Test starenja je jedno od važnih sredstava za poboljšanje pouzdanosti proizvoda i trenutno se ne može zamijeniti drugim metodama. Testom starenja mogu se otkriti problemi i nedostaci proizvoda u različitim uvjetima okoline, te se ovi problemi mogu popraviti i poboljšati, čime se poboljšava pouzdanost i vijek trajanja proizvoda. Često korištena oprema za pouzdanost uključuje:UV komora za ispitivanje starenja, komora za ispitivanje starenja ksenon lampe, itd.
Ⅰ. Izbor uslova za ispitivanje veštačkog ubrzanog starenja
Ovo pitanje se zapravo može shvatiti kao faktore starenja koje treba simulirati. Tokom upotrebe polimernih materijala, mnogi faktori klimatskog okruženja mogu uticati na starenje polimernih materijala. Ako su glavni faktori koji uzrokuju starenje poznati unaprijed, metoda ispitivanja može se odabrati ciljano.
Metodu ispitivanja možemo odrediti uzimajući u obzir transport, skladištenje, okruženje upotrebe i mehanizam starenja materijala. Na primjer, kruti profili od polivinil hlorida su napravljeni od polivinil hlorida kao sirovine i dodani aditivi kao što su stabilizatori i pigmenti. Uglavnom se koriste na otvorenom. S obzirom na mehanizam starenja PVC-a, PVC se lako razgrađuje kada se zagrije; S obzirom na okruženje upotrebe, kiseonik, ultraljubičasto svetlo, toplota i vlaga u vazduhu su uzroci starenja profila.
Ⅱ . Izbor izvora svjetlosti za ispitivanje umjetnog ubrzanog starenja
Laboratorijski test izloženosti izvoru svjetlosti: Može istovremeno simulirati svjetlost, kisik, toplinu, padavine i druge faktore u atmosferskom vidljivom okruženju u ispitnoj komori. To je uobičajena metoda testiranja umjetnog ubrzanog starenja. Među ovim faktorima simulacije, izvor svjetlosti je relativno važan. Iskustvo pokazuje da su talasne dužine sunčeve svetlosti koje oštećuju polimerne materijale uglavnom koncentrisane u ultraljubičastom i nešto vidljivom svetlu.
Izvori umjetne svjetlosti koji se trenutno koriste nastoje da krivulju distribucije energetskog spektra u ovom opsegu talasnih dužina približe sunčevom spektru. Simulacija i brzina ubrzanja su glavna osnova za odabir izvora umjetnog svjetla. Nakon otprilike jednog stoljeća razvoja, laboratorijski izvori svjetlosti uključuju zatvorene karbonske lučne lampe, karbonske lučne lampe tipa sunčeve svjetlosti, fluorescentne ultraljubičaste sijalice, ksenonske lučne lampe, živine sijalice visokog pritiska i druge izvore svjetlosti koje možete izabrati. Tehnički komiteti koji se odnose na polimerne materijale u Međunarodnoj organizaciji za standardizaciju (ISO) uglavnom preporučuju upotrebu tri izvora svjetlosti: solarne karbonske lučne lampe, fluorescentne ultraljubičaste sijalice i ksenonske lučne lampe.
01. Xenon lučna lampa
Trenutno se vjeruje da je spektralna raspodjela energije ksenonskih lučnih lampi među poznatim umjetnim izvorima svjetlosti najsličnija ultraljubičastim i vidljivim dijelovima sunčeve svjetlosti. Odabirom odgovarajućeg filtera, većina kratkotalasnog zračenja prisutnog u sunčevoj svjetlosti koja dopire do tla može se filtrirati. Ksenonske lampe imaju jako zračenje u infracrvenom području od 1000nm~1200nm i stvaraju veliku količinu toplote.
Stoga se mora odabrati odgovarajući rashladni uređaj koji će oduzeti ovu energiju. Trenutno na tržištu postoje dvije metode hlađenja opreme za ispitivanje starenja ksenon lampe: vodeno hlađenje i hlađenje zrakom. Uopšteno govoreći, efekat hlađenja vodeno hlađenih ksenonskih lampi je bolji od onih sa vazdušnim hlađenjem. U isto vrijeme, struktura je složenija i cijena je skuplja. Budući da se energija ultraljubičastog dijela ksenonske lampe povećava manje od druga dva izvora svjetlosti, ona je najniža u smislu brzine ubrzanja.
02. Fluorescentna UV lampa
Teoretski, kratkotalasna energija od 300nm~400nm je glavni faktor koji uzrokuje starenje. Ako se ova energija poveća, može se postići brzo testiranje. Spektralna distribucija fluorescentnih UV lampi uglavnom je koncentrisana u ultraljubičastom dijelu, tako da može postići veće stope ubrzanja.
Međutim, fluorescentne UV lampe ne samo da povećavaju ultraljubičastu energiju u prirodnoj sunčevoj svjetlosti, već i zrače energiju koja nije prisutna u prirodnoj sunčevoj svjetlosti kada se mjeri na površini zemlje, a ta energija može uzrokovati neprirodnu štetu. Osim toga, osim vrlo uske spektralne linije živine, fluorescentni izvor svjetlosti nema energiju veću od 375nm, tako da se materijali koji su osjetljivi na UV energiju duže valne dužine možda neće promijeniti kao kada su izloženi prirodnoj sunčevoj svjetlosti. Ovi inherentni nedostaci mogu dovesti do nepouzdanih rezultata.
Zbog toga su fluorescentne UV lampe loše simulirane. Međutim, zbog velike stope ubrzanja, brzo prosijavanje specifičnih materijala može se postići odabirom odgovarajuće vrste lampe.
03. Sunčeva karbonska lučna lampa
Ugljične lučne lampe tipa sunčeve svjetlosti trenutno se rijetko koriste u našoj zemlji, ali su u Japanu široko rasprostranjeni izvori svjetlosti. Većina JIS standarda koristi karbonske lučne lampe tipa sunčeve svjetlosti. Mnoge automobilske kompanije u mojoj zemlji koje su zajednički poduhvati sa Japanom još uvijek preporučuju korištenje ovog izvora svjetlosti. Spektralna raspodjela energije solarne karbonske lučne lampe je također bliža sunčevoj svjetlosti, ali ultraljubičasti zraci od 370nm do 390nm su koncentrisani i ojačani. Simulacija nije tako dobra kao ksenonska lampa, a brzina ubrzanja je između ksenonske i ultraljubičaste lampe.
Ⅲ . Određivanje vremena testiranja umjetnog ubrzanog starenja
1. Pogledajte relevantne standarde i propise za proizvode
Relevantni standardi proizvoda već su propisali vrijeme za ispitivanje starenja. Potrebno je samo da pronađemo relevantne standarde i da ih izvršimo prema vremenu koje je u njima navedeno. Mnogi nacionalni standardi i industrijski standardi to predviđaju.
2. Proračun zasnovan na poznatim korelacijama
Istraživanja pokazuju da se stabilnost boje ABS-a procjenjuje kroz promjene u boji i indeksu žućenja. Umjetno ubrzano starenje ima dobru korelaciju s prirodnom atmosferskom izlaganjem, a stopa ubrzanja je oko 7. Ako želite saznati promjenu boje određenog ABS materijala nakon godinu dana korištenja na otvorenom i koristiti iste uslove ispitivanja, možete se obratiti na brzina ubrzanja za određivanje vremena ubrzanog starenja 365x24/7=1251h.
Dugo vremena se provode mnoga istraživanja o pitanjima korelacije u zemlji i inostranstvu i izvedeni su mnogi konverzioni odnosi. Međutim, zbog raznolikosti polimernih materijala, razlika u opremi i metodama za ispitivanje ubrzanog starenja, te razlika u klimi u različitim vremenima i regijama, odnos konverzije je komplikovan. Stoga, prilikom odabira odnosa konverzije, moramo obratiti pažnju na specifične materijale, opremu za starenje, uslove ispitivanja, indikatore procjene učinka i druge faktore koji izvode korelaciju.
3. Kontrolirajte ukupnu količinu zračenja umjetno ubrzanog starenja da bude ekvivalentna ukupnoj količini prirodnog izlaganja zračenju
Za neke proizvode koji nemaju odgovarajuće standarde i nemaju referencu za korelaciju, može se uzeti u obzir intenzitet zračenja stvarnog okruženja za upotrebu, a ukupna količina radijacije koja se umjetno ubrzava starenje treba kontrolirati tako da bude ekvivalentna ukupnoj količini prirodnog izlaganja zračenju .
Primjer: Kako kontrolirati ukupnu količinu zračenja umjetnog ubrzanog starenja
Određeni plastični proizvod se koristi u području Pekinga, a očekuje se da će kontrolirati ukupnu količinu zračenja umjetno ubrzanog starenja koja će biti jednaka jednoj godini izlaganja na otvorenom.
Korak 1: Budući da je ovaj proizvod plastični proizvod i koristi se na otvorenom, odaberite metodu A u GB/T16422.2-1996 "Metode ispitivanja izloženosti plastičnog laboratorijskog izvora svjetlosti, dio 2: ksenonska lučna lampa".
Uslovi ispitivanja su: intenzitet zračenja 0.50W/m2 (340nm), temperatura table 65 stepeni, temperatura kutije 40 stepeni, relativna vlažnost 50%, vreme prskanja vode/vreme bez prskanja vode 18min/102min, neprekidno svetlo;
Korak 2: Ukupna godišnja radijacija u Pekingu je oko 5609MJ/m2. Prema međunarodnom standardu CIENo85-1989 (GB/T16422.1-1996 "Metode ispitivanja izloženosti plastičnih laboratorijskih izvora svjetlosti" za poređenje spektralne distribucije izvora umjetne svjetlosti i prirodne sunčeve svjetlosti) Dio: Citirano u "Xenon Arc Lampa"); od kojih ultraljubičasta i vidljiva područja (300nm~800nm) čine 62,2%, ili 3489MJ/m2.
Korak 3: Prema GB/T16422.2-1996
Kada je intenzitet zračenja od 340nm 0,50W/m2, intenzitet zračenja u infracrvenom i vidljivom području (300nm~800nm) je 550W/m2; vrijeme zračenja se može izračunati kao 3489X106/550=6.344X106s, što je 1762h. Prema ovoj metodi proračuna, faktor ubrzanja je oko 5. Kako prirodno starenje nije jednostavna superpozicija intenziteta zračenja, utvrđuje se samo da sunčeva svjetlost uzrokuje materijal.