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        高分子材料老化測試之氙燈老化試驗

        2021-08-02 14:58??? ???

          氙燈老化試驗是模擬材料或產品在現實使用條件中涉及到的太陽光、雨水、露水等氣候因素對產品產生老化的情況進行相應條件加強實驗的過程,是一種人工加速耐候試驗。材料或產品在戶外使用長期受太陽光照、水分侵蝕等環境氣候條件影響,想要了解其在戶外能夠使用的壽命就要模擬戶外氣候條件進行氙燈老化實驗,當然實驗的強度要比實際戶外的強度要大很多,從而縮短測試時間,可以通過短時間的測試了解產品使用多少年后的老化情況。

          氙燈老化試驗不僅是科研生產過程中篩選配方、優化產品組成的重要手段,也是行業內產品質量檢驗的一項重要的內容,油漆涂料,塑料,紡織品、鋁塑板,汽車安全玻璃等產品標準均要求做耐候試驗。

          

        氙燈老化試驗

         

          高分子材料的戶外暴曬老化

          太陽輻射的電磁波在通過空間和臭氧層時,290nm以下和3000nm以上的射線幾乎都被濾除,實際到達地面的為290nm-3000nm的電磁波,其中波長范圍為400-800nm(約占40%)的是可見光,波長約為800-3000nm(約占55%)的是紅外線,而波長約為290-400nm(僅占5%)的是紫外線。

          我們都知道,高分子材料及其制品長期暴露于戶外環境下,太陽光中290nm-400nm波長范圍內的紫外光,由于其能量高,且在氧的參與下,極易引發高分子材料發生自由基鏈式光氧老化反應;太陽光的熱量及氧氣的作用會造成高分子材料的熱氧老化;戶外環境中雨水、露水等也易導致聚合物發生吸水膨脹、水解等老化行為。由于這些原因,高分子材料及制品極易出現如變色、發脆、變硬、發粘、表面龜裂以及物理力學性能變差等現象,致使其提前失去原有功能和使用價值。

          氙燈老化試驗模擬光氧老化的光源選擇

          用于模擬高分子材料及其制品光氧老化的試驗室光源主要有碳弧燈、金屬鹵素燈、熒光紫外燈、氙燈等。下圖比較了太陽光及這幾種試驗室光源的光譜,可見氙燈可以更貼切的模擬太陽光,是目前模擬性最好的一種人工光源,這也是氙燈老化試驗之所以成為高分子材料耐候性評價最常用測試評價方法的原因。

          

        氙燈老化試驗

         

          氙燈老化檢測設備-氙燈老化試驗箱

          氙燈老化試驗需要用到的測試評價設備是氙燈老化試驗箱,是老化試驗設備中的一種。氙燈老化試驗箱采用氙燈為光源,通過模擬自然陽光中的太陽光輻射、雨水、露水等氣候因素,對材料進行加速耐候性試驗,以獲得材料耐候性的結果。通過重現這些條件,合并成一個循環,并讓它自動執行完成循環次數。它是對長期放置在戶外的產品材料進行模擬,看產品是否有退色、變色、亮度下降、粉化、龜裂、變模糊、脆化、強度下降及氧化等現象,它還可以同時再現雨水與露水所帶來的破壞性。用數天或數周的時間即可重現戶外數月乃至數年出現的危害,氙燈老化試驗數據可以幫助選擇新材料,改良現有材料,以及評價配方的變化是如何影響產品的耐久性的。

          氙燈老化檢測所依據的標準

          在實際應用中,需要進行氙燈老化測試的高分子材料和產品主要有:塑料、涂料、粘合劑、紡織品等合成纖維等,檢測依據的標準有GB/T 16422.2、AATCC TM16-2003、AATCCTM169 、ASTM C1442、ASTMD4101 、Ford FLTM B0-116-01 、GME 60292 、GMW 3414、 ISO 105-B02、JASO M 346、MIL STD 810 F、VDA 621-429等等,且不同國家或行業對氙燈老化測試都制定了相應的國家標準或行業標準。因此,在進行氙燈老化檢測時,主要是根據客戶要求的標準來進行測試評價。

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