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老翁教你一種評估塑料化合物耐候性的方法

發(fā)布于:2022-11-02

了解如何較好地保護(hù)塑料零件免受氣候影響需要分析幾個(gè)重要因素。應(yīng)考慮聚合物類型、顏色和添加劑。對實(shí)際暴露量的估計(jì)也很關(guān)鍵——例如,可能是沙漠般的條件、潮濕或多雨的天氣,或者是透過窗戶玻璃的陽光。了解客戶如何定義質(zhì)量也很重要,例如,是顏色、光澤和/或物理特性的保持?

各種加速測試方法增加了這種復(fù)雜性,包括戶外測試和熒光-紫外線或氙弧試驗(yàn)箱中的實(shí)驗(yàn)室測試,這些測試用于預(yù)測材料在長期老化下的表現(xiàn)。設(shè)備和材料供應(yīng)商一致認(rèn)為,加速實(shí)驗(yàn)室老化試驗(yàn)是比較配方的得力工具,但它們不是實(shí)際使用壽命的定量預(yù)測工具。然而,對提高加速試驗(yàn)方法預(yù)測準(zhǔn)確性的長期研究正在增加這一領(lǐng)域的信心和可靠性。

耐候性測試方法通常使用特定應(yīng)用條件,如人造草皮、木塑復(fù)合地板、乙烯基壁板或汽車涂料。然而,一個(gè)應(yīng)用程序的標(biāo)準(zhǔn)可能被其他領(lǐng)域借鑒。例如,汽車涂層加速老化的新ASTM標(biāo)準(zhǔn)(ASTM D7869-13)被認(rèn)為與塑料工業(yè)相關(guān),盡管它是為汽車涂層而寫的。幫助制定該標(biāo)準(zhǔn)的巴斯夫(BASF)塑料添加劑技術(shù)經(jīng)理泰德芬尼根(Tad Finnegan)解釋道:“以前的汽車耐候性規(guī)范很快就超出了交通行業(yè)和涂料行業(yè),成為耐候性材料(包括塑料)的‘通用’標(biāo)準(zhǔn)”。

戶外曝曬老化測試

新ASTM加速試驗(yàn)

ASTM D7869-13發(fā)布了運(yùn)輸涂層增強(qiáng)光和水暴露的氙弧暴露試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程,旨在取代SAE J1960和SAE J2527。這些方法自20世紀(jì)80年代以來一直在使用,但現(xiàn)在被認(rèn)為不足以提供與現(xiàn)場結(jié)果有意義的相關(guān)性。

ASTM D7869被視為測試開發(fā)的突破,符合更好地復(fù)制真實(shí)世界曝光的行業(yè)目標(biāo)。根據(jù)紫外線沉積率,ASTM D7869比SAE J2527減少了40%的測試時(shí)間。

Q-Lab技術(shù)應(yīng)用主管Jeffrey Quill指出,ASTM標(biāo)準(zhǔn)是10年研究的結(jié)晶。這項(xiàng)初步研究的最重要的結(jié)果之一是,當(dāng)試圖在佛羅里達(dá)這樣的潮濕環(huán)境(被認(rèn)為是基準(zhǔn)環(huán)境)中復(fù)制暴露時(shí),認(rèn)識到濕度對涂層表面影響的重要性。研究人員仔細(xì)觀察了戶外環(huán)境,并試圖在實(shí)驗(yàn)室中復(fù)制它。例如,研究人員發(fā)現(xiàn),在測試室的黑暗周期中噴水和高濕度,然后是干燥的光照周期,可以較好地復(fù)制佛羅里達(dá)戶外的水分吸收和干燥。

Q-SUN Xe-3塑料氙燈老化測試

ASTM標(biāo)準(zhǔn)測試結(jié)合了這些相關(guān)性研究的結(jié)果?!斑@項(xiàng)測試首次準(zhǔn)確地復(fù)制了幾種主要的老化形式(如光澤喪失、顏色變化、分層和光氧化),因?yàn)樵撗芯繌氐自u估了所有三個(gè)關(guān)鍵風(fēng)化變量(即光、熱和水分)的重要性。過去,研究人員認(rèn)為光譜是與相關(guān)性相關(guān)的主要問題,但我們發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)確再現(xiàn)室外濕度是另一個(gè)關(guān)鍵因素,”Quill解釋道?!靶碌臏y試方法需要開發(fā)一種新的校準(zhǔn)方法,以確保樣品始終保持最低限度的水分含量。所有全球老化標(biāo)準(zhǔn)都應(yīng)考慮使用這種校準(zhǔn)方法的最小水量和驗(yàn)證。

這種新方法還要求使用具有精確光譜匹配的光源,以滿足更嚴(yán)格的日光定義。Q-Lab的日光濾光片符合這個(gè)新定義。該方法需要重新定位樣品,這在以前僅被推薦,并要求更真實(shí)的溫度循環(huán)。