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                  首頁 > 技術與支持 > 氙燈老化試驗相當于自然曝曬多長時間?
                  氙燈老化試驗相當于自然曝曬多長時間?
                  點擊次數:79 發布時間:2022-05-20

                  隨著氙燈老化試驗箱、紫外老化試驗箱價格的逐步降低,以及人們質量意識的逐步提高,不光是大專院校、科研院所、專業測試機構從事環境加速老化試驗箱,現在連一般的企業都大量采購和使用加速老化試驗設備,比如:氙燈老化試驗箱、紫外老化試驗箱。

                  但是,人們一直希望讓試驗室里得出的材料和產品的老化性能或者耐老化的時間來推算出該材料或產品在自然曝曬情況下耐候時間和性能。
                            一般而言,我們由于試驗條件的不同、參數不同、設備不同,以及試驗對象的難以一致、曝曬地區、使用地區氣候的巨大差別,所以,一般我們的結論是不能推斷和推算,但是,現在我們通過聚乙烯罩袋固定試驗條件得出相當于自然曝曬的時間,可供參考。
                   
                          當然如果換了試驗對象,則換算因子或者說加速因數就不一樣了。  隨著聚乙烯罩袋在貨運及倉儲中應用的普及,其在使用過程中遇到的老化問題引起了越來越多用戶及生產廠家的重視。為滿足使用需要,通??蛻粢笳执趹敉庾匀粭l件下曝露12個月后仍能保持一定的牢固強度,在通常外力作用下不會輕易破裂?!逗_h危險貨物規則》也明確地要求柔性大宗包裝應足以抵抗由于紫外線等而造成的自然氣候曝露。 戶外曝露的聚乙烯性能的變差是由于太陽光中的短波輻射引起的,通過遮蓋和屏蔽可以有效的防止聚乙烯對太陽能的吸收。為了防止或降低光氧老化作用,可在聚乙烯中添加具有蔽光作用的穩定劑,如炭黑或紫外線吸收劑。但通常廠家很難確定添加多少量的炭黑或紫外線吸收劑就能符合客戶的要求。市場上具有遮蓋和屏蔽作用的炭黑或紫外線吸收劑的價格一般在幾萬元一噸,且種類繁多。就添加何種添加劑,添加比例多少到能達到客戶要求,仍然缺乏一套行之有效的方法。尋找行之有效的人工加速老化測試與計算方法對聚乙烯罩袋的耐老化性能的評估勢在必行。

                          試驗采用平板式氙燈試驗箱、日光Q型過濾器。試驗箱頂部安裝有多個水冷氙燈管,過濾器置于燈管下部。氙燈試驗箱頂部和側部均裝有反射系統以增強輻照度的均勻性。測試樣品安放在燈管下方的樣品托盤上。托盤略微小角度傾斜,以方便使水流走。為獲得準確的、重復性好的測試結果,試驗箱帶有控制光線強度(輻照度)、黑標溫度和相對濕度的控制系統。光強的改變會影響材料損壞的速度,而光譜能量分布的改變則會影響材料的降解速度和類型。

                          測試標準采用ISO 4892—2氙弧燈老化測試方法A中*常用的第1個循環,控制波長在340nm的輻照度為O.51±0.02 W•m之。每120min為一個循環,其中:干燥102min,噴淋18min。干燥時對溫度和相對濕度進行控制:黑標溫度65±3℃、測試室環境溫度38±3℃、相對濕度50±10%。

                          自然氣候曝露受客觀條件的約束和影響比較大,例如:曝露試驗場應選擇在受試產品實際使用環境條件下建立;場地應平坦、空曠、不積水、草高不應超過0.3m;曝露場附近無工廠煙囪和能散發大量腐蝕性化學氣體的設施,避免局部嚴重污染的影響。自然氣候曝露的結果還會隨投試季節的不同而改變。但這種影響會隨曝露時間的延長而減少。

                          為了將實驗室得到的氙燈老化測試數據用于推測自然氣候曝露,需要確定各地區、不同氣候狀況下的太陽輻射量,以及氙燈老化測試與實際使用環境自然氣候曝露的相關性??刂齐療衾匣椛淇偭颗c自然曝露輻射總量相當需要考慮其實際使用環境的輻射強度。例如,如果塑料制品的產地位于中國山東省,而使用地在中國廣東省,則在山東進行的自然氣候曝露結果不能被直接應用于廣東省,需要根據產品的實際使用環境進行換算與推算;如果在中國生產的塑料制品出口到美國,那就需要結合美國當地的情況來對人工老化測試結果進行合理的換算與推算。

                          按接受太陽能輻射量的大小,中國大致上可分為五類地區,美國大致可分為四類地區。對應中國一、二、三、四、五類地區的典型城市分別是:拉薩、山西北部、山東、廣東、四川。對應美國A、B、C、D類地區的典型城市分別是:菲尼克斯、里弗塞德、達拉斯、斯蘭克頓.

                          全球每年因塑料產品老化造成的產品褪色、失光、氧化、開裂、粉化和強度下降,從而導致的直接或間接經濟損失高達數億美元。通過氙燈老化測試,結合各地太陽輻射的年平均輻照量,采用統計學方法,可以在相對較短的時間內推算出相當于自然氣候曝露一年的聚乙烯制品的性能,有效地防止了生產及長時間測試或自然氣候暴露的浪費。

                          人工老化測試時間長、費用高。以氙燈老化測試為例,濾光器使用4000h就應報廢,外濾光罩使用2000h后應報廢,而內濾光罩只能用400h。本文提出的方法可以將實驗室相對時間較短的測試結果迅速地應用于實際使用當中,快速地得到置信度高的結果,可大大節省了測試費用,并明顯提高從產品的設計開發到試制、量產的效率。以美國達拉斯市為代表的美國太陽能輻射C類地區,只需要8l0h就可以推測出相當于一年(8760h)的材料性能;以美國斯蘭克頓市為代表的美國太陽能輻射D類地區,只需要579h就可以推測出相當于一年的材料性能。


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