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Warren D. Ketola:充分利用實(shí)驗(yàn)室加速老化測(cè)試

發(fā)布于:2010-12-24

     當(dāng)您開始啟動(dòng)您的加速老化測(cè)試項(xiàng)目,并要考慮測(cè)試結(jié)果和費(fèi)用時(shí),您一定希望通過(guò)這項(xiàng)測(cè)試可以得到較好的結(jié)果。如果有一個(gè)“神奇公式”可以用于任何時(shí)間、任何測(cè)試中,那該多好!可是,這是不現(xiàn)實(shí)的。為此,我愿意與大家一起分享我通過(guò)多年經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的一些成功的測(cè)試準(zhǔn)則。這篇文章將討論加速老化測(cè)試的“等級(jí)”,和適用于任何成功的加速老化測(cè)試項(xiàng)目的兩個(gè)可靠的基本準(zhǔn)則。

最普遍使用的規(guī)范測(cè)試
加速老化測(cè)試可以分為三類:
(1)按標(biāo)準(zhǔn)要求測(cè)試,
(2)研究或產(chǎn)品開發(fā)測(cè)試,
(3)使用壽命預(yù)測(cè)測(cè)試。

    雖然按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行加速老化測(cè)試是最為普遍的,但是所得結(jié)果的價(jià)值最差。更不幸的是,很多情況下,好多公司只進(jìn)行加速老化測(cè)試。標(biāo)準(zhǔn)中的大多數(shù)加速老化測(cè)試條件往往是隨意選擇的,只要求曝曬一定時(shí)間。而這些測(cè)試條件和曝曬時(shí)間可能對(duì)某些材料有用,但它們的選擇通常只是為了測(cè)試的方便和快速。甚至還有一些條件的選擇,是為讓所有產(chǎn)品都能通過(guò)測(cè)試。多數(shù)情況下,人們認(rèn)為如果材料通過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件,那么在戶外或者在實(shí)際使用條件下也是耐用的。但事實(shí)上,按標(biāo)準(zhǔn)要求測(cè)試通常不能分辨勉強(qiáng)通過(guò)和非常耐候的產(chǎn)品差異,標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試有時(shí)也會(huì)將可能在戶外合格的產(chǎn)品剔除掉。最糟糕的情況是,按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的加速老化測(cè)試結(jié)果,無(wú)法將耐候性很差的材料或產(chǎn)品辨別出來(lái)。如果您的產(chǎn)品必須符合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的加速老化測(cè)試中的要求,那您不得不使用該測(cè)試方法。然而,您必須明白,這一測(cè)試結(jié)果僅僅表示您的產(chǎn)品符合(或不符合)這個(gè)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。事實(shí)上,您并沒(méi)有獲得任何關(guān)于您產(chǎn)品的實(shí)際耐候性的結(jié)果。所以,重要的是您不能完全依靠通過(guò)加速老化測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)估您的產(chǎn)品。

研究和產(chǎn)品開發(fā)測(cè)試
    下面討論第二類加速老化測(cè)試——用于研究或產(chǎn)品開發(fā)的測(cè)試。這類測(cè)試的目的是在您開發(fā)產(chǎn)品時(shí),自信地選擇不同的材料或工藝,或者選擇適合您要求的產(chǎn)品。為了建立這些測(cè)試的可信度,您需要與戶外的曝曬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比——因此,關(guān)鍵是首先要開展戶外曝曬實(shí)驗(yàn)。理想的情況是,您有一系列材料或產(chǎn)品的戶外結(jié)果,包括好、中、差。如果您在加速老化測(cè)試中測(cè)試這些材料,您可以使用 Spearman 相關(guān)性評(píng)級(jí)來(lái)很快確定,您所選擇的加速老化測(cè)試條件,對(duì)您的產(chǎn)品是否有用。(關(guān)于使用相關(guān)性評(píng)級(jí)和其他統(tǒng)計(jì)分析技術(shù),可參考 ASTM G169 標(biāo)準(zhǔn),“老化測(cè)試的基本統(tǒng)計(jì)方法應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)指南”。)假設(shè)您的戶外老化測(cè)試不夠充分,無(wú)法使您與加速老化測(cè)試結(jié)果進(jìn)行有意義的比較。您會(huì)問(wèn):“那么我該使用什么樣的加速老化條件呢?”回答這個(gè)問(wèn)題,您要考慮哪種老化類型對(duì)您的客戶來(lái)說(shuō)是最關(guān)鍵的。如果首先考慮顏色穩(wěn)定性,那么您必須要使用氙燈實(shí)驗(yàn)設(shè)備(比如,Q-Sun),因?yàn)樗芴峁┤贤夤庾V和接近太陽(yáng)光的可見(jiàn)光。如果表面完整性(例如,光澤保持率),或者機(jī)械性能耐久性(例如抗沖擊,抗拉強(qiáng)度或柔韌性)最關(guān)鍵,您可以使用熒光紫外UVA曝曬(如,配備UVA-340 燈管的 QUV ),也可以使用氙弧燈曝曬設(shè)備。

QUV

QUV 是加速老化設(shè)備中先進(jìn)真實(shí)再現(xiàn)實(shí)際戶外暴露時(shí)材料表面

    你可以在任何類型的設(shè)備中選擇各種不同的曝曬條件。在您選擇曝曬條件時(shí),有三條原則可以為您提供幫助:高輻照度會(huì)產(chǎn)生快速效果,但是會(huì)增加測(cè)試運(yùn)行費(fèi)用,因?yàn)槟赡苄枰l繁地更換燈管或過(guò)濾器。選擇較高的測(cè)試溫度,但是不要選擇不合實(shí)際的高溫(用于戶外產(chǎn)品的70oC 黑板溫度對(duì)很多材料來(lái)說(shuō),是一個(gè)合適
的設(shè)置)。選擇最可能發(fā)生的潮濕侵蝕(水噴淋、相應(yīng)濕度、冷凝時(shí)間)。在大多數(shù)情況下,當(dāng)材料因露水作用而長(zhǎng)時(shí)間處于潮濕狀態(tài),產(chǎn)品老化會(huì)加速。熒光紫外/冷凝 (
QUV) 暴露是先進(jìn)可以真正給產(chǎn)品表面形成凝露的加速老化測(cè)試。


 Warren Ketola 是老化研究界公認(rèn)的權(quán)威, 在ASTM、ISO 和其他國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織里擔(dān)任領(lǐng)導(dǎo)職務(wù),他在 3M 公司商業(yè)膠帶和交通保障系統(tǒng)工作了37 年,目前是明尼蘇達(dá)州圣保羅 WK 老化咨詢機(jī)構(gòu)的主要負(fù)責(zé)人。