TheUV testovací komora stárnutíje experimentální zařízení používané k simulaci slunečního záření, ultrafialového záření a vlhkých tepelných podmínek k urychlení procesu stárnutí materiálů. Je široce používán ve vědě o materiálech, nátěrech, plastech, gumě, textilu, automobilových součástkách a dalších průmyslových odvětvích k hodnocení odolnosti materiálů vůči povětrnostním vlivům a odolnosti proti stárnutí materiálů ve venkovním prostředí. Nyní se stal jedním ze základních zařízení v průmyslové výrobě. Jsme profesionální výrobce UV stárnoucích komor s více než 20 lety zkušeností. Vítejte na dotaz!
1. Výběr podmínek testu umělého urychleného stárnutí
Tuto otázku lze ve skutečnosti chápat jako to, jaké faktory stárnutí by měly být simulovány. Během používání polymerních materiálů může mít na stárnutí polymerních materiálů vliv mnoho faktorů v klimatickém prostředí. Pokud jsou hlavní faktory způsobující stárnutí známy předem, lze zkušební metodu zvolit cíleně.
Zkušební metodu můžeme určit zvážením přepravy, skladování, prostředí používání a mechanismu stárnutí materiálu. Například tuhé polyvinylchloridové profily se vyrábějí z polyvinylchloridu jako suroviny a přidávají se k nim přísady, jako jsou stabilizátory a pigmenty. Používají se především v exteriéru. Vzhledem k mechanismu stárnutí PVC se PVC při zahřívání snadno rozkládá; s ohledem na prostředí použití jsou příčinou stárnutí profilu kyslík, ultrafialové světlo, teplo a vlhkost ve vzduchu.
Proto národní norma GB/T8814-2004 „Profily z neměkčeného polyvinylchloridu (PVC-U) pro dveře a okna“ nejen stanoví zkušební metodu stárnutí fotokyslíkem, ale také přejímá GB/T16422.2 „Plastový laboratorní světelný zdroj Expoziční test" Část 2 metody: Stárnutí xenonové obloukové lampy po dobu 4000 h nebo 6000 h, simulující faktory, jako je venkovní ultrafialové světlo a viditelné světlo, teplota, vlhkost, déšť atd., a také stanoví položky tepelného stárnutí kyslíkem: stav po zahřátí , umístěno při 150 stupních po dobu 30 minut, vizuální pozorování Zkontrolujte, zda se v profilu nevyskytují bubliny, praskliny, důlky nebo separace, abyste mohli zkontrolovat tepelnou odolnost profilu. Dalším příkladem je produkt, který má moje země konkurenceschopnost na mezinárodním trhu: zahraniční obchod, export obuvi. Během používání jsou ultrafialové paprsky ve slunečním světle hlavní příčinou změny barvy a vyblednutí obuvi. Proto je nutné použít UV světelný box k otestování jejich odolnosti proti žloutnutí.
Běžně používaná zkušební komora odolnosti vůči žloutnutí obuvi používá 30W UV lampu. Vzorek je vzdálen 20 cm od zdroje světla. Změna barvy je pozorována po 3 hodinách expozice. Současně během přepravy horké, vlhké a drsné prostředí v kontejneru způsobí změnu barvy, skvrny a dokonce i poškození svršku obuvi, podešve a lepidla. Proto je před odesláním nutné zvážit provedení testu stárnutí odolnosti vůči teplu a vlhkosti, aby se simulovalo prostředí s vysokou teplotou a vysokou vlhkostí v kontejneru. Za podmínek 70 stupňů a 95% relativní vlhkosti pozorujte změny vzhledu a barvy po 48 hodinách testování.
2. Výběr zdroje světla pro test umělého zrychleného stárnutí
Laboratorní test expozice světelného zdroje: Může simultánně simulovat světlo, kyslík, teplo, déšť a další faktory v atmosférickém viditelném prostředí v testovací komoře. Jde o běžně používanou zkušební metodu umělého zrychleného stárnutí. Mezi těmito simulačními faktory je poměrně důležitý zdroj světla. Zkušenosti ukazují, že vlnové délky slunečního záření, které způsobují poškození polymerních materiálů, se soustřeďují hlavně v ultrafialovém světle a v určitém množství viditelného světla.
V současnosti používané umělé světelné zdroje se snaží přiblížit křivku rozložení energetického spektra v tomto rozsahu vlnových délek slunečnímu spektru. Simulace a míra zrychlení jsou hlavním základem pro výběr zdrojů umělého světla. Po zhruba století vývoje zahrnují laboratorní světelné zdroje uzavřené uhlíkové obloukové výbojky, uhlíkové obloukové výbojky slunečního typu, fluorescenční ultrafialové výbojky, xenonové obloukové výbojky, vysokotlaké rtuťové výbojky a další světelné zdroje, ze kterých si můžete vybrat. Technické komise vztahující se k polymerním materiálům v Mezinárodní organizaci pro normalizaci (ISO) doporučují především použití tří světelných zdrojů: sluneční uhlíková oblouková lampa, fluorescenční ultrafialová lampa a xenonová oblouková lampa.
1. Výběr podmínek testu umělého urychleného stárnutí
Tuto otázku lze ve skutečnosti chápat jako to, jaké faktory stárnutí by měly být simulovány. Během používání polymerních materiálů může mít na stárnutí polymerních materiálů vliv mnoho faktorů v klimatickém prostředí. Pokud jsou hlavní faktory způsobující stárnutí známy předem, lze zkušební metodu zvolit cíleně.
Zkušební metodu můžeme určit zvážením přepravy, skladování, prostředí používání a mechanismu stárnutí materiálu. Například tuhé polyvinylchloridové profily se vyrábějí z polyvinylchloridu jako suroviny a přidávají se k nim přísady, jako jsou stabilizátory a pigmenty. Používají se především v exteriéru. Vzhledem k mechanismu stárnutí PVC se PVC při zahřívání snadno rozkládá; s ohledem na prostředí použití jsou příčinou stárnutí profilu kyslík, ultrafialové světlo, teplo a vlhkost ve vzduchu.
Proto národní norma GB/T8814-2004 „Profily z neměkčeného polyvinylchloridu (PVC-U) pro dveře a okna“ nejen stanoví zkušební metodu stárnutí fotokyslíkem, ale také přejímá GB/T16422.2 „Plastový laboratorní světelný zdroj Expoziční test" Část 2 metody: Stárnutí xenonové obloukové lampy po dobu 4000 h nebo 6000 h, simulující faktory, jako je venkovní ultrafialové světlo a viditelné světlo, teplota, vlhkost, déšť atd., a také stanoví položky tepelného stárnutí kyslíkem: stav po zahřátí , umístěno při 150 stupních po dobu 30 minut, vizuální pozorování Zkontrolujte, zda se v profilu nevyskytují bubliny, praskliny, důlky nebo separace, abyste mohli zkontrolovat tepelnou odolnost profilu. Dalším příkladem je produkt, který má moje země konkurenceschopnost na mezinárodním trhu: zahraniční obchod, export obuvi. Během používání jsou ultrafialové paprsky ve slunečním světle hlavní příčinou změny barvy a vyblednutí obuvi. Proto je nutné použít UV světelný box k otestování jejich odolnosti proti žloutnutí.
Běžně používaná zkušební komora odolnosti vůči žloutnutí obuvi používá 30W UV lampu. Vzorek je vzdálen 20 cm od zdroje světla. Změna barvy je pozorována po 3 hodinách expozice. Současně během přepravy horké, vlhké a drsné prostředí v kontejneru způsobí změnu barvy, skvrny a dokonce i poškození svršku obuvi, podešve a lepidla. Proto je před odesláním nutné zvážit provedení testu stárnutí odolnosti vůči teplu a vlhkosti, aby se simulovalo prostředí s vysokou teplotou a vysokou vlhkostí v kontejneru. Za podmínek 70 stupňů a 95% relativní vlhkosti pozorujte změny vzhledu a barvy po 48 hodinách testování.
2. Výběr zdroje světla pro test umělého zrychleného stárnutí
Laboratorní test expozice světelného zdroje: Může simultánně simulovat světlo, kyslík, teplo, déšť a další faktory v atmosférickém viditelném prostředí v testovací komoře. Jde o běžně používanou zkušební metodu umělého zrychleného stárnutí. Mezi těmito simulačními faktory je poměrně důležitý zdroj světla. Zkušenosti ukazují, že vlnové délky slunečního záření, které způsobují poškození polymerních materiálů, se soustřeďují hlavně v ultrafialovém světle a v určitém množství viditelného světla.
V současnosti používané umělé světelné zdroje se snaží přiblížit křivku rozložení energetického spektra v tomto rozsahu vlnových délek slunečnímu spektru. Simulace a míra zrychlení jsou hlavním základem pro výběr zdrojů umělého světla. Po zhruba století vývoje zahrnují laboratorní světelné zdroje uzavřené uhlíkové obloukové výbojky, uhlíkové obloukové výbojky slunečního typu, fluorescenční ultrafialové výbojky, xenonové obloukové výbojky, vysokotlaké rtuťové výbojky a další světelné zdroje, ze kterých si můžete vybrat. Technické komise vztahující se k polymerním materiálům v Mezinárodní organizaci pro normalizaci (ISO) doporučují především použití tří světelných zdrojů: sluneční uhlíková oblouková lampa, fluorescenční ultrafialová lampa a xenonová oblouková lampa.
1), xenonová oblouková lampa
V současné době se má za to, že spektrální distribuce energie xenonových obloukových výbojek mezi známými umělými zdroji světla je nejvíce podobná ultrafialové a viditelné části slunečního světla. Výběrem vhodného filtru lze odfiltrovat většinu krátkovlnného záření přítomného ve slunečním záření dopadajícím na zem. Xenonové výbojky mají silné záření v infračervené oblasti 1000nm~1200nm a generují velké množství tepla.
Proto je třeba zvolit vhodné chladicí zařízení, které tuto energii odebere. V současné době jsou na trhu dva způsoby chlazení zařízení pro testování stárnutí xenonových výbojek: vodou chlazené a vzduchem chlazené. Obecně lze říci, že chladicí účinek vodou chlazených xenonových výbojek je lepší než u vzduchem chlazených. Zároveň je struktura složitější a cena je dražší. Vzhledem k tomu, že energie ultrafialové části xenonové výbojky se zvyšuje méně než u ostatních dvou světelných zdrojů, je z hlediska rychlosti zrychlení nejnižší.
2), fluorescenční UV lampa
Teoreticky je hlavním faktorem způsobujícím stárnutí krátkovlnná energie 300nm~400nm. Pokud se tato energie zvýší, lze dosáhnout rychlého testování. Spektrální rozložení fluorescenčních UV lamp je soustředěno hlavně v ultrafialové části, takže může dosáhnout vyšších rychlostí zrychlení.
Fluorescenční UV lampy však nejen zvyšují ultrafialovou energii přirozeného slunečního světla, ale také vyzařují energii, která se v přirozeném slunečním světle při měření na zemském povrchu nevyskytuje, a tato energie může způsobit nepřirozené škody. Kromě toho, kromě velmi úzké rtuťové spektrální čáry, zdroj fluorescenčního světla nemá energii vyšší než 375nm, takže materiály, které jsou citlivé na UV energii s delší vlnovou délkou, se nemusí měnit, jako když jsou vystaveny přirozenému slunečnímu záření. Tyto přirozené nedostatky mohou vést k nespolehlivému výsledku.
Proto se fluorescenční UV lampy špatně simulují. Díky vysoké rychlosti zrychlení však lze výběrem vhodného typu lampy dosáhnout rychlého stínění specifických materiálů.
3), Uhlíková oblouková lampa typu slunečního světla
Uhlíkové obloukové výbojky typu Sunlight se u nás v současnosti používají jen zřídka, ale v Japonsku jsou hojně využívanými zdroji světla. Většina norem JIS používá uhlíkové obloukové výbojky slunečního typu. Mnoho automobilových společností v mé zemi, které jsou společnými podniky s Japonskem, stále doporučuje použití tohoto světelného zdroje. Spektrální rozložení energie solární uhlíkové obloukové lampy je také blíže slunečnímu záření, ale ultrafialové paprsky od 370nm do 390nm jsou koncentrovány a zesíleny. Simulace není tak dobrá jako u xenonové výbojky a rychlost zrychlení je mezi xenonovou výbojkou a ultrafialovou výbojkou.
3. Metoda stanovení zkušební doby umělého zrychleného stárnutí
1), viz příslušné výrobkové normy a předpisy
Příslušné výrobkové normy již stanovily dobu zkoušky stárnutí. Potřebujeme pouze najít příslušné normy a provést je v čase, který je v nich uveden. Mnoho národních norem a průmyslových norem to stanoví.
2), extrapolujte na základě známých korelací
Výzkum ukazuje, že barevná stálost ABS je hodnocena prostřednictvím změn barvy a indexu žloutnutí. Umělé zrychlené stárnutí má dobrou korelaci s přirozenou atmosférickou expozicí a míra zrychlení je asi 7. Pokud chcete znát změnu barvy určitého ABS materiálu po jednom roce venkovního použití a použít stejné testovací podmínky, můžete se obrátit na na rychlost zrychlení pro určení doby zrychleného stárnutí 365x24/7=1251h.
O korelačních otázkách bylo dlouhodobě prováděno mnoho výzkumů doma i v zahraničí a bylo odvozeno mnoho konverzních vztahů. Vzhledem k rozmanitosti polymerních materiálů, rozdílům v testovacích zařízeních a metodách zrychleného stárnutí a rozdílům v klimatu v různých časech a oblastech je však vztah konverze komplikovaný. Při výběru převodního vztahu proto musíme věnovat pozornost konkrétním materiálům, zařízení pro stárnutí, testovacím podmínkám, ukazatelům hodnocení výkonu a dalším faktorům, které korelaci odvozují.
3). Kontrolujte celkové množství uměle urychleného záření stárnutí tak, aby bylo ekvivalentní celkovému množství přirozeného ozáření.
U některých produktů, které nemají odpovídající normy a žádný odkaz pro korelaci, lze uvažovat intenzitu záření skutečného prostředí použití a celkové množství uměle urychleného záření stárnutí by mělo být kontrolováno tak, aby bylo ekvivalentní celkovému množství přirozeného ozáření. .
Příklad: Jak řídit celkové množství záření umělého zrychleného stárnutí
V oblasti Pekingu se používá určitý plastový výrobek a očekává se, že bude kontrolovat celkové množství záření umělého zrychleného stárnutí tak, aby bylo ekvivalentní jednomu roku expozice venku.
Krok 1: Vzhledem k tomu, že tento výrobek je plastový výrobek a používá se venku, zvolte metodu A v GB/T16422.2-1996 "Metody testu vystavení plastového laboratorního zdroje světla, část 2: Xenonová oblouková lampa".
Podmínky testu jsou: intenzita záření 0,50 W/m2 (340 nm), teplota tabule 65 stupňů, teplota boxu 40 stupňů, relativní vlhkost 50 %, doba rozstřiku vody/doba rozstřiku bez vody 18 minut/102 minut, nepřetržité světlo;
Krok 2: Celková roční radiace v Pekingu je asi 5609 MJ/m2. Podle mezinárodního standardu CIENo85-1989 (GB/T16422.1-1996 „Plastic Laboratory Light Source Exposure Test Methods“ pro porovnání spektrálního rozložení zdrojů umělého světla a přirozeného slunečního světla) Část: Citováno v „Xenon Arc Svítilna"); z toho ultrafialové a viditelné oblasti (300nm~800nm) tvoří 62,2 %, neboli 3489 MJ/m2.
Krok 3: Podle GB/T16422.2-1996
Když je intenzita záření 340nm 0,50W/m2, intenzita záření v infračervené a viditelné oblasti (300nm~800nm) je 550W/m2; dobu ozařování lze vypočítat jako 3489X106/550=6.344X106s, což je 1762h. Podle této metody výpočtu je faktor zrychlení asi 5. Protože přirozené stárnutí není jednoduchou superpozicí intenzity ozáření, je pouze určeno, že materiál způsobuje sluneční záření.
4. Výběr ukazatelů hodnocení výkonnosti pro test umělého zrychleného stárnutí
Výběr ukazatelů hodnocení výkonu se posuzuje především ze dvou hledisek: použití materiálu a vlastností samotného materiálu.
1) Určete index hodnocení podle použití materiálu. Pro stejný materiál mohou být v důsledku jeho různého použití vybrány různé indexy hodnocení. Pokud je například pro dekoraci použita stejná barva, je třeba vzít v úvahu změnu jejího vzhledu. V GB/T1766-1995 „Hodnocení stárnutí nátěrů a laků“ jsou podrobně specifikovány metody hodnocení různých změn vzhledu, jako je lesk, změna barvy, křídování a zlacení.
U některých funkčních nátěrů, jako jsou antikorozní nátěry, je určitá míra barevných a vzhledových změn přijatelná. V této době se při výběru hodnotících ukazatelů zohledňuje především jeho odolnost proti praskání, stupeň práškování atd. Dále se jedná o polyvinylchlorid (PVC). Pokud se používá k výrobě svršků obuvi, je třeba vzít v úvahu jeho odolnost proti žloutnutí. Pokud se používá v dešťových svodech, nejsou požadavky na změny vzhledu vysoké a mění se fyzikální a mechanické vlastnosti materiálu, jako je tah. Hlavním hodnotícím indexem je změna pevnosti v tahu.
2) Určete index hodnocení na základě vlastností samotného materiálu. U stejného materiálu klesají různé vlastnosti během procesu stárnutí nestejnou rychlostí. Jinými slovy, určité vlastnosti jsou citlivé na životní prostředí a rychle klesají, což je hlavní faktor způsobující materiální škody. Při výběru hodnotících indikátorů by měly být vybrány tyto citlivé vlastnosti. Výzkum ukazuje, že u většiny technických plastů se rázová houževnatost během zkoušek přirozeného stárnutí výrazně mění a výrazně klesá.
Při provádění zkoušek stárnutí technických plastů by proto měla být dána přednost výběru snížení rázové houževnatosti jako indexu hodnocení. Rázová houževnatost je také velmi citlivá na stárnutí polypropylenu a je hlavním ukazatelem pro hodnocení účinnosti stárnutí. U polyethylenových materiálů je snížení prodloužení při přetržení zřetelnější a je prioritním hodnotícím indexem. U polyvinylchloridu poměrně rychle klesá pevnost v tahu i rázová houževnatost a jedna z nich by měla být vybrána pro hodnocení na základě skutečné situace.
V národní normě GB/T8814-2004 „Profily z neměkčeného polyvinylchloridu (PVC-U) pro dveře a okna“ je jako kvalifikační indikátor zvolena míra zachování rázové houževnatosti po stárnutí Vyšší nebo rovna 60 %; ve standardu lehkého průmyslu QB/T2480 -2000 Tuhé polyvinylchloridové (PVC-U) trubky a tvarovky na dešťovou vodu pro stavebnictví se jako kvalifikační kritérium volí míra zachování pevnosti v tahu po stárnutí Vyšší nebo rovna 80 %.