Materiały polimerowe podczas syntezy, przechowywania, przetwarzania i końcowego zastosowania na wszystkich etapach mogą ulec pogorszeniu, co oznacza pogorszenie właściwości użytkowych materiału, co może objawiać się żółknięciem, względnym spadkiem masy cząsteczkowej, pękaniem powierzchni produktu, utratą połysku, a poważniejsze skutki mogą powodować uderzenia wytrzymałość, wytrzymałość na zginanie, wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie oraz inne właściwości mechaniczne uległy znacznemu zmniejszeniu. Wpływa to w ten sposób na normalne użytkowanie produktów z materiałów polimerowych. Zjawisko to nazywane jest starzeniem chemicznym tworzyw sztucznych, określanym mianem starzenia. Z chemicznego punktu widzenia tworzywa sztuczne, zarówno naturalne, jak i syntetyczne, mają pewną strukturę molekularną, której niektóre części mają słabe wiązania, te słabe wiązania w naturalny sposób stanowią przełom w reakcjach chemicznych. Istotą starzenia tworzyw sztucznych jest nic innego jak reakcja chemiczna, czyli reakcja chemiczna (taka jak reakcja utleniania) z słabymi wiązaniami jako punktem wyjścia i szeregiem reakcji chemicznych. Może to być spowodowane wieloma przyczynami, takimi jak ciepło, światło ultrafioletowe, naprężenia mechaniczne, promieniowanie wysokoenergetyczne, pola elektryczne itp., może to być pojedynczy czynnik lub kombinacja czynników. W rezultacie zmienia się struktura molekularna materiału polimerowego, a względna masa cząsteczkowa zmniejsza się lub powoduje sieciowanie, w związku z czym właściwości materiału pogarszają się i nie można go używać.
Najczęstszymi czynnikami powodującymi starzenie są ciepło i światło ultrafioletowe, ponieważ środowiskiem, w którym tworzywa sztuczne są najbardziej narażone na etapie produkcji, przechowywania, przetwarzania i użytkowania produktu, jest ciepło i światło słoneczne (światło ultrafioletowe). Badanie starzenia tworzyw sztucznych spowodowanego tymi dwoma rodzajami środowisk ma szczególne znaczenie dla praktycznych operatorów.
Maksymalna długość fali aktywacji popularnych polimerów
Po co przeprowadzać testy wypalania?
1. Przegląd materiałów i receptur
2. Porównanie konkurentów
3. Szukaj mechanizmu awarii
4, poprawić odporność na starzenie
5. Oczekiwana długość życia
Zalety i wady ekspozycji na świeżym powietrzu
Bezpośrednia ekspozycja na zewnątrz oznacza bezpośrednią ekspozycję na światło słoneczne i inne warunki klimatyczne i jest najbardziej bezpośrednim sposobem oceny odporności materiałów na warunki atmosferyczne.
Zalety:
To dobry mecz
Prosty i łatwy w obsłudze
Niski koszt bezwzględny
Słabości:
Zwykle okres ten jest bardzo długi
Globalna różnorodność klimatyczna
Czułość różnych próbek jest różna w różnych klimatach
1. Metoda badania starzenia lampy ksenonowej→ Komora do badania starzenia ksenonowego← Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej!
Ksenonowe lampy łukowe symulują pełne spektrum światła słonecznego, które obejmuje widmo światła ultrafioletowego, widzialnego i podczerwonego. Lampy łukowe z filtrem ksenonowym są najlepszym źródłem do testowania stabilności światła produktów takich jak pigmenty, barwniki i tusze, które są wrażliwe na światło długofalowe w świetle słonecznym i świetle widzialnym. Ksenonowe lampy łukowe potrafią precyzyjnie regulować widmowy rozkład energii i symulować naturalne światło w różnych warunkach, od światła słonecznego poza atmosferą po światło słoneczne wpadające przez szklane okno. Ponadto zmieniając intensywność promieniowania, temperaturę, wilgotność i inne parametry lampy ksenonowej, można symulować użytkowanie różnych produktów, np. wewnątrz i na zewnątrz samochodu. Rysunek 3 przedstawia porównanie widmowe pomiędzy różnym natężeniem promieniowania lampy ksenonowej i światłem naturalnym, przy czym natężenie światła wynoszące 0,55W/m2 jest najbardziej zbliżone do światła naturalnego. Obecnie zastosowanie lampy ksenonowej do testu sztucznego przyspieszonego starzenia stało się preferowaną i ogólną metodą badania starzenia optycznego i istnieje wiele odpowiednich metod badania starzenia lamp ksenonowych, takich jak ISO, ASTM, SAE J, GM i tak dalej.
2. Metoda badania starzenia w świetle fluorescencyjnym ultrafioletowym→ Komora do badania starzenia UV ← Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej!
Fluorescencyjna lampa UV to niskociśnieniowa lampa rtęciowa o długości fali 254 nm. Rozkład energii świetlówki UV zależy od widma emisyjnego generowanego przez współistnienie fosforu i dyfuzję szklanej rurki. Lampy fluorescencyjne dzielą się na UVA i UVB, a rodzaj naświetlania określa, jakiego typu lampy UV należy użyć. Poniższa tabela przedstawia klasyfikację i zakres stosowania lamp UV.
Cechy:
UVA:
Cechy: Lampy UVA są szczególnie przydatne do porównywania różnych typów testów polimerów. Ponieważ lampy UVA nie mają mocy wyjściowej poniżej punktu odcięcia 295 nm normalnego światła słonecznego, generalnie degradują materiał wolniej niż lampy UVB. Jednak generalnie dają lepszą korelację z rzeczywistym starzeniem się na zewnątrz.
Typ lampy głównej:
UVA-340: UVA-340 zapewnia optymalną symulację światła słonecznego w obszarze krytycznej fali krótkiej przy 365 nm aż do punktu odcięcia światła słonecznego przy 295 nm. Szczytowa emisja przy 340 nanometrach. Lampy UVA-340 są szczególnie przydatne do testów porównawczych różnych receptur.
UVA-351: UVA-351 naśladuje ultrafioletową część światła słonecznego przechodzącą przez szybę okna. Jest to najbardziej skuteczne w zastosowaniach wewnętrznych, szczególnie w przypadku replikacji utraty polimerów, która ma miejsce w środowiskach okiennych. Lampa ta jest szeroko stosowana w powłokach do urządzeń gospodarstwa domowego i powłokach wnętrz samochodów.
UVB:
Cechy: Lampy UVB są szeroko stosowane do szybkiego i ekonomicznego testowania trwałych materiałów. Obecnie istnieją dwa rodzaje lamp UVB. Wytwarzają tę samą długość fali światła ultrafioletowego, ale całkowita wytworzona energia jest inna. Wszystkie lampy UVB emitują krótkie fale światła ultrafioletowego, 295 nanometrów poniżej punktu odcięcia światła słonecznego. Chociaż jest to test przyspieszany promieniowaniem UV, czasami może prowadzić do nieprawidłowych wyników.
Typ lampy głównej:
Uvb-313el: UVB-313EL to najpowszechniej stosowana lampa QUV do ekspozycji na promieniowanie UVB. Jest bardzo przydatny w maksymalizacji przyspieszenia podczas testowania bardzo trwałych produktów, takich jak powłoki samochodowe i pokrycia dachowe. Lampy UVB-313EL są również często używane w zastosowaniach związanych z kontrolą jakości.
QFS-40: To jest oryginalna lampa QUV. Lampa QFS-40 jest używana od wielu lat i nadal jest zalecana do stosowania w wielu metodach testowych, szczególnie w klasie powłok samochodowych. QFS-40 najlepiej sprawdza się w wariancie QUV/podstawowym.
Normy dotyczące testów wypalania optycznego
ASTM G154/G53 Fluorescencyjna lampa UV Procedura testu ekspozycji dla materiałów niemetalowych
ASTM D4329-05 Test fluorescencyjnego promieniowania UV dla tworzyw sztucznych
ASTM D4674-02a Przyspieszone badanie trwałości koloru tworzyw sztucznych wystawionych na działanie wewnętrznych pomieszczeń biurowych
ISO 4892-3: 2006 Tworzywa sztuczne – Narażenie na laboratoryjne źródła światła – fluorescencyjne lampy ultrafioletowe
GB/T 16422.3-1997 Badania narażenia laboratoryjnych źródeł światła z tworzyw sztucznych – fluorescencyjna lampa ultrafioletowa
Test narażenia na lampę ksenonową ASTM G155/G26 dla materiałów niemetalowych
ASTM D2565-99(2008) Narażenie na plastikowe lampy cylindryczne do użytku na zewnątrz
ASTM D4459-06 Narażenie na ksenon w pomieszczeniach zamkniętych za pomocą lampy plastikowej
ISO 4892-2: 2006 Tworzywa sztuczne – Narażenie na laboratoryjne źródła światła – Lampy ksenonowe
GB/T 16422.2:1999 Test narażenia na laboratoryjne źródło światła z tworzyw sztucznych – lampa ksenonowa