Test starenja jedan je od važnih načina za poboljšanje pouzdanosti proizvoda i trenutno ga se ne može zamijeniti drugim metodama. Kroz test starenja mogu se otkriti problemi i nedostaci proizvoda pod različitim uvjetima okoline, te se ti problemi mogu popraviti i poboljšati, čime se poboljšava pouzdanost i životni vijek proizvoda. Često korištena oprema za pouzdanost uključuje:Komora za ispitivanje UV starenja, komora za ispitivanje starenja xenon lampeitd.
Ⅰ. Izbor uvjeta ispitivanja umjetnog ubrzanog starenja
Ovo se pitanje zapravo može shvatiti kao faktore starenja koje treba simulirati. Tijekom uporabe polimernih materijala, mnogi čimbenici u klimatskom okruženju mogu utjecati na starenje polimernih materijala. Ako su unaprijed poznati glavni čimbenici koji uzrokuju starenje, metoda ispitivanja može se ciljano odabrati.
Metodu ispitivanja možemo odrediti uzimajući u obzir transport, skladištenje, okolinu uporabe i mehanizam starenja materijala. Na primjer, kruti polivinilkloridni profili izrađeni su od polivinilklorida kao sirovine i dodani su mu 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 zagrijava; s obzirom na okolinu uporabe, kisik, ultraljubičasto svjetlo, toplina i vlaga u zraku uzroci su starenja profila.
Ⅱ . Izbor izvora svjetlosti za ispitivanje umjetnog ubrzanog starenja
Laboratorijski test izloženosti izvora svjetlosti: može simultano simulirati svjetlost, kisik, toplinu, padaline i druge čimbenike u atmosferskom vidljivom okruženju u ispitnoj komori. To je često korištena metoda ispitivanja umjetnog ubrzanog starenja. Među tim faktorima simulacije, izvor svjetla je relativno važan. Iskustvo pokazuje da su valne duljine sunčeve svjetlosti koje uzrokuju oštećenje polimernih materijala uglavnom koncentrirane u ultraljubičastom svjetlu i nešto vidljivog svjetla.
Umjetni izvori svjetlosti koji se trenutno koriste nastoje krivulju distribucije energetskog spektra u ovom rasponu valnih duljina učiniti bliskom solarnom spektru. Simulacija i stopa ubrzanja glavna su osnova za odabir umjetnih izvora svjetlosti. Nakon otprilike jednog stoljeća razvoja, laboratorijski izvori svjetlosti uključuju zatvorene ugljične lučne svjetiljke, ugljične lučne svjetiljke tipa sunčeve svjetlosti, fluorescentne ultraljubičaste svjetiljke, ksenonske lučne svjetiljke, visokotlačne živine svjetiljke i druge izvore svjetlosti koje možete izabrati. Tehnički odbori koji se odnose na polimerne materijale u Međunarodnoj organizaciji za standardizaciju (ISO) uglavnom preporučuju upotrebu tri izvora svjetlosti: solarne lučne svjetiljke s ugljikom, fluorescentne ultraljubičaste svjetiljke i ksenonske lučne svjetiljke.
01. Xenon lučna svjetiljka
Trenutno se vjeruje da je spektralna raspodjela energije ksenonskih lučnih žarulja među poznatim umjetnim izvorima svjetlosti najsličnija ultraljubičastom i vidljivom dijelu sunčeve svjetlosti. Odabirom odgovarajućeg filtra može se filtrirati većina kratkovalnog zračenja prisutnog u sunčevoj svjetlosti koja dopire do tla. Ksenonske žarulje imaju jako zračenje u infracrvenom području od 1000nm~1200nm i stvaraju veliku količinu topline.
Stoga se mora odabrati odgovarajući rashladni uređaj koji će oduzeti tu energiju. Trenutačno na tržištu postoje dvije metode hlađenja opreme za ispitivanje starenja ksenonske žarulje: vodeno hlađenje i zračno hlađenje. Općenito govoreći, učinak hlađenja vodeno hlađenih ksenonskih svjetiljki bolji je od onih sa zračnim hlađenjem. U isto vrijeme, struktura je složenija, a cijena je skuplja. Budući da se energija ultraljubičastog dijela ksenonske svjetiljke povećava manje od druga dva izvora svjetlosti, ona je najmanja u smislu brzine ubrzanja.
02. Fluorescentna UV lampa
Teoretski, kratkovalna energija od 300nm~400nm je glavni čimbenik koji uzrokuje starenje. Ako se ta energija poveća, može se postići brzo testiranje. Spektralna distribucija fluorescentnih UV lampi uglavnom je koncentrirana u ultraljubičastom dijelu, tako da mogu 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 zemljinoj površini, a ta energija može uzrokovati neprirodna oštećenja. Osim toga, osim vrlo uske živine spektralne linije, fluorescentni izvor svjetlosti nema energiju višu od 375 nm, tako da se materijali koji su osjetljivi na UV energiju dulje valne duljine možda neće promijeniti kao što se događa kada su izloženi prirodnom sunčevom svjetlu. Ove inherentne mane mogu dovesti do nepouzdanih rezultata.
Stoga su fluorescentne UV lampe loše simulirane. Međutim, zbog velike stope ubrzanja, odabirom odgovarajućeg tipa svjetiljke može se postići brzo prosijavanje određenih materijala.
03. Sunčeva lučna svjetiljka ugljika
Ugljične lučne žarulje tipa sunčeve svjetlosti trenutno se rijetko koriste u našoj zemlji, ali su naširoko korišteni izvori svjetlosti u Japanu. Većina JIS standarda koristi lučne žarulje s ugljenim svjetlom. Mnoge automobilske tvrtke u mojoj zemlji koje su zajednička poduzeća s Japanom još uvijek preporučuju korištenje ovog izvora svjetlosti. Spektralna distribucija energije solarne ugljične lučne svjetiljke također je bliža distribuciji sunčeve svjetlosti, ali su ultraljubičaste zrake od 370nm do 390nm koncentrirane i pojačane. Simulacija nije tako dobra kao kod ksenonske lampe, a stopa ubrzanja je između ksenonske i ultraljubičaste lampe.
Ⅲ . Određivanje vremena ispitivanja umjetno ubrzanog starenja
1. Pogledajte relevantne standarde i propise za proizvode
Relevantni standardi proizvoda već su propisali vrijeme za ispitivanje starenja. Samo trebamo pronaći relevantne standarde i izvršiti ih u skladu s vremenom navedenim u njima. Mnogi nacionalni standardi i industrijski standardi to propisuju.
2. Izračun na temelju poznatih korelacija
Istraživanja pokazuju da se stabilnost boje ABS-a procjenjuje kroz promjene u boji i indeksu žutila. Umjetno ubrzano starenje ima dobru korelaciju s prirodnom izloženošću atmosferi, a stopa ubrzanja je oko 7. Ako želite znati promjenu boje određenog ABS materijala nakon jedne godine vanjske uporabe i koristite iste uvjete ispitivanja, možete pogledati stopa ubrzanja za određivanje ubrzanog vremena starenja 365x24/7=1251h.
Dugo se vremena provode mnoga istraživanja o problemima korelacije u zemlji i inozemstvu, te su izvedeni mnogi pretvorbeni odnosi. Međutim, zbog raznolikosti polimernih materijala, razlika u opremi i metodama za ispitivanje ubrzanog starenja i razlika u klimi u različitim vremenima i regijama, odnos konverzije je kompliciran. Stoga, pri odabiru odnosa pretvorbe, moramo obratiti pozornost na specifične materijale, opremu za starenje, uvjete ispitivanja, pokazatelje procjene učinkovitosti i druge čimbenike koji izvode korelaciju.
3. Kontrolirajte ukupnu količinu zračenja umjetno ubrzanog starenja da bude ekvivalentna ukupnoj količini zračenja prirodnog izlaganja
Za neke proizvode koji nemaju odgovarajuće standarde i nemaju referencu za korelaciju, može se uzeti u obzir intenzitet zračenja okoline stvarne uporabe, a ukupna količina zračenja umjetno ubrzanog starenja treba se kontrolirati tako da bude ekvivalentna ukupnoj količini zračenja prirodnog izlaganja .
Primjer: Kako kontrolirati ukupnu količinu zračenja umjetno ubrzanog starenja
Određeni plastični proizvod koristi se u području Pekinga i očekuje se da će kontrolirati ukupnu količinu zračenja umjetno ubrzanog starenja koja je 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: Xenon Arc Lamp".
Uvjeti ispitivanja su: intenzitet zračenja 0.50W/m2 (340nm), temperatura ploče 65 stupnjeva, temperatura kutije 40 stupnjeva, relativna vlažnost 50%, vrijeme prskanja vodom/vrijeme bez prskanja vode 18 min/102 min, neprekidno svjetlo;
Korak 2: Ukupna godišnja radijacija u Pekingu je oko 5609 MJ/m2. Prema međunarodnom standardu CIENo85-1989 (GB/T16422.1-1996 "Metode ispitivanja izlaganja plastičnim laboratorijskim svjetlosnim izvorima" za usporedbu spektralne distribucije umjetnih izvora svjetlosti i prirodne sunčeve svjetlosti) Dio: Citirano u "Xenon Arc svjetiljka"); od čega 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 ozračivanja može se izračunati kao 3489X106/550=6.344X106s, što je 1762h. Prema ovoj metodi izračuna, faktor ubrzanja je oko 5. Budući da prirodno starenje nije jednostavna superpozicija intenziteta zračenja, utvrđuje se samo da sunčeva svjetlost uzrokuje materijal.