高分子塑料材料做實(shí)驗(yàn)室加速老化與自然暴露試驗(yàn)的意義

時(shí)間：2024-12-28作者：華檢檢測技術(shù)服務(wù)（廣州）有限公司瀏覽：275

      為什么要對(duì)橡塑材料做老化實(shí)驗(yàn)？

       塑料制品在戶外使用時(shí)，由于受到諸多環(huán)境因素如太陽輻射、氧氣、臭氧、溫濕度及微生物等的作用，往往會(huì)出現(xiàn)變色、粉化、裂紋及霉變等老化現(xiàn)象，影響其使用壽命。因此，對(duì)塑料制品進(jìn)行環(huán)境耐候性評(píng)估是材料可靠性研究的重要一環(huán)，可用于材料壽命的評(píng)估。

      常用的耐候性評(píng)估方法主要有：自然暴露（曬場）及實(shí)驗(yàn)室加速老化（氙燈暴露、碳弧燈暴露、熒光紫外燈暴露及金屬鹵素?zé)舯┞兜龋?/span>。自然暴露能較為真實(shí)的反映塑料制品的耐候性，但自然暴露周期往往為數(shù)月甚至數(shù)年，同時(shí)受地域不同地球緯度不同、非穩(wěn)性天氣環(huán)境變化等，會(huì)大大影響產(chǎn)品的開發(fā)周期及實(shí)驗(yàn)結(jié)果；而實(shí)驗(yàn)室加速老化能快速反映某種穩(wěn)定工況下的材料耐候性優(yōu)劣，但由于其工況與材料實(shí)際使用環(huán)境存在差異，材料在實(shí)際使用中是否會(huì)出現(xiàn)與加速老化一致或相近的老化現(xiàn)象，有著較大的不確定性。

     實(shí)驗(yàn)室加速老化常見測試參數(shù)及影響因子：

考察指標(biāo)：1、直觀參數(shù)：色度、粉化、裂紋及霉變；2、物理性能參數(shù)：沖擊強(qiáng)度、熔融指數(shù)；

測試參數(shù)影響因子：

1、氙燈暴露/熒光紫外燈暴露----燈型、暴露時(shí)間（干燥時(shí)間、噴水時(shí)間）、輻照度、溫濕度；

2、自然暴露----地域場地、朝向角度；

實(shí)驗(yàn)室加速老化與自然暴露相關(guān)性

實(shí)驗(yàn)室加速老化與自然暴露相關(guān)性可以用spearman相關(guān)系數(shù)（以下簡稱相關(guān)系數(shù)）來體現(xiàn)，相關(guān)系數(shù)rs計(jì)算公式如式（1）所示。

式中，d_i表示同一樣品耐候性優(yōu)劣的排序之差，n表示樣品個(gè)數(shù)。

根據(jù)式1計(jì)算氙燈、熒光紫外燈暴露分別暴露7天及14天與自然暴露28天、42天、56天及90天的關(guān)聯(lián)系數(shù)，結(jié)果分別見表4、表5。




表4氙燈暴露與自然暴露相關(guān)系數(shù)

rS	28天自然暴露	42天自然暴露	56天自然暴露	90天自然暴露
氙燈暴露7天	0.780	0.820	0.840	0.705
氙燈暴露14天	0.680	0.890	0.941	0.821

表5熒光紫外燈暴露與自然暴露相關(guān)系數(shù)

rS	28天自然暴露	42天自然暴露	56天自然暴露	90天自然暴露
熒光紫外燈暴露7天	0.800	0.920	0.923	0.966
熒光紫外燈暴露14天	0.696	0.950	0.943	0.992

由表1及表2可以看到，對(duì)于本試驗(yàn)的ABS樣品，氙燈暴露14天與自然暴露42天、56天、90天相關(guān)系數(shù)均在0.8以上，相關(guān)性良好；熒光紫外燈暴露14天與戶外自然暴露42天、56天、90天相關(guān)系數(shù)均在0.93以上，相關(guān)性較高；而其他階段相關(guān)系數(shù)相對(duì)較低。這與ABS在不同老化階段反應(yīng)速率不一致有關(guān)，只有在特定老化階段、反應(yīng)速率相近的老化過程中，實(shí)驗(yàn)室加速老化才表現(xiàn)出與自然暴露較好的相關(guān)性。因此在討論相關(guān)性時(shí)，選擇合適的老化階段尤為重要。








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