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氙燈老化測試的實際應用

發布於:2022-08-03

影響產品老化的基本元素是什麼?

影響產品暴露於室外環境耐久性的三個主要因素包括太陽輻射、溫度和濕度。顯然,更惡劣的天氣環境,包括強烈的陽光、高溫、潮濕或溫度的大幅波動,可能會為產品提供更困難的測試,以滿足客戶對耐用性的期望。許多行業耐候性規範包括滿足這些惡劣環境狀態/國家需求的附加要求。

氙燈老化測試的實際應用舉例

哪些行業最需要老化測試?

按行業查看老化影響的簡單方法是查看暴露於外部環境的產品。最常見的行業包括:

✔汽車

✔油漆和塗料

✔建築/建築產品

✔乙烯基薄膜

✔草坪和花園產品

✔橡膠和塑料製品或部件

加速實驗室老化測試與戶外/自然老化相比有什麼好處?

與任何類型的測試一樣,實驗室測試將提供更高的測試結果可重複性和再現性。此外,通過加速實驗室測試,產品製造商可以更快地收集性能數據,從而使他們能夠做出設計決策並更有效地推出新產品。

在許多情況下,還需要戶外/自然老化,以便平衡地查看性能數據並與實驗室測試相關聯。除了實驗室加速老化外,一些測試標準還要求戶外/自然老化。

未經設計或測試而引入全球市場的塑料材料可能會導致產品故障。有時,產品會對未預測和測試的本地環境具有獨特的敏感性。

氙燈老化測試優勢(與僅紫外線相比)

自然陽光由三個主要波長範圍組成:紫外線、可見光和紅外線。波長範圍越短,光子能量越強;因此對它所接觸的材料的影響更大。紫外線(最強大的輻射範圍)僅占總輻射的不到 7%。

氙弧燈經過適當過濾後,可以最接近地模擬紫外線和可見光波長範圍,使其成為測試自然太陽輻射暴露的絕佳選擇。

為了更接近地模擬自然戶外曝曬情況,必須研究更多考慮因素:

✔產品或樣品的方向,水平曝光與垂直曝光的效果不同

✔產品使用的地理位置(緯度、靠近海洋/水、海拔等)

✔典型工作溫度

耐候老化對材料的潛在影響是什麼?

在橡膠/聚合物產品上,耐候老化可能會產生多種影響。幾個最常見的包括:

粉化和表麵退化——紫外線照射會導致表層分子被侵蝕掉,從而暴露出下麵的填料層和顏料顆粒。這些顆粒可以在表麵變成粉狀(通常是白色)物質。

顏色偏移、變黃或褪色——長時間暴露後,材料可能會出現顏色變化或變黃,從而對表麵外觀產生負麵影響。對於隨著時間的推移需要美學一致性的產品,例如汽車行業中的塗層、薄膜或產品表麵(例如),了解這些特性可為製造商提供數據,以開發最合適的產品保修。

開裂——太陽輻射和水分的影響會導致聚合物材料的膨脹和收縮,從而導致應力並最終導致表麵破裂。除了氙燈老化測試外,臭氧(由太陽輻射與氧氣或空氣汙染反應產生)會產生自由基,破壞橡膠/聚合物材料中的化學鍵,導致裂縫。

光澤損失——就像泛黃和褪色一樣,太陽輻射和高溫會導致材料表麵失去光澤。

哪些類型的測試適用於評估材料的耐久性?

了解材料在外觀和性能方麵的變化至關重要。為了較好地確定給定的聚合物材料將如何反應,可以進行多種老化後測試。一些最常見的測試是:

顏色的變化——色度計使用幾個過濾器來模擬人眼的顏色外觀。它可以測量老化前後顏色的差異。

光澤度變化——通過測量來自相關材料表麵的光反射率,光澤度計可以提供光澤度的變化。

材料特性——可以測試拉伸、撕裂、衝擊、硬度或熔體流動指數等物理特性的保留情況,以了解風化對給定材料的全部影響。對幾種類似材料進行基準測試可以為研究人員提供一係列可根據產品物理特性要求使用的選項。