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氙弧灯试验箱在试验过程中主要有哪四类问题?

作者: 氙弧灯试验箱 来源: 林频仪器 发布日期: 2020-08-03 10:05

  氙弧灯试验箱条件的选择:
  这个问题实际上可以理解为应该模拟哪些老化因素。在高分子材料的使用过程中,气候环境中的许多因素都会对高分子材料的老化产生影响。如果事先知道导致老化的主要因素,可以有针对性地选择测试方法。从材料的运输、储存、使用环境及其老化机理等方面确定试验方法。例如,硬质聚氯乙烯型材是以聚氯乙烯为原料,加入稳定剂、颜料等添加剂加工而成,主要用于户外。考虑到聚氯乙烯的老化机理,聚氯乙烯很容易受热分解;考虑到使用环境,氧气、紫外线、热、空气中的水分都是造成型材老化的原因。因此,在国家标准GB/T8814-2004《门窗用未增塑聚氯乙烯(PVC-U)型材》中,既规定了光氧化试验方法,也规定了GB/T16422.2《塑料实验室光源曝露试验方法第二部分:氙弧灯》老化4000h或6000h,模拟室外紫外线和可见光、温度、湿度、降雨等因素,同时还规定了热氧老化项目:加热状态,放置在150℃下30分钟,目测观察有无气泡、裂纹、点蚀或分离,考察型材的耐热性。另一个例子是我国在国际市场上具有竞争力的产品:外贸鞋。在使用过程中,阳光下的紫外线是造成鞋子变色、褪色的主要原因。因此,有必要用紫外线灯箱进行耐黄变试验。常用鞋类耐黄变试验箱采用30WUV灯,样品距光源20cm,照射3小时后观察颜色变化。同时,在运输过程中,集装箱内闷热潮湿的环境会导致鞋面、鞋底和胶水变色、斑点,甚至变质。因此,在装运和运输前,有必要考虑湿热老化试验,模拟集装箱内的高温高湿环境,在70℃和95%相对湿度下进行48小时试验后,观察外观和颜色的变化。
氙弧灯试验箱在试验过程中主要有哪四类问题?
  氙弧灯试验箱光源的选择:
  实验室光源曝露试验可以在试验箱中同时模拟大气可见环境中的光、氧、热和降雨。它是目前比较常用的人工加速老化试验方法。在这些模拟因素中,光源是很重要的。经验表明,在阳光下对聚合物材料造成损伤的波长主要集中在紫外线和部分可见光中。目前使用的人工光源试图使该波长范围内的能谱分布曲线接近太阳光谱,而模拟和加速放大是选择人工光源的主要依据。经过近一个世纪的发展,实验室光源有封闭式碳弧灯、日光碳弧灯、荧光紫外灯、氙弧灯、高压汞灯等多种光源。国际标准化组织(ISO)有关高分子材料的各技术委员会主要推荐使用三种光源:日光型碳弧灯、荧光紫外线灯和氙弧灯。
  氙弧灯
  目前认为光谱能量
  氙弧灯在已知的人工光源中的分布与太阳光的紫外线和可见光部分相似。通过选择合适的滤波器,大部分到达地面的短波辐射可以被滤除。氙灯在1000nm~1200nm的近红外区有很强的辐射峰,会产生大量的热量。因此,必须选择合适的冷却装置来带走这部分能量。目前市场上氙灯老化试验装置的冷却方式有水冷和风冷两种。ONONONE一般来说,水冷氙灯装置的冷却效果比风冷装置好,而且结构更复杂,价格更昂贵。由于氙灯紫外线部分的能量增加小于其他两个光源,因此加速度放大率较低。2.2紫外线荧光灯
  理论上,300nm~400nm的短波能量是引起老化的主要因素。如果增加这部分能量,就可以达到快速检测的效果。荧光紫外灯的光谱分布主要集中在紫外光部分,因此可以获得较高的加速度放大倍数。然而,紫外线荧光灯不仅增加了自然光中的紫外线能量,而且在地球表面测量时,也增加了非自然阳光下的辐射能,这部分能量会造成非自然的损害。此外,荧光光源除了窄的水银光谱线外,没有高于375nm的能量,因此对较长波长紫外线能量敏感的材料在自然阳光下可能不会发生变化。由于这些固有缺陷,可能会得到不可靠的结果。因此,对紫外荧光灯的模拟效果较差。然而,由于其高加速率,通过选择合适的灯管类型可以实现对特定材料的快速筛选。
  日光碳弧灯
  日光型碳弧灯在我国目前很少使用,但在日本却是广泛使用的光源。大多数JIS标准使用日光型碳弧灯。许多与日本有合资企业的中国汽车公司仍然推荐这种光源。日光型碳弧灯的光谱能量分布也更接近太阳光,但紫外线集中在370nm-390nm。仿真结果不如氙灯,加速度放大倍数介于氙灯和紫外线灯之间。
  试验时间的确定:
  参考相关产品标准
  老化试验时间在相关产品标准中有规定。我们只需要找到相关的标准,并按照其中规定的时间执行。许多国家标准和行业标准都对此作出了规定。表1列出了一些常见产品标准中的老化时间要求。3.2基于已知相关性的计算
  研究表明,ABS的颜色稳定性是通过颜色和黄变指数的变化来评价的。人工加速老化与自然大气暴露有很好的相关性,加速速率约为7。如果您想了解某ABS材料在室外使用一年后,在相同的试验条件下,其颜色变化情况,可以参考加速度放大倍数来确定加速老化时间365x24/7=1251h。
  长期以来,国内外对相关问题进行了大量的研究,得到了许多转换关系。然而,由于高分子材料的多样性、加速老化试验设备和方法的不同,以及时间和地区气候的差异,换算关系复杂。因此,在选择换算关系时,一定要注意具体材料的老化情况
  得出设备、试验条件、性能评价指标等因素的相关性。
  人工加速老化辐射总量控制在自然照射总辐射量上
  对于一些没有相应标准、没有参考相关产品的产品,可以考虑实际使用环境的辐射强度,将人工加速老化辐射总量控制在与自然暴露辐射总量相当的水平上。
  下面举例说明如何控制人工加速老化的总辐射量:
  北京地区使用某塑料制品,预计人工加速老化的总辐射量相当于一年的室外暴露量。
  步骤:本品为塑料制品,室外使用,选用GB/T16422.2-1996《塑料实验室光源曝露试验方法第2部分:氙弧灯》中的a法。试验条件为:辐射强度0.50W/m2None(340nm),黑板温度65℃,柜体温度40℃,相对湿度50%,喷水时间/非喷水时间18min/102min,连续光照;
  第二步:由表2可知,根据国际标准CIENo85-1989(见GB/T16422.1-1996表3)比较人工光源和自然光的光谱分布,北京市年总辐射量为5609MJ/m2。塑料实验室光源曝露试验方法第部分:引用于“氙弧灯”,紫外区和可见光区(300nm-800nm)占62.2%,为3489MJ/m2。
  第三步:根据GB/T16422.2-1996,当340nm辐射强度为0.50W/m2时,在红外和可见光区域(300nm~800nm)的辐射强度为550W/m2,辐射时间可计算为3489X106/550=6.344X106s,即1762h,按此计算方法,加速率约为5。由于自然老化不是简单的辐射强度的叠加,只有当确定阳光是造成这种物质的原因时,才会出现这种情况。
  绩效考核指标的选择:
  绩效考核指标的选择主要从材料的使用和材料本身的特点两个方面考虑。4.1根据物料使用情况确定评价指标
  对于同一种材料,由于其用途不同,可以选择的评价指标也不同。例如,如果它也是一种涂料,如果是用来装饰的,就必须考虑其外观的变化。在GB/T1766-1995《油漆和清漆涂层老化分级》中,详细规定了光泽、变色、粉化、泛金等各种外观变化的分级方法。
 
  

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