La prova d'envelliment és un dels mitjans importants per millorar la fiabilitat del producte, i actualment no es pot substituir per altres mètodes. Mitjançant la prova d'envelliment, es poden exposar els problemes i defectes del producte en diverses condicions ambientals, i aquests problemes es poden reparar i millorar, millorant així la fiabilitat i la vida útil del producte. Els equips de fiabilitat utilitzats habitualment inclouen:Cambra de prova d'envelliment UV, Cambra de prova d'envelliment de làmpades de xenó, etc.
Ⅰ. Selecció de condicions de prova d'envelliment accelerat artificial
Aquesta pregunta es pot entendre realment com quins factors d'envelliment s'han de simular. Durant l'ús de materials polimèrics, molts factors de l'entorn climàtic poden tenir un efecte en l'envelliment dels materials polimèrics. Si es coneixen per endavant els principals factors que causen l'envelliment, el mètode de prova es pot seleccionar de manera específica.
Podem determinar el mètode de prova tenint en compte el transport, l'emmagatzematge, l'entorn d'ús i el mecanisme d'envelliment del material. Per exemple, els perfils rígids de clorur de polivinil estan fets de clorur de polivinil com a matèria primera i s'afegeixen additius com estabilitzadors i pigments. S'utilitzen principalment a l'exterior. Tenint en compte el mecanisme d'envelliment del PVC, el PVC és fàcil de descompondre quan s'escalfa; tenint en compte l'entorn d'ús, l'oxigen, la llum ultraviolada, la calor i la humitat de l'aire són causes de l'envelliment del perfil.
Ⅱ . Selecció de la font de llum per a la prova d'envelliment accelerat artificial
Prova d'exposició de fonts de llum de laboratori: pot simular simultàniament la llum, l'oxigen, la calor, la pluja i altres factors en l'entorn visible atmosfèric en una cambra de prova. És un mètode de prova d'envelliment accelerat artificial que s'utilitza habitualment. Entre aquests factors de simulació, la font de llum és relativament important. L'experiència demostra que les longituds d'ona de la llum solar que causen danys als materials polímers es concentren principalment en la llum ultraviolada i una mica de llum visible.
Les fonts de llum artificial que s'utilitzen actualment s'esforcen per fer que la corba de distribució de l'espectre d'energia en aquest rang de longituds d'ona estigui propera a l'espectre solar. La simulació i la velocitat d'acceleració són la base principal per seleccionar fonts de llum artificial. Després d'un segle de desenvolupament, les fonts de llum de laboratori inclouen làmpades d'arc de carboni tancats, làmpades d'arc de carboni de tipus llum solar, làmpades ultravioletes fluorescents, làmpades d'arc de xenó, làmpades de mercuri d'alta pressió i altres fonts de llum per triar. Els comitès tècnics relacionats amb els materials polímers de l'Organització Internacional per a l'Estandardització (ISO) recomanen principalment l'ús de tres fonts de llum: làmpades d'arc de carboni solar, làmpades ultravioletes fluorescents i làmpades d'arc de xenó.
01. Làmpada d'arc de xenó
Actualment es creu que la distribució d'energia espectral de les làmpades d'arc de xenó entre les fonts de llum artificial conegudes és més semblant a les parts ultraviolada i visible de la llum solar. Si escolliu un filtre adequat, es pot filtrar la major part de la radiació d'ona curta present a la llum solar que arriba al terra. Les làmpades de xenó tenen una forta radiació a la regió infraroja de 1000 nm ~ 1200 nm i generen una gran quantitat de calor.
Per tant, cal seleccionar un dispositiu de refrigeració adequat per treure aquesta energia. Actualment, hi ha dos mètodes de refrigeració per a equips de prova d'envelliment de làmpades de xenó al mercat: refrigerat per aigua i refrigerat per aire. En termes generals, l'efecte de refrigeració dels dispositius de làmpades de xenó refrigerats per aigua és millor que el dels refrigerats per aire. Al mateix temps, l'estructura és més complexa i el preu és més car. Com que l'energia de la part ultraviolada de la làmpada de xenó augmenta menys que les altres dues fonts de llum, és la més baixa en termes d'acceleració.
02. Làmpada UV fluorescent
Teòricament, l'energia d'ona curta de 300 nm ~ 400 nm és el principal factor que causa l'envelliment. Si augmenta aquesta energia, es poden aconseguir proves ràpides. La distribució espectral de les làmpades UV fluorescents es concentra principalment a la part ultraviolada, de manera que es pot aconseguir velocitats d'acceleració més altes.
Tanmateix, les làmpades UV fluorescents no només augmenten l'energia ultraviolada de la llum solar natural, sinó que també irradien energia que no està present a la llum solar natural quan es mesura a la superfície terrestre, i aquesta energia pot causar danys no naturals. A més, tret de la línia espectral de mercuri molt estreta, la font de llum fluorescent no té una energia superior a 375 nm, de manera que els materials sensibles a l'energia UV de longitud d'ona més llarga poden no canviar com ho fan quan s'exposen a la llum solar natural. Aquests defectes inherents poden conduir a resultats poc fiables.
Per tant, les làmpades UV fluorescents estan mal simulades. Tanmateix, a causa de la seva alta velocitat d'acceleració, es pot aconseguir un cribratge ràpid de materials específics seleccionant el tipus de llum adequat.
03. Làmpada d'arc de carboni de llum solar
Actualment, les làmpades d'arc de carboni de tipus llum solar s'utilitzen poc al nostre país, però són fonts de llum molt utilitzades al Japó. La majoria dels estàndards JIS utilitzen làmpades d'arc de carboni tipus llum solar. Moltes empreses d'automòbils del meu país que són empreses conjuntes amb Japó encara recomanen l'ús d'aquesta font de llum. La distribució d'energia espectral de la làmpada d'arc de carboni solar també està més propera a la de la llum solar, però els raigs ultraviolats de 370 nm a 390 nm es concentren i s'enforteixen. La simulació no és tan bona com la làmpada de xenó i la velocitat d'acceleració es troba entre la làmpada de xenó i la làmpada ultraviolada.
Ⅲ . Determinació del temps de prova d'envelliment accelerat artificial
1. Consulteu les normes i regulacions de producte rellevants
Els estàndards de producte pertinents ja han estipulat el temps per a la prova d'envelliment. Només necessitem trobar els estàndards pertinents i executar-los segons el temps que s'hi especifica. Molts estàndards nacionals i estàndards de la indústria ho han estipulat.
2. Càlcul a partir de correlacions conegudes
La investigació mostra que l'estabilitat del color de l'ABS s'avalua mitjançant canvis en el color i l'índex de groc. L'envelliment accelerat artificial té una bona correlació amb l'exposició atmosfèrica natural i la taxa d'acceleració és d'uns 7. Si voleu conèixer el canvi de color d'un determinat material ABS després d'un any d'ús a l'aire lliure i utilitzar les mateixes condicions de prova, podeu consultar la velocitat d'acceleració per determinar el temps d'envelliment accelerat 365x24/7=1251h.
Durant molt de temps, s'han dut a terme moltes investigacions sobre qüestions de correlació a casa i a l'estranger, i s'han derivat moltes relacions de conversió. Tanmateix, a causa de la diversitat de materials polimèrics, les diferències en els equips i mètodes de prova d'envelliment accelerat i les diferències de clima en diferents moments i regions, la relació de conversió és complicada. Per tant, en seleccionar la relació de conversió, hem de prestar atenció als materials específics, l'equip d'envelliment, les condicions de prova, els indicadors d'avaluació del rendiment i altres factors que deriven de la correlació.
3. Controlar que la quantitat total de radiació d'envelliment accelerat artificialment sigui equivalent a la quantitat total de radiació d'exposició natural
Per a alguns productes que no tenen estàndards corresponents i cap referència per a la correlació, es pot considerar la intensitat de la radiació de l'entorn d'ús real, i la quantitat total de radiació d'envelliment accelerat artificialment s'ha de controlar perquè sigui equivalent a la quantitat total de radiació d'exposició natural. .
Exemple: Com controlar la quantitat total de radiació de l'envelliment accelerat artificial
A la zona de Pequín s'utilitza un determinat producte plàstic i s'espera que controli la quantitat total de radiació de l'envelliment accelerat artificialment equivalent a un any d'exposició a l'exterior.
Pas 1: com que aquest producte és un producte de plàstic i s'utilitza a l'exterior, trieu el Mètode A a GB/T16422.2-1996 "Mètodes de prova d'exposició a fonts de llum de laboratori de plàstic, part 2: làmpada d'arc de xenó".
Les condicions de la prova són: intensitat d'irradiació 0.50W/m2 (340nm), temperatura de la pissarra 65 graus, temperatura de la caixa 40 graus, humitat relativa 50%, temps de ruixat d'aigua/sense temps de ruixat d'aigua 18min/102min, llum contínua;
Pas 2: la radiació total anual a Pequín és d'uns 5609 MJ/m2. Segons l'estàndard internacional CIENo85-1989 (GB/T16422.1-1996 "Plastic Laboratory Light Source Exposure Test Methods" per comparar la distribució espectral de fonts de llum artificial i llum solar natural) Part: citada a "Xenon Arc Llum"); dels quals les regions ultraviolada i visible (300nm ~ 800nm) representen el 62,2%, o 3489MJ/m2.
Pas 3: segons GB/T16422.2-1996
Quan la intensitat d'irradiació de 340nm és de 0,50 W/m2, la intensitat d'irradiació a les zones infraroja i visible (300 nm ~ 800 nm) és de 550 W/m2; el temps d'irradiació es pot calcular com a 3489X106/550=6.344X106s, que és 1762h. Segons aquest mètode de càlcul, el factor d'acceleració és d'uns 5. Com que l'envelliment natural no és una simple superposició de la intensitat de la irradiació, només es determina que la llum solar és la causa del material.