1. Kunstliku kiirendatud vananemise katsetingimuste valik
Seda küsimust võib tegelikult mõista kui seda, milliseid vananemise tegureid tuleks simuleerida. Polümeermaterjalide kasutamise ajal võivad polümeermaterjalide vananemist mõjutada mitmed kliimakeskkonna tegurid. Kui peamised vananemist põhjustavad tegurid on ette teada, saab katsemeetodi valida sihipäraselt.
Katsemeetodi saame määrata, võttes arvesse materjali transporti, ladustamist, kasutuskeskkonda ja vananemismehhanismi. Näiteks jäigad polüvinüülkloriidprofiilid valmistatakse toorainena polüvinüülkloriidist ja lisatakse lisandeid, nagu stabilisaatorid ja pigmendid. Neid kasutatakse peamiselt välitingimustes. Arvestades PVC vananemismehhanismi, on PVC kuumutamisel kergesti lagunev; Arvestades kasutuskeskkonda, on profiilide vananemise põhjused hapnik, ultraviolettvalgus, õhu kuumus ja niiskus.
Seetõttu ei sätesta riiklik standard GB/T8814-2004 "plastifitseerimata polüvinüülkloriidi (PVC-U) profiilid uste ja akende jaoks" mitte ainult fotohapnikuga vananemise katsemeetodit, vaid võtab kasutusele ka GB/T16422.2 "Plastic Laboratory Light Source Kokkupuutekatse" Meetodi 2. osa: ksenoonkaarlambi vanandamine 4000 või 6000 tundi, simuleerib selliseid tegureid nagu välistingimustes olev ultraviolettvalgus ja nähtav valgus, temperatuur, niiskus, sademed jne, ning sätestab ka termilise hapniku vananemise elemendid: olek pärast kuumutamist , asetatud 150 kraadini 30 minutiks, visuaalne vaatlus Kontrollige, kas profiilil kuumakindlust ei ole, mullid, praod, lohud või eraldumised. Teine näide on toode, mis minu riigil on rahvusvahelisel turul konkurentsivõimeline: väliskaubanduse ekspordikingad. Kasutamise ajal on päikesevalguse ultraviolettkiired jalatsite värvimuutuse ja pleekimise peamine põhjus. Seetõttu on nende kollasuskindluse testimiseks vaja kasutada UV-valguskasti.
Tavaliselt kasutatavas jalatsite kollasuskindluse katsekambris kasutatakse 30 W UV-lampi. Näidis on valgusallikast 20 cm kaugusel. Värvimuutust täheldatakse pärast 3-tunnist kokkupuudet. Samal ajal põhjustab konteineris olev kuum, niiske ja karm keskkond transportimise ajal värvimuutusi, laike ja isegi jalatsipealsete, taldade ja liimi riknemist. Seetõttu tuleb enne saatmist kaaluda kuuma- ja niiskuskindluse vananemiskatse läbiviimist, et simuleerida konteineris olevat kõrget kuumust ja kõrge niiskusega keskkonda. 70 kraadise ja 95% suhtelise õhuniiskuse tingimustes jälgige välimust ja värvimuutusi pärast 48-tunnist testimist.
2. Valgusallika valik kunstliku kiirendatud vananemise katse jaoks
Laboratoorse valgusallika kokkupuute test: see võib samaaegselt simuleerida valgust, hapnikku, soojust, sademeid ja muid tegureid atmosfääri nähtavas keskkonnas katsekambris. See on sageli kasutatav kunstlik kiirendatud vananemise katsemeetod. Nende simulatsioonitegurite hulgas on valgusallikas suhteliselt oluline. Kogemused näitavad, et päikesevalguse lainepikkused, mis põhjustavad polümeermaterjalide kahjustusi, koonduvad peamiselt ultraviolettvalgusesse ja nähtavale valgusele.
Praegu kasutatavad kunstlikud valgusallikad püüavad muuta energiaspektri jaotuskõver selles lainepikkuste vahemikus päikesespektri lähedaseks. Simulatsioon ja kiirenduskiirus on kunstliku valgusallika valiku põhialuseks. Pärast umbes sajandi pikkust arendustööd on labori valgusallikate hulgas suletud süsinikkaarlambid, päikesevalguse tüüpi süsinikkaarlambid, luminofoor-ultraviolettlambid, ksenoonkaarlambid, kõrgsurve-elavhõbelambid ja muud valgusallikad. Rahvusvahelise Standardiorganisatsiooni (ISO) polümeermaterjalidega seotud tehnilised komiteed soovitavad kasutada peamiselt kolme valgusallikat: päikese-süsinik-kaarlampe, luminofoor-ultravioletslampe ja ksenoonkaarlampe.
01. Ksenoon kaarlamp
Praegu arvatakse, et ksenoonkaarlampide spektraalne energiajaotus tuntud tehisvalgusallikate vahel on kõige sarnasem päikesevalguse ultraviolett- ja nähtavatele osadele. Valides sobiva filtri, saab suurema osa maapinnale jõudva päikesevalguse lühilainekiirgusest välja filtreerida. Ksenoonlampidel on tugev kiirgus infrapunapiirkonnas 1000-1200 nm ja need tekitavad suurel hulgal soojust.
Seetõttu tuleb selle energia äravõtmiseks valida sobiv jahutusseade. Praegu on turul ksenoonlambi vananemise katseseadmete jaoks kaks jahutusmeetodit: vesijahutus ja õhkjahutus. Üldiselt on vesijahutusega ksenoonlampide jahutav toime parem kui õhkjahutusega seadmete oma. Samas on struktuur keerulisem ja hind kallim. Kuna ksenoonlambi ultraviolettosa energia suureneb vähem kui kahel teisel valgusallikal, on see kiirenduskiiruse poolest madalaim.
02. UV-luminofoorlamp
Teoreetiliselt on lühilaineenergia 300–400 nm peamine vananemist põhjustav tegur. Kui seda energiat suurendada, on võimalik saavutada kiirtestimine. Luminofoor-UV-lampide spektraalne jaotus on koondunud peamiselt ultraviolettkiirguse osasse, nii et see võib saavutada suurema kiirenduse.
Luminofoor-UV-lambid ei suurenda aga mitte ainult ultraviolettenergiat loomulikus päikesevalguses, vaid kiirgavad ka energiat, mida maapinnal mõõdetuna loomulikus päikesevalguses ei esine ning see energia võib tekitada ebaloomulikke kahjustusi. Lisaks, välja arvatud väga kitsas elavhõbeda spektraaljoon, ei ole fluorestsentsvalgusallika energia kõrgem kui 375 nm, mistõttu ei pruugi pikema lainepikkusega UV-energia suhtes tundlikud materjalid muutuda nii, nagu nad puutuvad kokku loomuliku päikesevalgusega. Need loomupärased vead võivad viia ebausaldusväärsete tulemusteni.
Seetõttu on luminofoor-UV-lambid halvasti simuleeritud. Kuid selle suure kiirenduskiiruse tõttu saab sobiva lambitüübi valimisel saavutada konkreetsete materjalide kiire sõelumise.
03. Päikesevalguse süsinikkaarlamp
Päikesevalguse tüüpi süsinikkaarlampe kasutatakse meil praegu harva, kuid Jaapanis on need laialt levinud valgusallikad. Enamikus JIS-i standardites kasutatakse päikesevalguse tüüpi süsinikkaarlampe. Paljud minu riigi autotootjad, kes on Jaapaniga ühisettevõtted, soovitavad endiselt seda valgusallikat kasutada. Päikese süsinikkaarlambi spektraalne energiajaotus on samuti lähedasem päikesevalgusele, kuid ultraviolettkiired vahemikus 370 nm kuni 390 nm on kontsentreeritud ja tugevdatud. Simulatsioon ei ole nii hea kui ksenoonlamp ja kiirendus on ksenoonlambi ja ultraviolettlambi vahel.
3. Kunstliku kiirendatud vananemise katseaja määramine
1. Vaadake asjakohaseid tootestandardeid ja eeskirju
Asjakohastes tootestandardites on vananemistesti aeg juba ette nähtud. Peame vaid leidma vastavad standardid ja täitma need vastavalt neis määratud ajale. Paljud riiklikud standardid ja tööstusstandardid on seda ette näinud.
2. Arvutamine teadaolevate korrelatsioonide põhjal
Uuringud näitavad, et ABS-i värvistabiilsust hinnatakse värvuse ja kollasuse indeksi muutuste kaudu. Kunstlikul kiirendatud vananemisel on hea korrelatsioon loodusliku atmosfääriga kokkupuutega ja kiirenduskiirus on umbes 7. Kui soovite teada teatud ABS-materjali värvimuutust pärast aastast välistingimustes kasutamist ja kasutada samu katsetingimusi, võite viidata kiirenduskiirus kiirendatud vananemisaja määramiseks 365x24/7=1251h.
Pikka aega on kodu- ja välismaal korrelatsiooniküsimusi palju uuritud ning tuletatud on palju konversioonisuhteid. Polümeermaterjalide mitmekesisuse, kiirendatud vananemise katseseadmete ja -meetodite erinevuste ning kliimaerinevuste tõttu eri aegadel ja piirkondades on konversioonisuhe aga keeruline. Seetõttu peame konversioonisuhte valimisel pöörama tähelepanu konkreetsetele materjalidele, vananevatele seadmetele, katsetingimustele, jõudluse hindamise näitajatele ja muudele teguritele, millest seos tuleneb.
3. Kontrollige kunstlikult kiirendatud vananemiskiirguse koguhulka nii, et see oleks võrdne loodusliku kokkupuute kiirguse koguhulgaga
Mõne toote puhul, millel puuduvad vastavad standardid ja korrelatsiooniviide, võib arvesse võtta tegeliku kasutuskeskkonna kiirgusintensiivsust ning kunstlikult kiirendatud vananemiskiirguse koguhulka tuleks kontrollida nii, et see oleks võrdne loodusliku kokkupuute kiirguse koguhulgaga. .
Näide: kuidas kontrollida kunstliku kiirendatud vananemise kogukiirgust
Pekingi piirkonnas kasutatakse teatud plasttoodet ja see peaks kontrollima kunstlikult kiirendatud vananemise kogukiirguse kogust, mis on võrdne üheaastase välistingimustes viibimisega.
1. toiming: kuna see toode on plasttoode ja seda kasutatakse välitingimustes, valige meetod A GB/T16422.2-1996 "Plastlabori valgusallika kokkupuute katsemeetodid, 2. osa: ksenoonkaarlamp".
Katsetingimused on järgmised: kiirituse intensiivsus 0,50 W/m2 (340nm), tahvli temperatuur 65 kraadi, kasti temperatuur 40 kraadi, suhteline õhuniiskus 50%, veepihustusaeg / veepihustusaeg 18 min/102 min, pidev valgustus;
2. samm: Pekingi aastane kogukiirgus on umbes 5609 MJ/m2. Vastavalt rahvusvahelisele standardile CIENo85-1989 (GB/T16422.1-1996 "Plastic Laboratory Light Source Exposure Test Methods" tehisvalgusallikate ja loomuliku päikesevalguse spektraaljaotuse võrdlemiseks) Osa: Viidatud "Xenon Arc" Lamp"); millest ultraviolett- ja nähtavad piirkonnad (300-800 nm) moodustavad 62,2% ehk 3489MJ/m2.
3. toiming: vastavalt GB/T16422-le.{2}}
Kui 34{1}}nm kiirituse intensiivsus on 0,50 W/m2, on kiirituse intensiivsus infrapuna- ja nähtavatel aladel (300–800 nm) 550 W/m2; kiiritusajaks saab arvutada 3489X106/550=6.344X106s, mis on 1762h. Selle arvutusmeetodi kohaselt on kiirendustegur umbes 5. Kuna loomulik vananemine ei ole lihtne kiirituse intensiivsuse superpositsioon, tehakse kindlaks ainult see, et päikesevalgus põhjustab materjali.
4. Kunstliku kiirendatud vananemise testi jõudluse hindamise indikaatorite valik
Tulemuslikkuse hindamise näitajate valikul lähtutakse peamiselt kahest aspektist: materjali kasutusest ja materjali enda omadustest.
1. Määrata hindamisindeks vastavalt materjali kasutamisele. Sama materjali jaoks võib selle erineva kasutuse tõttu valida erinevad hindamisindeksid. Näiteks kui kaunistuseks kasutatakse sama värvi, tuleb mõelda selle välimuse muutumisele. GB/T1766-1995 "Värvi- ja lakikatete vananemise hinnang" on üksikasjalikult määratletud erinevate välimuse muutuste hindamismeetodid, nagu läige, värvimuutus, kriidistumine ja kuldviimistlus.
Mõnede funktsionaalsete kattekihtide, näiteks korrosioonivastaste kattekihtide puhul on teatud värvi ja välimuse muutused lubatud. Praegu on hindamisindikaatorite valimisel peamisteks kaalutlusteks selle pragunemiskindlus, pulbristamise aste jne. Tegemist on ka polüvinüülkloriidiga (PVC). Kui seda kasutatakse kingapealsete valmistamiseks, tuleb arvestada selle vastupidavusega kollaseks muutumisele. Kui seda kasutatakse vihmaveetorudes, ei ole välimuse muutmise nõuded kõrged ning muutuvad materjali füüsikalised ja mehaanilised omadused, näiteks tõmbamine Tõmbetugevuse muutus on peamine hindamisindeks.
2. Määrake hindamisindeks lähtudes materjali enda omadustest. Sama materjali erinevad omadused vähenevad vananemisprotsessi käigus ebavõrdse kiirusega. Teisisõnu, teatud omadused on keskkonna suhtes tundlikud ja langevad kiiresti, mis on peamine materiaalset kahju põhjustav tegur. Hindamisindikaatorite valimisel tuleks valida need tundlikud omadused. Uuringud näitavad, et enamiku tehniliste plastide puhul muutub löögitugevus loodusliku vananemise katsete käigus oluliselt ja väheneb oluliselt.
Seetõttu tuleks tehniliste plastide vananemiskatsete tegemisel eelistada hindamisindeksiks löögitugevuse vähenemise valimist. Löögitugevus on väga tundlik ka polüpropüleeni vananemise suhtes ja on peamine näitaja vananemisvõime hindamisel. Polüetüleenmaterjalide puhul on purunemispikenemise vähenemine ilmsem ja see on prioriteetse hindamise indeks. Polüvinüülkloriidi puhul vähenevad nii tõmbe- kui ka löögitugevus suhteliselt kiiresti ning hindamiseks tuleks valida üks neist tegelikust olukorrast lähtuvalt.
Riiklikus standardis GB/T8814-2004 "plastifitseerimata polüvinüülkloriidi (PVC-U) profiilid uste ja akende jaoks" on kvalifikatsiooninäitajaks valitud löögitugevuse säilivusmäär pärast vananemist Suurem või võrdne 60%; kergetööstuse standardis QB/T2480 -2000 jäigad polüvinüülkloriidist (PVC-U) vihmaveetorud ja -liitmikud ehituseks, on tõmbetugevuse säilimise määr pärast vananemist kvalifitseerimise kriteeriumina 80% või suurem.