規定了光澤度、顏色變化(hua)、粉化、泛(fan)金(jin)等各(ge)種外(wai)觀(guan)變化(hua)的(de)評(ping)級(ji)方法。

而對於某(mou)些(xie)功(gong)能(neng)性(xing)塗料(liao)，如(ru)防腐塗料(liao)，壹定(ding)程(cheng)度的(de)顏色、外(wai)觀(guan)變化(hua)是可以接(jie)受的(de)，這(zhe)時(shi)，選(xuan)擇(ze)評(ping)價(jia)指(zhi)標(biao)時(shi)，主要(yao)考慮其耐(nai)開(kai)裂(lie)性(xing)、粉化程(cheng)度等方面(mian)。同樣是聚氯乙(yi)烯(xi)（PVC）， 如果(guo)用(yong)於制(zhi)作鞋面(mian)，就(jiu)必(bi)須(xu)考慮其耐(nai)黃(huang)變性(xing)，而如果(guo)是用於雨(yu)落(luo)水(shui)管(guan)，對於外(wai)觀(guan)變化(hua)要(yao)求(qiu)就(jiu)不高，而(er)材(cai)料(liao)的(de)物理(li)機(ji)械性(xing)能(neng)變化(hua)，如(ru)拉伸(shen)強(qiang)度變化(hua)是主要(yao)考核(he)指(zhi)標(biao)。4.2 根據材料(liao)本(ben)身特性(xing)確定(ding)評(ping)價(jia)指(zhi)標(biao)

就(jiu)同(tong)壹材(cai)料(liao)來(lai)說(shuo)，在老化(hua)過(guo)程(cheng)中(zhong)不同性(xing)能(neng)的(de)下降是不等速的(de)。換句(ju)話說(shuo)，某(mou)些(xie)性(xing)能(neng)對環(huan)境(jing)敏感，下降得(de)zui快，則是引起(qi)材(cai)料(liao)破(po)壞(huai)的(de)主要(yao)因素、在選(xuan)擇(ze)評(ping)價(jia)指(zhi)標(biao)時(shi)，應(ying)該(gai)選(xuan)擇(ze)這(zhe)些(xie)敏感性(xing)能(neng)。研究(jiu)表(biao)明(ming)：對於大部(bu)分工程(cheng)塑(su)料(liao)來(lai)說(shuo)，沖(chong)擊(ji)強度是自然老(lao)化(hua)試驗檢測(ce)中變化(hua)zui大(da)、下(xia)降zui明(ming)顯(xian)的(de)。因此，在進(jin)行(xing)工(gong)程(cheng)塑(su)料(liao)的(de)老化(hua)測(ce)試時(shi)，應(ying)優(you)先(xian)考慮選(xuan)擇(ze)沖擊(ji)強度下降作為(wei)評(ping)價(jia)指(zhi)標(biao)。沖擊(ji)強度對聚(ju)丙烯(xi)的(de)老化(hua)同樣相當敏感[4]，是考核(he)老(lao)化(hua)性(xing)能(neng)的(de)主要(yao)指(zhi)標(biao)。對於聚乙(yi)烯(xi)材料(liao)來(lai)說(shuo)，斷(duan)裂(lie)伸(shen)長率的(de)下降zui為(wei)明(ming)顯(xian)，是優先考慮的(de)評(ping)價(jia)指(zhi)標(biao)。對於聚氯(lv)乙烯(xi)，拉伸(shen)強(qiang)度和沖擊(ji)強度都(dou)下降得(de)比(bi)較(jiao)快，應根據實(shi)際(ji)情(qing)況，選(xuan)擇(ze)其中壹種來(lai)評(ping)價(jia)。在國標(biao)GB/T8814-2004《門(men)、窗用未增(zeng)塑聚(ju)氯乙(yi)烯(xi)（PVC-U）型(xing)材(cai)》中(zhong)，選(xuan)擇(ze)老化後沖(chong)擊(ji)強度保留(liu)率≥60％作為(wei)合格判定指(zhi)標(biao)；在輕工行(xing)業(ye)標準QB/T2480-2000 建(jian)築用(yong)硬(ying)聚(ju)氯(lv)乙(yi)烯(xi)（PVC-U）雨(yu)落(luo)水(shui)管(guan)材(cai)及管(guan)件(jian)中(zhong)，選(xuan)擇(ze)老化後拉伸(shen)強(qiang)度保留(liu)率≥80％作為(wei)合格判定指(zhi)標(biao)。