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Warren D. Ketola:充分利用實驗室加速老化測試

發布於:2010-12-24

     當您開始啟動您的加速老化測試項目,並要考慮測試結果和費用時,您一定希望通過這項測試可以得到較好的結果。如果有一個“神奇公式”可以用於任何時間、任何測試中,那該多好!可是,這是不現實的。為此,我願意與大家一起分享我通過多年經驗總結的一些成功的測試準則。這篇文章將討論加速老化測試的“等級”,和適用於任何成功的加速老化測試項目的兩個可靠的基本準則。

最普遍使用的規範測試
加速老化測試可以分為三類:
(1)按標準要求測試,
(2)研究或產品開發測試,
(3)使用壽命預測測試。

    雖然按照標準要求進行加速老化測試是最為普遍的,但是所得結果的價值最差。更不幸的是,很多情況下,好多公司隻進行加速老化測試。標準中的大多數加速老化測試條件往往是隨意選擇的,隻要求曝曬一定時間。而這些測試條件和曝曬時間可能對某些材料有用,但它們的選擇通常隻是為了測試的方便和快速。甚至還有一些條件的選擇,是為讓所有產品都能通過測試。多數情況下,人們認為如果材料通過了標準測試條件,那麼在戶外或者在實際使用條件下也是耐用的。但事實上,按標準要求測試通常不能分辨勉強通過和非常耐候的產品差異,標準測試有時也會將可能在戶外合格的產品剔除掉。最糟糕的情況是,按照標準進行的加速老化測試結果,無法將耐候性很差的材料或產品辨別出來。如果您的產品必須符合標準中規定的加速老化測試中的要求,那您不得不使用該測試方法。然而,您必須明白,這一測試結果僅僅表示您的產品符合(或不符合)這個測試標準。事實上,您並沒有獲得任何關於您產品的實際耐候性的結果。所以,重要的是您不能完全依靠通過加速老化測試標準來評估您的產品。

研究和產品開發測試
    下麵討論第二類加速老化測試——用於研究或產品開發的測試。這類測試的目的是在您開發產品時,自信地選擇不同的材料或工藝,或者選擇適合您要求的產品。為了建立這些測試的可信度,您需要與戶外的曝曬結果進行對比——因此,關鍵是首先要開展戶外曝曬實驗。理想的情況是,您有一係列材料或產品的戶外結果,包括好、中、差。如果您在加速老化測試中測試這些材料,您可以使用 Spearman 相關性評級來很快確定,您所選擇的加速老化測試條件,對您的產品是否有用。(關於使用相關性評級和其他統計分析技術,可參考 ASTM G169 標準,“老化測試的基本統計方法應用標準指南”。)假設您的戶外老化測試不夠充分,無法使您與加速老化測試結果進行有意義的比較。您會問:“那麼我該使用什麼樣的加速老化條件呢?”回答這個問題,您要考慮哪種老化類型對您的客戶來說是最關鍵的。如果首先考慮顏色穩定性,那麼您必須要使用氙燈實驗設備(比如,Q-Sun),因為它能提供全紫外光譜和接近太陽光的可見光。如果表麵完整性(例如,光澤保持率),或者機械性能耐久性(例如抗衝擊,抗拉強度或柔韌性)最關鍵,您可以使用熒光紫外UVA曝曬(如,配備UVA-340 燈管的 QUV ),也可以使用氙弧燈曝曬設備。

QUV

QUV 是加速老化設備中先進真實再現實際戶外暴露時材料表麵

    你可以在任何類型的設備中選擇各種不同的曝曬條件。在您選擇曝曬條件時,有三條原則可以為您提供幫助:高輻照度會產生快速效果,但是會增加測試運行費用,因為您可能需要頻繁地更換燈管或過濾器。選擇較高的測試溫度,但是不要選擇不合實際的高溫(用於戶外產品的70oC 黑板溫度對很多材料來說,是一個合適
的設置)。選擇最可能發生的潮濕侵蝕(水噴淋、相應濕度、冷凝時間)。在大多數情況下,當材料因露水作用而長時間處於潮濕狀態,產品老化會加速。熒光紫外/冷凝 (
QUV) 暴露是先進可以真正給產品表麵形成凝露的加速老化測試。


 Warren Ketola 是老化研究界公認的權威, 在ASTM、ISO 和其他國際標準化組織裏擔任領導職務,他在 3M 公司商業膠帶和交通保障係統工作了37 年,目前是明尼蘇達州聖保羅 WK 老化谘詢機構的主要負責人。