TheКамера за изпитване на UV стареенее експериментално устройство, използвано за симулиране на слънчева светлина, ултравиолетово лъчение и условия на влажна топлина за ускоряване на процеса на стареене на материалите. Той се използва широко в науката за материалите, покритията, пластмасите, каучука, текстила, автомобилните части и други индустрии за оценка на устойчивостта на атмосферни влияния и ефективността против стареене на материалите във външна среда. Сега той се превърна в едно от основните съоръжения в промишленото производство. Ние сме професионален производител на UV камери за стареене с повече от 20 години опит. Добре дошли на запитване!
1. Избор на условия за изпитване на изкуствено ускорено стареене
Този въпрос всъщност може да се разбере като кои фактори на стареене трябва да бъдат симулирани. По време на използването на полимерни материали много фактори в климатичната среда могат да окажат влияние върху стареенето на полимерните материали. Ако основните фактори, причиняващи стареене, са известни предварително, методът за изпитване може да бъде избран целенасочено.
Можем да определим метода на изпитване, като вземем предвид транспортирането, съхранението, средата на използване и механизма на стареене на материала. Например, твърдите поливинилхлоридни профили са направени от поливинилхлорид като суровина и са добавени добавки като стабилизатори и пигменти. Използват се предимно на открито. Като се има предвид механизмът на стареене на PVC, PVC се разлага лесно при нагряване; като се има предвид околната среда на използване, кислородът, ултравиолетовата светлина, топлината и влагата във въздуха са всички причини за стареене на профила.
Поради това националният стандарт GB/T8814-2004 „Профили от непластифициран поливинилхлорид (PVC-U) за врати и прозорци“ не само определя метода за изпитване на фотокислородно стареене, но също така приема GB/T16422.2 „Пластмасов лабораторен източник на светлина Изпитване на експозиция" Част 2 от метода: Стареене на ксенонови дъгови лампи за 4000 часа или 6000 часа, симулиращи фактори като външна ултравиолетова светлина и видима светлина, температура, влажност, валежи и т.н., и също така определя елементите на термично стареене с кислород: състояние след нагряване , поставен на 150 градуса за 30 минути, визуално наблюдение. Проверете дали има мехурчета, пукнатини, вдлъбнатини или отделяне, за да проверите устойчивостта на топлина на профила. Друг пример е продукт, който моята страна има конкурентоспособност на международния пазар: износни обувки за външна търговия. По време на употреба ултравиолетовите лъчи на слънчевата светлина са основната причина за обезцветяване и избледняване на обувките. Следователно е необходимо да се използва кутия с ултравиолетова светлина, за да се тества тяхната устойчивост на пожълтяване.
Често използваната тестова камера за устойчивост на пожълтяване на обувки използва 30 W UV лампа. Пробата е на 20 см от източника на светлина. Промяната на цвета се наблюдава след 3 часа експозиция. В същото време, по време на транспортиране, горещата, влажна и сурова среда в контейнера ще причини обезцветяване, петна и дори влошаване на горната част на обувките, подметките и лепилото. Ето защо, преди изпращане, е необходимо да се обмисли провеждането на тест за устойчивост на топлина и влага при стареене, за да се симулира околната среда с висока топлина и висока влажност в контейнера. При условия на 70 градуса и 95% относителна влажност, наблюдавайте външния вид и промените в цвета след 48 часа тестване.
2. Избор на източник на светлина за тест за изкуствено ускорено стареене
Лабораторен тест за излагане на светлинен източник: Той може едновременно да симулира светлина, кислород, топлина, валежи и други фактори в атмосферната видима среда в тестова камера. Това е често използван метод за изпитване на изкуствено ускорено стареене. Сред тези симулационни фактори светлинният източник е относително важен. Опитът показва, че дължините на вълните на слънчевата светлина, които причиняват увреждане на полимерните материали, са концентрирани главно в ултравиолетова светлина и малко видима светлина.
Използваните в момента изкуствени източници на светлина се стремят да направят кривата на разпределение на енергийния спектър в този диапазон на дължината на вълната близка до слънчевия спектър. Симулацията и степента на ускорение са основната основа за избор на изкуствени източници на светлина. След около век на развитие, лабораторните източници на светлина включват затворени въглеродни дъгови лампи, въглеродни дъгови лампи от слънчев тип, флуоресцентни ултравиолетови лампи, ксенонови дъгови лампи, живачни лампи с високо налягане и други източници на светлина, от които да избирате. Техническите комитети, свързани с полимерните материали в Международната организация за стандартизация (ISO), препоръчват основно използването на три източника на светлина: дъгова лампа с въглеродна светлина, флуоресцентна ултравиолетова лампа и дъгова ксенонова лампа.
1. Избор на условия за изпитване на изкуствено ускорено стареене
Този въпрос всъщност може да се разбере като кои фактори на стареене трябва да бъдат симулирани. По време на използването на полимерни материали много фактори в климатичната среда могат да окажат влияние върху стареенето на полимерните материали. Ако основните фактори, причиняващи стареене, са известни предварително, методът за изпитване може да бъде избран целенасочено.
Можем да определим метода на изпитване, като вземем предвид транспортирането, съхранението, средата на използване и механизма на стареене на материала. Например, твърдите поливинилхлоридни профили са направени от поливинилхлорид като суровина и са добавени добавки като стабилизатори и пигменти. Използват се предимно на открито. Като се има предвид механизмът на стареене на PVC, PVC се разлага лесно при нагряване; като се има предвид околната среда на използване, кислородът, ултравиолетовата светлина, топлината и влагата във въздуха са всички причини за стареене на профила.
Поради това националният стандарт GB/T8814-2004 „Профили от непластифициран поливинилхлорид (PVC-U) за врати и прозорци“ не само определя метода за изпитване на фотокислородно стареене, но също така приема GB/T16422.2 „Пластмасов лабораторен източник на светлина Изпитване на експозиция" Част 2 от метода: Стареене на ксенонови дъгови лампи за 4000 часа или 6000 часа, симулиращи фактори като външна ултравиолетова светлина и видима светлина, температура, влажност, валежи и т.н., и също така определя елементите на термично стареене с кислород: състояние след нагряване , поставен на 150 градуса за 30 минути, визуално наблюдение. Проверете дали има мехурчета, пукнатини, вдлъбнатини или отделяне, за да проверите устойчивостта на топлина на профила. Друг пример е продукт, който моята страна има конкурентоспособност на международния пазар: износни обувки за външна търговия. По време на употреба ултравиолетовите лъчи на слънчевата светлина са основната причина за обезцветяване и избледняване на обувките. Следователно е необходимо да се използва кутия с ултравиолетова светлина, за да се тества тяхната устойчивост на пожълтяване.
Често използваната тестова камера за устойчивост на пожълтяване на обувки използва 30 W UV лампа. Пробата е на 20 см от източника на светлина. Промяната на цвета се наблюдава след 3 часа експозиция. В същото време, по време на транспортиране, горещата, влажна и сурова среда в контейнера ще причини обезцветяване, петна и дори влошаване на горната част на обувките, подметките и лепилото. Ето защо, преди изпращане, е необходимо да се обмисли провеждането на тест за устойчивост на топлина и влага при стареене, за да се симулира околната среда с висока топлина и висока влажност в контейнера. При условия на 70 градуса и 95% относителна влажност, наблюдавайте външния вид и промените в цвета след 48 часа тестване.
2. Избор на източник на светлина за тест за изкуствено ускорено стареене
Лабораторен тест за излагане на светлинен източник: Той може едновременно да симулира светлина, кислород, топлина, валежи и други фактори в атмосферната видима среда в тестова камера. Това е често използван метод за изпитване на изкуствено ускорено стареене. Сред тези симулационни фактори светлинният източник е относително важен. Опитът показва, че дължините на вълните на слънчевата светлина, които причиняват увреждане на полимерните материали, са концентрирани главно в ултравиолетова светлина и малко видима светлина.
Използваните в момента изкуствени източници на светлина се стремят да направят кривата на разпределение на енергийния спектър в този диапазон на дължината на вълната близка до слънчевия спектър. Симулацията и степента на ускорение са основната основа за избор на изкуствени източници на светлина. След около век на развитие, лабораторните източници на светлина включват затворени въглеродни дъгови лампи, въглеродни дъгови лампи от слънчев тип, флуоресцентни ултравиолетови лампи, ксенонови дъгови лампи, живачни лампи с високо налягане и други източници на светлина, от които да избирате. Техническите комитети, свързани с полимерните материали в Международната организация за стандартизация (ISO), препоръчват основно използването на три източника на светлина: дъгова лампа с въглеродна светлина, флуоресцентна ултравиолетова лампа и дъгова ксенонова лампа.
1), ксенонова дъгова лампа
Понастоящем се смята, че спектралното разпределение на енергията на ксенонови дъгови лампи сред известните изкуствени източници на светлина е най-подобно на ултравиолетовата и видимата част на слънчевата светлина. Чрез избора на подходящ филтър може да се филтрира по-голямата част от късовълновата радиация в слънчевата светлина, достигаща до земята. Ксеноновите лампи имат силно излъчване в инфрачервената област от 1000nm~1200nm и генерират голямо количество топлина.
Затова трябва да се избере подходящо охлаждащо устройство, което да отнема тази енергия. Понастоящем на пазара има два метода на охлаждане за тестово оборудване за стареене на ксенонови лампи: с водно охлаждане и с въздушно охлаждане. Най-общо казано, охлаждащият ефект на устройствата с ксенонови лампи с водно охлаждане е по-добър от този на тези с въздушно охлаждане. В същото време структурата е по-сложна и цената е по-скъпа. Тъй като енергията на ултравиолетовата част на ксеноновата лампа се увеличава по-малко от другите два източника на светлина, тя е най-ниската по отношение на степента на ускорение.
2), флуоресцентна UV лампа
Теоретично късовълновата енергия от 300nm~400nm е основният фактор, причиняващ стареенето. Ако тази енергия се увеличи, може да се постигне бързо тестване. Спектралното разпределение на флуоресцентните UV лампи е концентрирано главно в ултравиолетовата част, така че може да постигне по-високи скорости на ускорение.
Флуоресцентните ултравиолетови лампи обаче не само увеличават ултравиолетовата енергия в естествената слънчева светлина, но и излъчват енергия, която не присъства в естествената слънчева светлина, измерена на земната повърхност, и тази енергия може да причини неестествени щети. Освен това, с изключение на много тясната спектрална линия на живак, флуоресцентният източник на светлина няма енергия, по-висока от 375 nm, така че материалите, които са чувствителни към UV енергия с по-дълга дължина на вълната, може да не се променят, както се случва, когато са изложени на естествена слънчева светлина. Тези присъщи недостатъци могат да доведат до ненадеждни резултати.
Следователно флуоресцентните UV лампи са лошо симулирани. Въпреки това, поради високата скорост на ускорение, може да се постигне бързо скриниране на специфични материали чрез избор на подходящ тип лампа.
3), слънчева светлина тип въглеродна дъгова лампа
Въглеродните дъгови лампи от тип слънчева светлина в момента рядко се използват в нашата страна, но те са широко използвани източници на светлина в Япония. Повечето стандарти JIS използват въглеродни дъгови лампи тип слънчева светлина. Много автомобилни компании в моята страна, които са съвместни предприятия с Япония, все още препоръчват използването на този източник на светлина. Спектралното разпределение на енергията на слънчевата въглеродна дъгова лампа също е по-близко до това на слънчевата светлина, но ултравиолетовите лъчи от 370nm до 390nm са концентрирани и усилени. Симулацията не е толкова добра, колкото ксенонова лампа, а скоростта на ускорение е между ксенонова лампа и ултравиолетова лампа.
3. Метод за определяне на времето за изпитване на изкуствено ускорено стареене
1), обърнете се към съответните продуктови стандарти и разпоредби
Съответните продуктови стандарти вече са определили времето за теста за стареене. Трябва само да намерим съответните стандарти и да ги изпълним според времето, посочено в тях. Много национални стандарти и индустриални стандарти са предвидили това.
2), екстраполирайте въз основа на известни корелации
Изследванията показват, че стабилността на цвета на ABS се оценява чрез промени в цвета и индекса на пожълтяване. Изкуственото ускорено стареене има добра корелация с естествената атмосферна експозиция и степента на ускорение е около 7. Ако искате да знаете промяната на цвета на определен ABS материал след една година употреба на открито и да използвате същите условия на изпитване, можете да се обърнете към скоростта на ускорение за определяне на времето за ускорено стареене 365x24/7=1251h.
От дълго време се провеждат много изследвания по въпросите на корелацията у нас и в чужбина и са изведени много връзки на преобразуване. Въпреки това, поради разнообразието от полимерни материали, разликите в оборудването и методите за изпитване на ускорено стареене и разликите в климата в различни времена и региони, връзката на преобразуване е сложна. Следователно, когато избираме връзката на преобразуване, трябва да обърнем внимание на специфичните материали, стареещото оборудване, условията на изпитване, показателите за оценка на ефективността и други фактори, които извличат корелацията.
3). Контролирайте общото количество радиация с изкуствено ускорено стареене, за да бъде еквивалентно на общото количество радиация на естествено излагане.
За някои продукти, които нямат съответни стандарти и няма справка за корелация, може да се вземе предвид интензитетът на радиацията на действителната среда на употреба и общото количество радиация за изкуствено ускорено стареене трябва да се контролира, за да бъде еквивалентно на общото количество радиация при естествено излагане .
Пример: Как да се контролира общото количество радиация на изкуствено ускорено стареене
Определен пластмасов продукт се използва в района на Пекин и се очаква да контролира общото количество радиация от изкуствено ускорено стареене, за да бъде еквивалентно на една година излагане на открито.
Стъпка 1: Тъй като този продукт е пластмасов продукт и се използва на открито, изберете метод A в GB/T16422.2-1996 „Методи за изпитване на излагане на пластмасов лабораторен източник на светлина, част 2: Ксенонова дъгова лампа“.
Условията за изпитване са: интензитет на облъчване 0.50 W/m2 (340 nm), температура на черната дъска 65 градуса, температура на кутията 40 градуса, относителна влажност 50%, време на пръскане с вода/време без пръскане на вода 18 минути/102 минути, непрекъсната светлина;
Стъпка 2: Общата годишна радиация в Пекин е около 5609 MJ/m2. Съгласно международния стандарт CIENo85-1989 (GB/T16422.1-1996 „Методи за изпитване на излагане на пластмасови лабораторни светлинни източници“ за сравняване на спектралното разпределение на изкуствени светлинни източници и естествена слънчева светлина) Част: Цитирано в „Xenon Arc лампа"); от които ултравиолетовите и видимите области (300nm~800nm) представляват 62,2%, или 3489MJ/m2.
Стъпка 3: Съгласно GB/T16422.2-1996
Когато интензитетът на облъчване от 340nm е 0,50 W/m2, интензитетът на облъчване в инфрачервената и видимата зона (300nm~800nm) е 550W/m2; времето на облъчване може да се изчисли като 3489X106/550=6.344X106s, което е 1762h. Според този метод на изчисление коефициентът на ускорение е около 5. Тъй като естественото стареене не е просто наслагване на интензитета на облъчване, установено е само, че слънчевата светлина причинява материала.
4. Избор на показатели за оценка на ефективността за тест за изкуствено ускорено стареене
Изборът на показатели за оценка на ефективността се разглежда главно от два аспекта: използването на материала и характеристиките на самия материал.
1) Определете индекса за оценка според употребата на материала. За един и същ материал, поради различните му приложения, могат да бъдат избрани различни индекси за оценка. Например, ако същата боя се използва за декорация, трябва да се вземе предвид промяната във външния й вид. В GB/T1766-1995 „Оценка на стареене на бои и лакови покрития“ методите за оценка за различни промени във външния вид, като блясък, промяна на цвета, креда и златно покритие, са описани подробно.
За някои функционални покрития, като например антикорозионни покрития, са допустими известни промени в цвета и външния вид. Понастоящем, при избора на показатели за оценка, основните съображения са неговата устойчивост на напукване, степен на прахообразност и др. Той също е поливинилхлорид (PVC). Ако се използва за направата на горни части на обувки, трябва да се има предвид неговата устойчивост на пожълтяване. Ако се използва в дъждовни водосточни тръби, изискванията за промени във външния вид не са високи и физическите и механичните свойства на материала се променят, като издърпване. Промяната в якостта на опън е основният индекс за оценка.
2) Определете индекса за оценка въз основа на характеристиките на самия материал. За един и същи материал различните свойства намаляват с различна скорост по време на процеса на стареене. С други думи, някои имоти са чувствителни към околната среда и бързо се разпадат, което е основният фактор, причиняващ материални щети. При избора на индикатори за оценка трябва да се изберат тези чувствителни свойства. Изследванията показват, че за повечето инженерни пластмаси якостта на удар се променя значително и намалява значително по време на тестовете за естествено стареене.
Следователно, когато се провеждат тестове за стареене на инженерни пластмаси, трябва да се даде приоритет на избора на намаляване на якостта на удар като индекс за оценка. Ударната якост също е много чувствителна към стареенето на полипропилена и е основният показател за оценка на ефективността на стареене. За полиетиленовите материали намаляването на удължението при скъсване е по-очевидно и е приоритетният индекс за оценка. За поливинилхлорид както якостта на опън, така и якостта на удар намаляват относително бързо и една от тях трябва да бъде избрана за оценка въз основа на действителната ситуация.
В националния стандарт GB/T8814-2004 „Профили от непластифициран поливинилхлорид (PVC-U) за врати и прозорци“ степента на задържане на якост на удар след стареене По-голяма или равна на 60% е избрана като индикатор за квалификация; в стандарта за леката промишленост QB/T2480 -2000 Твърди поливинилхлоридни (PVC-U) тръби за дъждовна вода и фитинги за строителството степента на запазване на якостта на опън след стареене По-голяма или равна на 80% е избрана като критерий за квалификация.