材料的老化问题一直备受关注,在日常生活中,高分子材料的老化现象屡见不鲜。高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、涂料等的老化,主要是指材料在加工、贮存或使用过程中,由于受到热、光、氧、机械应力、臭氧、有害金属离子、辐射等外界因素的影响,使材料内部发生物理或化学变化,性能变劣,而逐渐失去使用价值的现象。通俗地说,老化就是材料的性能由好变坏的一个过程。

       由于材料的品种不同,使用条件的差异,因而材料发生老化时其老化特征也不尽相同。聚合物材料的老化现象归纳起来主要表现在以下几个方面:①外观的变化,如材料变色、变硬、变软、龟裂等;②物理、化学性能的变化,如导热系数、摩尔质量、溶解度等;③机械性能的变化,如硬度、拉伸强度、冲击强度等;④电性能的变化,如介电常数、介质损耗、击穿电压等。

       实验室光源加速老化试验是塑料老化试验中常用的一种老化试验方法,它适用于经常长期暴露在日光或透过窗玻璃的日光照射下的户内外使用的塑料,使用氙灯老化试验箱进行试验较全面综合考虑了光、氧、热、湿度及降雨对塑料外观和性能的影响。氙弧灯具有与日光最相似的的光谱能量分布,因而广泛应用于塑料的老化试验中。

Q-SUN氙灯老化试验箱光谱图 

Q-SUN氙灯老化试验箱光谱图

       对与形状复杂且难以制成标准试样的制品,通常情况下,往往以检查试样外观(粉化、变色、色差等)为主,因此制样时应尽量在相同部位裁取试样,其中一块试样留作原始对比样,其他试样用作氙灯老化试验。投放试样时,应使制品在实际使用条件下的曝光面朝向氙灯光源。

       片状、薄膜、板材等制品可以根据试验需要按照相关标准裁制拉伸、撕裂等样条,测定老化前后力学性能的变化,评价制品的耐光老化性能。同时进行几种不同样品的老化试验,应在试样的背光面做不宜消除的标记,用于区分不同的样品。

       旅游帐篷用的涤棉布进行氙灯老化后测试经纬向拉伸强力的变化,依据拉伸强力的测试方法ISO 13939-1:1999裁取试样,依据ISO 4892-2:2006设定氙灯老化条件:340nm辐照度为0.50W/m2,黑标准温度为65℃,试验箱温度为38℃,相对湿度为50%,采用日光型滤光器,喷淋周期为102min干燥/18min喷水,光照时间为360h。使用氙灯老化试验箱试验结果见表1。

 

       对于在户内使用的经受透过窗玻璃的日光照射的塑料制品,氙灯光源必须经过过滤减少波长320nm以下光谱辐照度来模拟透过窗玻璃滤光后的日光(见GB/T 19466.2—1999中的表2),汽车内饰件除了承担减振、隔热、吸音等功能外,在长期的使用过程中外观的变化会影响汽车的美观和形象。对汽车内饰件进行模拟透过窗玻璃的日光的氙灯老化试验后,观察其外观变化,可为内饰件选材提供试验依据。以仪表板出风口进行氙灯老化试验,试验条件如下:340nm辐照度为0.50W/m2,黑标准温度为63℃,相对湿度为50%,采用窗玻璃型滤光器,连续光照无喷淋,光照时间为400h。使用氙灯老化试验箱。依据GB/T 250对比老化前后的试样,老化后的试样轻微变色,颜色变化等级为4-5级(颜色变化等级:1级一样品完全变色;5级一样品完全未变色)。

       一种耐候PP材料,按照相关ASTM标准注塑成标准试样,测试老化前后的拉伸强度、断裂伸长率、简支梁缺口冲击强度和色差, 并对其外观进行变色评级。使用氙灯老化试验箱试验的条件如下:340nm辐照度为0.50W/m2 , 黑标准温度为65 ℃ ,相对湿度为65 % , 连续光照, 喷水周期为18h/102min(喷淋时间/不喷淋时间), 试验时间为2000h。试验结果见表2。

 

       采用氙灯老化试验箱进行材料的耐候老化是常用的模拟日光直射或透过窗玻璃经受日光照射的使用环境的试验方法, 我们可以选择制品或材料在实际使用中最受关注的性能进行测试, 为塑料材料的研究、开发、使用及供需方提供可靠的试验数据。



2021年07月16日

粉末涂料,油漆涂层,塑料橡胶,印刷油墨氙灯试验标准
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