TheCameră de testare a îmbătrânirii UVeste un dispozitiv experimental folosit pentru a simula radiația ultravioletă a razelor solare și condițiile de căldură umedă pentru a accelera procesul de îmbătrânire a materialelor. Este utilizat pe scară largă în știința materialelor, acoperiri, materiale plastice, cauciuc, textile, piese auto și alte industrii pentru a evalua rezistența la intemperii și performanța anti-îmbătrânire a materialelor în medii în aer liber. Acum a devenit unul dintre echipamentele esențiale în producția industrială. Suntem un producător profesionist de camere de îmbătrânire UV cu peste 20 de ani de experiență. Bine ați venit să vă întrebați!
1. Selectarea condițiilor de testare a îmbătrânirii accelerate artificiale
Această întrebare poate fi de fapt înțeleasă ca factorii de îmbătrânire care ar trebui simulați. În timpul utilizării materialelor polimerice, mulți factori din mediul climatic pot avea un efect asupra îmbătrânirii materialelor polimerice. Dacă principalii factori care cauzează îmbătrânirea sunt cunoscuți în prealabil, metoda de testare poate fi selectată într-o manieră țintită.
Putem determina metoda de testare luând în considerare transportul, depozitarea, mediul de utilizare și mecanismul de îmbătrânire a materialului. De exemplu, profilele rigide din clorură de polivinil sunt realizate din clorură de polivinil ca materie primă și adăugate cu aditivi precum stabilizatori și pigmenți. Sunt folosite în principal în aer liber. Având în vedere mecanismul de îmbătrânire al PVC-ului, PVC-ul se descompune ușor atunci când este încălzit; luând în considerare mediul de utilizare, oxigenul, lumina ultravioletă, căldura și umiditatea din aer sunt toate cauzele îmbătrânirii profilului.
Prin urmare, standardul național GB/T8814-2004 „Profile de clorură de polivinil neplastifiată (PVC-U) pentru uși și ferestre” nu numai că stipulează metoda de testare a îmbătrânirii fotooxigenului, ci adoptă și GB/T16422.2 „Sursa de lumină de laborator de plastic Test de expunere" Partea 2 a metodei: Îmbătrânirea lămpii cu arc cu xenon timp de 4000h sau 6000h, simulând factori precum lumina ultravioletă exterioară și lumina vizibilă, temperatura, umiditatea, precipitațiile etc. și, de asemenea, stipulează elementele de îmbătrânire cu oxigen termic: starea după încălzire , plasat la 150 de grade timp de 30 de minute, observație vizuală Verificați dacă există bule, crăpături, gropi sau separare pentru a examina rezistența la căldură a profilului. Un alt exemplu este un produs pe care țara mea are competitivitate pe piața internațională: pantofi de export de comerț exterior. În timpul utilizării, razele ultraviolete din lumina soarelui sunt cauza principală a decolorării și decolorării pantofilor. Prin urmare, este necesar să folosiți o cutie de lumină UV pentru a le testa rezistența la îngălbenire.
Camera de testare a rezistenței la îngălbenirea încălțămintei utilizată în mod obișnuit folosește o lampă UV de 30W. Eșantionul este la 20 cm distanță de sursa de lumină. Schimbarea culorii se observa dupa 3 ore de expunere. În același timp, în timpul transportului, mediul cald, umed și aspru din container va cauza decolorarea, pete și chiar deteriorarea feței, tălpilor și a lipiciului. Prin urmare, înainte de expediere, este necesar să se ia în considerare efectuarea unui test de îmbătrânire a rezistenței la căldură și umiditate pentru a simula mediul cu căldură ridicată și umiditate ridicată din container. În condițiile de 70 de grade și 95% umiditate relativă, observați aspectul și schimbările de culoare după 48 de ore de testare.
2. Selectarea sursei de lumină pentru testul de îmbătrânire accelerată artificială
Test de expunere la sursa de lumină de laborator: poate simula simultan lumina, oxigenul, căldura, precipitațiile și alți factori în mediul vizibil atmosferic într-o cameră de testare. Este o metodă de testare a îmbătrânirii accelerate artificiale folosită în mod obișnuit. Printre acești factori de simulare, sursa de lumină este relativ importantă. Experiența arată că lungimile de undă din lumina soarelui care provoacă deteriorarea materialelor polimerice sunt concentrate în principal în lumina ultravioletă și în lumină vizibilă.
Sursele de lumină artificială utilizate în prezent se străduiesc să facă curba de distribuție a spectrului de energie în acest interval de lungimi de undă aproape de spectrul solar. Simularea și viteza de accelerare sunt baza principală pentru selectarea surselor de lumină artificială. După aproximativ un secol de dezvoltare, sursele de lumină de laborator includ lămpi cu arc închis de carbon, lămpi cu arc de carbon de tip lumina soarelui, lămpi fluorescente cu ultraviolete, lămpi cu arc cu xenon, lămpi cu mercur de înaltă presiune și alte surse de lumină din care să alegeți. Comitetele tehnice aferente materialelor polimerice din cadrul Organizației Internaționale pentru Standardizare (ISO) recomandă în principal utilizarea a trei surse de lumină: lampă cu arc de carbon cu lumină solară, lampă cu ultraviolete fluorescentă și lampă cu arc cu xenon.
1. Selectarea condițiilor de testare a îmbătrânirii accelerate artificiale
Această întrebare poate fi de fapt înțeleasă ca factorii de îmbătrânire care ar trebui simulați. În timpul utilizării materialelor polimerice, mulți factori din mediul climatic pot avea un efect asupra îmbătrânirii materialelor polimerice. Dacă principalii factori care cauzează îmbătrânirea sunt cunoscuți în prealabil, metoda de testare poate fi selectată într-o manieră țintită.
Putem determina metoda de testare luând în considerare transportul, depozitarea, mediul de utilizare și mecanismul de îmbătrânire a materialului. De exemplu, profilele rigide din clorură de polivinil sunt realizate din clorură de polivinil ca materie primă și adăugate cu aditivi precum stabilizatori și pigmenți. Sunt folosite în principal în aer liber. Având în vedere mecanismul de îmbătrânire al PVC-ului, PVC-ul se descompune ușor atunci când este încălzit; luând în considerare mediul de utilizare, oxigenul, lumina ultravioletă, căldura și umiditatea din aer sunt toate cauzele îmbătrânirii profilului.
Prin urmare, standardul național GB/T8814-2004 „Profile de clorură de polivinil neplastifiată (PVC-U) pentru uși și ferestre” nu numai că stipulează metoda de testare a îmbătrânirii fotooxigenului, ci adoptă și GB/T16422.2 „Sursa de lumină de laborator de plastic Test de expunere" Partea 2 a metodei: Îmbătrânirea lămpii cu arc cu xenon timp de 4000h sau 6000h, simulând factori precum lumina ultravioletă exterioară și lumina vizibilă, temperatura, umiditatea, precipitațiile etc. și, de asemenea, stipulează elementele de îmbătrânire cu oxigen termic: starea după încălzire , plasat la 150 de grade timp de 30 de minute, observație vizuală Verificați dacă există bule, crăpături, gropi sau separare pentru a examina rezistența la căldură a profilului. Un alt exemplu este un produs pe care țara mea are competitivitate pe piața internațională: pantofi de export de comerț exterior. În timpul utilizării, razele ultraviolete din lumina soarelui sunt cauza principală a decolorării și decolorării pantofilor. Prin urmare, este necesar să folosiți o cutie de lumină UV pentru a le testa rezistența la îngălbenire.
Camera de testare a rezistenței la îngălbenirea încălțămintei utilizată în mod obișnuit folosește o lampă UV de 30W. Eșantionul este la 20 cm distanță de sursa de lumină. Schimbarea culorii se observa dupa 3 ore de expunere. În același timp, în timpul transportului, mediul cald, umed și aspru din container va cauza decolorarea, pete și chiar deteriorarea feței, tălpilor și a lipiciului. Prin urmare, înainte de expediere, este necesar să se ia în considerare efectuarea unui test de îmbătrânire a rezistenței la căldură și umiditate pentru a simula mediul cu căldură ridicată și umiditate ridicată din container. În condițiile de 70 de grade și 95% umiditate relativă, observați aspectul și schimbările de culoare după 48 de ore de testare.
2. Selectarea sursei de lumină pentru testul de îmbătrânire accelerată artificială
Test de expunere la sursa de lumină de laborator: poate simula simultan lumina, oxigenul, căldura, precipitațiile și alți factori în mediul vizibil atmosferic într-o cameră de testare. Este o metodă de testare a îmbătrânirii accelerate artificiale folosită în mod obișnuit. Printre acești factori de simulare, sursa de lumină este relativ importantă. Experiența arată că lungimile de undă din lumina soarelui care provoacă deteriorarea materialelor polimerice sunt concentrate în principal în lumina ultravioletă și în lumină vizibilă.
Sursele de lumină artificială utilizate în prezent se străduiesc să facă curba de distribuție a spectrului de energie în acest interval de lungimi de undă aproape de spectrul solar. Simularea și viteza de accelerare sunt baza principală pentru selectarea surselor de lumină artificială. După aproximativ un secol de dezvoltare, sursele de lumină de laborator includ lămpi cu arc închis de carbon, lămpi cu arc de carbon de tip lumina soarelui, lămpi fluorescente cu ultraviolete, lămpi cu arc cu xenon, lămpi cu mercur de înaltă presiune și alte surse de lumină din care să alegeți. Comitetele tehnice aferente materialelor polimerice din cadrul Organizației Internaționale pentru Standardizare (ISO) recomandă în principal utilizarea a trei surse de lumină: lampă cu arc de carbon cu lumină solară, lampă cu ultraviolete fluorescentă și lampă cu arc cu xenon.
1), lampă cu arc cu xenon
În prezent, se crede că distribuția energiei spectrale a lămpilor cu arc cu xenon printre sursele de lumină artificială cunoscute este cel mai asemănătoare cu părțile ultraviolete și vizibile ale luminii solare. Prin alegerea unui filtru adecvat, cea mai mare parte a radiațiilor de unde scurte prezente în lumina soarelui care ajunge la sol poate fi filtrată. Lămpile cu xenon au radiații puternice în regiunea infraroșu de 1000nm ~ 1200nm și generează o cantitate mare de căldură.
Prin urmare, trebuie selectat un dispozitiv de răcire adecvat pentru a elimina această energie. În prezent, pe piață există două metode de răcire pentru echipamentele de testare a îmbătrânirii lămpilor cu xenon: răcit cu apă și răcit cu aer. În general, efectul de răcire al dispozitivelor cu lămpi cu xenon răcite cu apă este mai bun decât cel al celor răcite cu aer. În același timp, structura este mai complexă, iar prețul este mai scump. Deoarece energia părții ultraviolete a lămpii cu xenon crește mai puțin decât a celorlalte două surse de lumină, este cea mai scăzută în ceea ce privește viteza de accelerație.
2), lampă UV fluorescentă
Teoretic, energia undelor scurte de 300nm ~ 400nm este principalul factor care cauzează îmbătrânirea. Dacă această energie este crescută, se poate realiza testarea rapidă. Distribuția spectrală a lămpilor UV fluorescente este concentrată în principal în partea ultravioletă, astfel încât poate atinge rate de accelerație mai mari.
Cu toate acestea, lămpile UV fluorescente nu numai că măresc energia ultravioletă din lumina naturală a soarelui, dar radiază și energie care nu este prezentă în lumina naturală a soarelui atunci când este măsurată pe suprafața pământului, iar această energie poate provoca daune nenaturale. În plus, cu excepția liniei spectrale de mercur foarte înguste, sursa de lumină fluorescentă nu are energie mai mare de 375 nm, astfel încât materialele care sunt sensibile la energia UV cu lungime de undă mai mare s-ar putea să nu se schimbe așa cum se întâmplă atunci când sunt expuse la lumina naturală a soarelui. Aceste defecte inerente pot duce la rezultate nesigure.
Prin urmare, lămpile UV fluorescente sunt prost simulate. Cu toate acestea, datorită ratei sale mari de accelerație, ecranarea rapidă a materialelor specifice poate fi realizată prin selectarea tipului adecvat de lampă.
3), lampă cu arc de carbon de tip lumina soarelui
Lămpile cu arc de carbon de tip lumina soarelui sunt în prezent rar folosite în țara noastră, dar sunt surse de lumină utilizate pe scară largă în Japonia. Majoritatea standardelor JIS folosesc lămpi cu arc de carbon de tip lumina soarelui. Multe companii de automobile din țara mea care sunt asociații cu Japonia încă recomandă utilizarea acestei surse de lumină. Distribuția spectrală a energiei lampii solare cu arc de carbon este, de asemenea, mai apropiată de cea a luminii solare, dar razele ultraviolete de la 370nm la 390nm sunt concentrate și întărite. Simularea nu este la fel de bună ca lampa cu xenon, iar rata de accelerație este între lampa cu xenon și lampa cu ultraviolete.
3. Metoda de determinare a timpului de testare a îmbătrânirii accelerate artificiale
1), consultați standardele și reglementările relevante ale produsului
Standardele relevante de produs au stipulat deja timpul pentru testul de îmbătrânire. Trebuie doar să găsim standardele relevante și să le executăm în conformitate cu timpul specificat în acestea. Multe standarde naționale și standarde industriale au stipulat acest lucru.
2), extrapolează pe baza corelațiilor cunoscute
Cercetările arată că stabilitatea culorii ABS este evaluată prin modificări ale culorii și ale indicelui de îngălbenire. Îmbătrânirea artificială accelerată are o corelație bună cu expunerea atmosferică naturală, iar rata de accelerație este de aproximativ 7. Dacă doriți să cunoașteți schimbarea culorii unui anumit material ABS după un an de utilizare în aer liber și să utilizați aceleași condiții de testare, vă puteți referi la rata de accelerație pentru a determina timpul de îmbătrânire accelerată 365x24/7=1251h.
Multă vreme s-au efectuat multe cercetări pe probleme de corelare în țară și în străinătate și au fost derivate multe relații de conversie. Cu toate acestea, datorită diversității materialelor polimerice, diferențelor între echipamentele și metodele de testare a îmbătrânirii accelerate și diferențele de climă în diferite momente și regiuni, relația de conversie este complicată. Prin urmare, atunci când selectăm relația de conversie, trebuie să acordăm atenție materialelor specifice, echipamentelor învechite, condițiilor de testare, indicatorilor de evaluare a performanței și altor factori care derivă corelația.
3). Controlați cantitatea totală de radiații de îmbătrânire accelerată artificial pentru a fi echivalentă cu cantitatea totală de radiații de expunere naturală.
Pentru unele produse care nu au standarde corespunzătoare și nicio referință pentru corelare, poate fi luată în considerare intensitatea radiației din mediul real de utilizare, iar cantitatea totală de radiații de îmbătrânire accelerată artificial ar trebui controlată pentru a fi echivalentă cu cantitatea totală de radiație naturală de expunere. .
Exemplu: Cum se controlează cantitatea totală de radiație a îmbătrânirii artificiale accelerate
Un anumit produs din plastic este utilizat în zona Beijing și se așteaptă să controleze cantitatea totală de radiații a îmbătrânirii artificiale accelerate să fie echivalentă cu un an de expunere în aer liber.
Pasul 1: Deoarece acest produs este un produs din plastic și este utilizat în aer liber, alegeți Metoda A din GB/T16422.2-1996 „Metode de testare pentru expunerea la sursa de lumină de laborator din plastic Partea 2: Lampă cu arc cu xenon”.
Condițiile de testare sunt: intensitatea iradierii 0.50W/m2 (340nm), temperatura tablei 65 grade , temperatura casetei 40 grade , umiditate relativă 50%, timp de pulverizare cu apă/fără timp de pulverizare cu apă 18min/102min, lumină continuă;
Pasul 2: Radiația totală anuală în Beijing este de aproximativ 5609 MJ/m2. Conform standardului internațional CIENo85-1989 (GB/T16422.1-1996 „Metode de testare a surselor de lumină de laborator din plastic” pentru compararea distribuției spectrale a surselor de lumină artificială și a luminii naturale a soarelui) Parte: Citat în „Arc cu xenon Lampă"); dintre care regiunile ultraviolete și vizibile (300nm~800nm) reprezintă 62,2%, sau 3489MJ/m2.
Pasul 3: conform GB/T16422.2-1996
Când intensitatea de iradiere de 340nm este de 0,50 W/m2, intensitatea de iradiere în zonele infraroșu și vizibil (300nm~800nm) este de 550W/m2; timpul de iradiere poate fi calculat ca 3489X106/550=6.344X106s, care este 1762h. Conform acestei metode de calcul, factorul de accelerație este de aproximativ 5. Deoarece îmbătrânirea naturală nu este o simplă suprapunere a intensității iradierii, se determină doar că lumina soarelui este cauza materialului.
4. Selectarea indicatorilor de evaluare a performanței pentru testul de îmbătrânire accelerată artificială
Selecția indicatorilor de evaluare a performanței este luată în considerare în principal din două aspecte: utilizarea materialului și caracteristicile materialului în sine.
1) Determinați indicele de evaluare în funcție de utilizarea materialului. Pentru același material, datorită utilizărilor sale diferite, pot fi selectați diferiți indici de evaluare. De exemplu, dacă pentru decorare se folosește aceeași vopsea, trebuie luată în considerare schimbarea aspectului acesteia. În GB/T1766-1995 „Evaluarea îmbătrânirii vopselei și a straturilor de lac”, sunt specificate în detaliu metodele de evaluare pentru diferite modificări de aspect, cum ar fi luciul, schimbarea culorii, cretarea și finisarea cu aur.
Pentru unele acoperiri funcționale, cum ar fi acoperirile anticoroziune, un anumit grad de modificări de culoare și aspect sunt acceptabile. În acest moment, atunci când se selectează indicatorii de evaluare, principalele considerații sunt rezistența la crăpare, gradul de pulbere etc. Este și clorură de polivinil (PVC). Dacă este folosit la fabricarea feței de pantofi, trebuie luată în considerare rezistența sa la îngălbenire. Dacă este utilizat în conductele de ploaie, cerințele pentru modificările aspectului nu sunt ridicate, iar proprietățile fizice și mecanice ale materialului se modifică, cum ar fi tragerea Modificarea rezistenței la tracțiune este principalul indice de evaluare.
2) Determinați indicele de evaluare pe baza caracteristicilor materialului în sine. Pentru același material, proprietățile diferite scad într-un ritm inegal în timpul procesului de îmbătrânire. Cu alte cuvinte, anumite proprietăți sunt sensibile la mediul înconjurător și scad rapid, care este principalul factor care provoacă daune materiale. La selectarea indicatorilor de evaluare, aceste proprietăți sensibile trebuie selectate. Cercetările arată că pentru majoritatea materialelor plastice de inginerie, rezistența la impact se modifică foarte mult și scade semnificativ în timpul testelor de îmbătrânire naturală.
Prin urmare, atunci când se efectuează teste de îmbătrânire a materialelor plastice tehnice, ar trebui să se acorde prioritate selectării scăderii rezistenței la impact ca indice de evaluare. Rezistența la impact este, de asemenea, foarte sensibilă la îmbătrânirea polipropilenei și este principalul indicator pentru evaluarea performanței la îmbătrânire. Pentru materialele din polietilenă, scăderea alungirii la rupere este mai evidentă și reprezintă indicele prioritar de evaluare. Pentru clorură de polivinil, atât rezistența la tracțiune, cât și rezistența la impact scad relativ repede, iar una dintre ele ar trebui să fie selectată pentru evaluare pe baza situației reale.
În standardul național GB/T8814-2004 „Profile de clorură de polivinil (PVC-U) neplastifiate pentru uși și ferestre”, rata de reținere a rezistenței la impact după îmbătrânire este selectată ca indicator de calificare mai mare sau egală cu 60%; în standardul industriei ușoare QB/T2480 -2000 țevi și fitinguri de apă pluvială rigide din clorură de polivinil (PVC-U) pentru construcții, rata de reținere a rezistenței la tracțiune după îmbătrânire este selectată ca criteriu de calificare mai mare sau egală cu 80%.