Hoe de testomstandigheden en testtijd voor de verouderingstest bepalen?

Verouderingstests zijn een van de belangrijkste manieren om de productbetrouwbaarheid te verbeteren en kunnen momenteel niet door andere methoden worden vervangen. Door de verouderingstest kunnen de problemen en defecten van het product onder verschillende omgevingsomstandigheden aan het licht worden gebracht, en deze problemen kunnen worden gerepareerd en verbeterd, waardoor de betrouwbaarheid en levensduur van het product worden verbeterd. Veelgebruikte betrouwbaarheidsapparatuur is onder meer:UV-verouderingstestkamer, xenonlamp verouderingstestkamer, enz.

Ⅰ. Selectie van testomstandigheden voor kunstmatige versnelde veroudering
Deze vraag kan eigenlijk worden opgevat als welke verouderingsfactoren moeten worden gesimuleerd. Tijdens het gebruik van polymere materialen kunnen veel factoren in de klimaatomgeving een effect hebben op de veroudering van polymere materialen. Als de belangrijkste factoren die veroudering veroorzaken vooraf bekend zijn, kan de testmethode gericht worden geselecteerd.
We kunnen de testmethode bepalen door rekening te houden met het transport, de opslag, de gebruiksomgeving en het verouderingsmechanisme van het materiaal. Zo worden stijve polyvinylchlorideprofielen gemaakt van polyvinylchloride als grondstof en aangevuld met additieven zoals stabilisatoren en pigmenten. Ze worden voornamelijk buitenshuis gebruikt. Gezien het verouderingsmechanisme van PVC is PVC bij verhitting gemakkelijk afbreekbaar; gezien de gebruiksomgeving zijn zuurstof, ultraviolet licht, hitte en vocht in de lucht allemaal oorzaken van profielveroudering.

Ⅱ. Selectie van lichtbron voor kunstmatige versnelde verouderingstest
Laboratoriumblootstellingstest voor lichtbronnen: het kan tegelijkertijd licht, zuurstof, hitte, regenval en andere factoren in de atmosferische zichtbare omgeving in een testkamer simuleren. Het is een veelgebruikte testmethode voor kunstmatige versnelde veroudering. Van deze simulatiefactoren is de lichtbron relatief belangrijk. De ervaring leert dat de golflengten in zonlicht die schade aan polymeermaterialen veroorzaken voornamelijk geconcentreerd zijn in ultraviolet licht en een deel van het zichtbare licht.

De huidige kunstmatige lichtbronnen streven ernaar om de energiespectrumverdelingscurve in dit golflengtegebied dicht bij het zonnespectrum te brengen. Simulatie en versnellingssnelheid vormen de belangrijkste basis voor het selecteren van kunstmatige lichtbronnen. Na ongeveer een eeuw van ontwikkeling omvatten laboratoriumlichtbronnen onder meer gesloten koolbooglampen, koolstofbooglampen van het zonlichttype, fluorescerende ultraviolette lampen, xenonbooglampen, hogedrukkwiklampen en andere lichtbronnen om uit te kiezen. Technische commissies met betrekking tot polymeermaterialen in de Internationale Organisatie voor Standaardisatie (ISO) bevelen voornamelijk het gebruik van drie lichtbronnen aan: koolstofbooglampen op zonne-energie, fluorescerende ultraviolette lampen en xenonbooglampen.

01. Xenonbooglamp
Momenteel wordt aangenomen dat de spectrale energieverdeling van xenonbooglampen onder bekende kunstmatige lichtbronnen het meest lijkt op de ultraviolette en zichtbare delen van zonlicht. Door een geschikt filter te kiezen, kan het grootste deel van de kortegolfstraling die aanwezig is in het zonlicht dat de grond bereikt, worden weggefilterd. Xenonlampen hebben een sterke straling in het infraroodgebied van 1000 nm ~ 1200 nm en genereren een grote hoeveelheid warmte.

Daarom moet een geschikt koelapparaat worden geselecteerd om deze energie af te voeren. Momenteel zijn er twee koelmethoden voor testapparatuur voor veroudering van xenonlampen op de markt: watergekoeld en luchtgekoeld. Over het algemeen is het koeleffect van watergekoelde xenonlampapparaten beter dan dat van luchtgekoelde apparaten. Tegelijkertijd is de structuur complexer en is de prijs duurder. Omdat de energie van het ultraviolette deel van de xenonlamp minder toeneemt dan die van de andere twee lichtbronnen, is deze qua versnellingssnelheid het laagst.

02. Fluorescerende UV-lamp
Theoretisch is kortegolfenergie van 300 nm ~ 400 nm de belangrijkste factor die veroudering veroorzaakt. Als deze energie wordt verhoogd, kunnen snelle tests worden uitgevoerd. De spectrale verdeling van fluorescerende UV-lampen is voornamelijk geconcentreerd in het ultraviolette deel, waardoor hogere versnellingssnelheden kunnen worden bereikt.

Fluorescerende UV-lampen verhogen echter niet alleen de ultraviolette energie in natuurlijk zonlicht, maar stralen ook energie uit die, gemeten op het aardoppervlak, niet aanwezig is in natuurlijk zonlicht, en deze energie kan onnatuurlijke schade veroorzaken. Bovendien heeft de fluorescerende lichtbron, afgezien van de zeer smalle kwikspectraallijn, geen energie hoger dan 375 nm, dus materialen die gevoelig zijn voor UV-energie met een langere golflengte veranderen mogelijk niet zoals ze doen bij blootstelling aan natuurlijk zonlicht. Deze inherente gebreken kunnen tot onbetrouwbare resultaten leiden.

Daarom worden fluorescerende UV-lampen slecht gesimuleerd. Door de hoge versnelling kan echter een snelle screening van specifieke materialen worden bereikt door het juiste type lamp te selecteren.

03. Koolstofbooglamp met zonlicht
Koolstofbooglampen van het zonlichttype worden in ons land momenteel zelden gebruikt, maar in Japan zijn het veelgebruikte lichtbronnen. De meeste JIS-normen maken gebruik van koolstofbooglampen van het zonlichttype. Veel autobedrijven in mijn land die een joint venture met Japan hebben, raden nog steeds het gebruik van deze lichtbron aan. De spectrale energieverdeling van de koolstofbooglamp op zonne-energie ligt ook dichter bij die van zonlicht, maar de ultraviolette stralen van 370 nm tot 390 nm zijn geconcentreerd en versterkt. De simulatie is niet zo goed als die van de xenonlamp en de versnelling ligt tussen de xenonlamp en de ultraviolette lamp.

Ⅲ. Bepaling van de testtijd voor kunstmatige versnelde veroudering
1. Raadpleeg de relevante productnormen en -voorschriften
Relevante productnormen hebben de tijd voor de verouderingstest al vastgelegd. Wij hoeven alleen de relevante normen te vinden en deze uit te voeren volgens de daarin aangegeven tijd. Veel nationale normen en industriële normen hebben dit vastgelegd.

2. Berekening op basis van bekende correlaties
Onderzoek toont aan dat de kleurstabiliteit van ABS wordt beoordeeld aan de hand van veranderingen in kleur en vergelingsindex. Kunstmatige versnelde veroudering heeft een goede correlatie met natuurlijke atmosferische blootstelling, en de versnellingsgraad is ongeveer 7. Als u de kleurverandering van een bepaald ABS-materiaal wilt weten na een jaar buitengebruik en dezelfde testomstandigheden wilt gebruiken, kunt u verwijzen naar de versnellingssnelheid om de versnelde verouderingstijd 365x24/7=1251u te bepalen.

Er wordt al lange tijd veel onderzoek gedaan naar correlatievraagstukken in binnen- en buitenland en er zijn veel conversierelaties uit afgeleid. Vanwege de diversiteit aan polymeermaterialen, verschillen in testapparatuur en -methoden voor versnelde veroudering, en verschillen in klimaat op verschillende tijdstippen en regio's, is de conversierelatie echter gecompliceerd. Daarom moeten we bij het selecteren van de conversierelatie aandacht besteden aan de specifieke materialen, verouderingsapparatuur, testomstandigheden, prestatie-evaluatie-indicatoren en andere factoren die de correlatie bepalen.

3. Zorg ervoor dat de totale hoeveelheid kunstmatig versnelde verouderingsstraling gelijk is aan de totale hoeveelheid natuurlijke blootstellingsstraling
Voor sommige producten die geen overeenkomstige normen hebben en geen referentie voor correlatie, kan de stralingsintensiteit van de daadwerkelijke gebruiksomgeving in aanmerking worden genomen en moet de totale hoeveelheid kunstmatig versnelde verouderingsstraling worden gecontroleerd om gelijkwaardig te zijn aan de totale hoeveelheid natuurlijke blootstellingsstraling. .

Voorbeeld: Hoe de totale stralingshoeveelheid van kunstmatige versnelde veroudering te beheersen
In de omgeving van Peking wordt een bepaald plastic product gebruikt, waarvan wordt verwacht dat het de totale stralingshoeveelheid van kunstmatig versnelde veroudering zal beperken tot het equivalent van één jaar blootstelling aan de buitenlucht.
Stap 1: Omdat dit product een plastic product is en buitenshuis wordt gebruikt, kiest u Methode A in GB/T16422.2-1996 "Testmethoden voor blootstelling aan kunststoflaboratoriumlichtbronnen Deel 2: Xenonbooglamp".
De testomstandigheden zijn: bestralingsintensiteit 0.50W/m2 (340nm), bordtemperatuur 65 graden, kasttemperatuur 40 graden, relatieve vochtigheid 50%, watersproeitijd/geen watersproeitijd 18min/102min, continu licht;
Stap 2: De totale jaarlijkse straling in Beijing bedraagt ​​ongeveer 5609MJ/m2. Volgens de internationale standaard CIENo85-1989 (GB/T16422.1-1996 "Plastic Laboratory Light Source Exposure Test Methods" voor het vergelijken van de spectrale distributie van kunstmatige lichtbronnen en natuurlijk zonlicht) Deel: geciteerd in "Xenon Arc Lamp"); waarvan de ultraviolette en zichtbare gebieden (300 nm~800 nm) 62,2% vertegenwoordigen, of 3489MJ/m2.
Stap 3: Volgens GB/T16422.2-1996
Wanneer de bestralingsintensiteit op 340 nm 0,50 W/m2 bedraagt, bedraagt ​​de bestralingsintensiteit in de infrarode en zichtbare gebieden (300 nm~800 nm) 550 W/m2; de bestralingstijd kan worden berekend als 3489X106/550=6.344X106s, wat 1762 uur is. Volgens deze rekenmethode bedraagt ​​de versnellingsfactor ongeveer 5. Omdat natuurlijke veroudering geen eenvoudige superpositie van de bestralingsintensiteit is, wordt alleen vastgesteld dat zonlicht de oorzaak van het materiaal is.