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Atlas氣候老化箱人工加速老化和自然老化的區別

日期:2021-11-02 16:39
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摘要:Atlas氣候老化箱人工加速老化和自然老化的區別 人工加速老化和自然老化測試結果間的相關性問題一直是業內關注的熱點。一般來說,工業上要求快速地得出老化測試結果,同時要求實驗室人工加速老化和自然老化測試結果間有較好的相關性,然而實際上這兩個要**相互矛盾的。人工加速老化方法使用比實際環境更高的測試溫度、更短波長光源、更大的輻照強度,在加速材料老化進程的同時,降低了與自然條件材料老化結果的相關性

Atlas氣候老化箱人工加速老化和自然老化的區別


紫外光老化


自然老化和人工加速老化各有自己的優勢和不足,這也是一直是人們在研究的特征,在很多的地方需要用老化測試,由于生產的周期和市場變化等因素,長時間的自然測試不太科學,必須要做到快速有效的測試,Atlas氣候老化箱為滿足市場需求人生,這里就人工加速老化Atlas氣候老化箱和自然老化做對比分析。

本實驗選用了環氧涂料、聚氨酯涂料以及聚酯涂料,分別進行戶外自然曝曬和紫外人工加速老化實驗,記錄實驗中樣品光澤和顏色的變化。

戶外自然曝曬實驗

由于全球各地戶外自然曝曬的情況很不相同,為了準確地評價實驗,這里選擇了三種不同的典型氣候類型:亞熱帶氣候(佛羅里達的邁阿密)、沙漠氣候(亞利桑那的鳳凰城)和美國北方工業型氣候(俄亥俄州的克里夫蘭)。

戶外自然曝曬嚴格按照ASTM G7《非金屬材料的戶外自然曝曬試驗標準》執行。被測試樣的背板為厚1.6mm的夾板,試樣架 45 °,朝南。

人工加速老化實驗

人工加速老化測試按照ASTM G154 《非金屬材料的紫外老化測試方法》執行。實驗設備為紫外加速老化試驗機 。該試驗箱具有閉環反饋回路系統控制,可設定并控制UV光輻照強度。試驗使用UVA-340紫外燈管,光強峰值為343nm,截止點為295nm。為了排除不同溫度對實驗結果的影響,測試溫度統一設定在50 ℃。

實驗分別在三種不同的循環條件下測試:

條件14h紫外光照射,4h冷凝;UVA-340燈管的輻照點控制在0.83W/m2 * nm@340nm;整個測試循環溫度控制在50 ℃。本測試循環中紫外的輻照強度相當于夏天正午的太陽光照。

條件24h紫外光照射,4h冷凝;UVA-340燈管的輻照點控制在1.35W/m2 *nm@340nm;整個測試循環溫度控制在50 ℃。條件2與條件1基本類似,但輻照度更強。

條件34h紫外光照射(100%紫外輻照,無冷凝,無暗周期);UVA-340燈管的輻照點控制在1.35W/m2*nm@340nm;整個測試循環溫度控制在50 ℃。

另外,紡織材料常見的老化現象有以下幾種情況。

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一、氙燈老化

1、氙燈光源被認為是*能模擬全太陽光譜的光源,氙燈譜中含有的短于太陽輻射被切斷的紫外波長,可通過濾片過濾掉。此 外,氙燈光源還可實現光的強度、溫度和光照期/黑暗期及濕度的自動控制,模擬和強化高分子材料在自然氣候中受到的光、熱、空氣、溫度、濕度和降雨為主要老化破壞的環境因素,快速模擬不同氣候的日光曝曬效果,從而獲得近似于自然氣候的耐候性。目前使用氛燈進行人工加速老化試驗已成為一種優選的、通用的光老化試驗方法,因而相應的氛燈老化試驗方法也很多。

2、使用到的設備:氙燈老化試驗機

二、熱老化

1、熱老化實驗通過加速材料在氧、熱作用下的老化進程,反映材料耐熱氧老化性能。烘箱法老化試驗是耐熱性試驗的常用方法, 根據材料的使用要求和實驗目的確定實驗溫度。溫度上限可根據有關技術規范確定,一般對于熱塑性材料應低于其維卡軟化點,對于熱固性材料應低于其熱變形溫度,或者通過探索實驗,選取不致造成試樣分解或明顯變形的溫度。將試樣置于選定條件的熱烘箱內,周期性地檢查和測試試樣外觀和性能的變化,從而評價試樣的耐熱性。這種方法常用于塑料和橡膠,信息記錄介質的耐熱試驗也常采用此方法。主要通行的實驗方法有塑料熱空氣曝露實驗方法、硫化橡膠或熱塑性橡膠熱空氣加速老化和耐熱實驗及漆膜耐熱性測定法。

2、使用到的設備:高溫老化試驗箱

三、高壓加速老化

1、高壓老化箱加速老化測試產品在高溫、高溫高濕及壓力的氣候環境下的貯存、運輸和使用時的性能試驗,主要用于對電工、 電子產品,元器件、零部件、金屬材料及其材料在模擬高溫、高溫高濕及壓力的氣候條件下,對產品的物理以及其它相關性能進行測試,測試后,通過檢定來判斷產 品的性能是否能夠達到要求,以便供產品的設計、改進、檢定及出廠檢驗使用。

2、使用到的設備:HAST高壓加速老化試驗箱、 PCT高壓加速老化試驗箱

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(1)熒光紫外燈是波長為254nm的低壓汞燈, 由于加人磷共存物使轉換成較長的波長, 熒光紫外燈的能量分布取決于磷共存物產生的發射光譜和玻璃管的傳擴。熒光紫外燈具有特定光譜段。目前有兩種類型,即UVA(351、340)UVB(313F40)。UVA -340型燈能很好地模擬太陽光中的短波長紫外光光譜范圍,其光譜能量分布與從太陽光譜中360nm處分出的光譜圖很相近,更接近于太陽光的光譜;UVA因與自然曝曬更接近作為首推。UVB對材料的破壞速度更快。熒光紫外燈因自身內在的光譜穩定性使輻照度控制簡單化。它的光譜能量分布不會隨時間變化,這與前面提到的氙弧燈有區別。這一特點提高了實驗結果的重現性。使用紫外燈老化實驗的主要優勢在于它的冷凝過程能夠模擬較為符合實際的室外潮濕環境對材料的破壞作用。迄今為止,對人工加速老化采用的光源在國際上尚未取得完全一致的意見,西歐國家積極推薦的模擬性較好為氙燈光源,美國和日本等國仍持異議。

(2)紫外熒光燈設備可通過控制亮暗循環變化、溫度、濕度和噴水的變化以及燈管的改變來提供模擬白天黑夜、不同的溫度、戶內、戶外等各種外界環境條件。紫外熒光燈對太陽光紫外部分的模擬程度較碳弧燈好,但還是人為地增加了紫外部分的光譜能量。由于紫外熒光燈人工老化試驗方法可以較快地考核材料耐老化性能,因此在很多標準中還在采用,常用的設備是UV紫外線老化試驗箱。針對于紫外光的老化,可以用耐光色牢度儀檢測織物材料的耐老化性能。

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