風化試驗

風化試驗

有兩類風化試驗:室外自然風化試驗和在專門的試驗箱裡的加速風化試驗。使用能給予人造光源發出的光和斷續的人工降雨的裝置而研究材料的腐蝕、生鏽、劣化等狀態的試驗。也稱加速耐候試驗。

原理

風化是指地球表面或附近的岩石因大氣因素、水和生物的作用而解體並分解的各種過程。

這些過程中,有些是機械的,如因溫度的突然巨變而引起的膨脹和收縮、水在裂縫中凍結的擴張力、植物根部引起的刺穿以及流水的撞擊等;有些是化學的,如氧化、水合、碳化以及因水的溶解而失去化學元素等。風化很重要,因為它有助於土壤的形成,並為材料的降解(腐蝕)做準備。

有兩類風化試驗:室外自然風化試驗和在專門的試驗箱裡的加速風化試驗。

由於對快速獲得高質量的決策數據的需求增加,所以越來越多公司轉向加速風化試驗。儘管如此,如果沒有經過自然風化的確認和與之關聯,任何加速風化工作都是不完整的。自然風化可以提供所需的數據,以確保產品不會發生花費不菲的責任問題。

在風化實驗室里,將塑膠樣品暴露於強烈的光照、熱和水的循環中。加速試驗不能提供用於準確預測塑膠在實際室外暴露時的老化性能的信息,但通過受控試驗,的確可以進行有意義的材料比較,幫助工程師作出有根據的選擇。

試驗舉例

加速風化實驗包括:

·氙弧光暴露:

ASTM D2565、ASTM D4459、ASTM DG155 IS0 4892、SAE J1885、SAE J1960

·預測性加速風化:

氙弧光HPAW;

·螢光暴露;

·加速風化;

·紫外線輻射、濕氣、熱:

QUV ASTM D4329, D4587, IS0 4892, SAE J2020

·其他。

暴露前後的老化性能評價包括:

·光學試驗;

·光澤:

ASTM D2457、ASTM D523;

·折射指數:

ASTM D542、IS0 489:

·霧霾和光傳遞:

ASTM D751、ASTM D1044:

·三維顏色測定:

按XYZ或LAB刻度;

ASTM D6290,ASTM E1347;

·灰度,按AATCC;

·黃色指數,ASTM E313;

·機械特性與試驗。

Atlas公司提供一整套風化試驗儀器設備以及實驗室加速試驗服務。

為了制定出經過科學設計的風化試驗計畫,該公司研製了Ci4000風化試驗設備,它在將最新的數字和光學方法運用於大型實驗室風化試驗儀器設備方面具有巨大優勢。它還確立了新的可再現性、可重複性和工作效率標準。

Ci4000利用氙燈和一個濾光系統來模擬太陽輻射。它模擬太陽光的紫外、紅外和可見光。利用經過剪裁的可互換的濾光玻璃,可以讓氙燈光譜與產品在使用環境下的光線條件相匹配。

數字式控制系統讓所有用戶都可以體驗到其大部分先進的特點。該系統採用了新的圖示,能夠快速、方便地得到必要的信息,並針對試驗方法、多語言能力和自動化的兩種漆面發光校驗等預先規劃了14個因素。電感測器可以提供相對濕度的測量結果並能自動控制在試件的水平。

工藝

由於光與熱具有系統效應,在黑色塑膠薄膜下的溫度有可能超過50℃,因此非生物過氧化反應得以刺激和提高。多個氙弧風化試驗機可以提供類似的溫度,且產生的UV短波長要高於實驗條件下的太陽光波長,這些都是塑膠在土壤中發生生物降解的實際條件。國際標準描述了典型的商業化實驗室測試技術,基於氙弧風化試驗機可以模擬環境條件,使塑膠降解成為物理碎片。很多年來,這些工藝已經被生產商和用戶用於判斷塑膠產品的耐用性,但是風化工藝卻沒有被列為標準的一部分。

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