ItuRuang uji penuaan UVadalah perangkat eksperimental yang digunakan untuk mensimulasikan radiasi ultraviolet sinar matahari dan kondisi panas lembab untuk mempercepat proses penuaan bahan. Ini banyak digunakan dalam ilmu material, pelapis, plastik, karet, tekstil, suku cadang mobil dan industri lainnya untuk mengevaluasi ketahanan cuaca dan kinerja anti-penuaan bahan di lingkungan luar ruangan. Sekarang telah menjadi salah satu peralatan penting dalam produksi industri. Kami adalah produsen profesional ruang penuaan UV dengan pengalaman lebih dari 20 tahun. Selamat datang untuk bertanya!
1. Pemilihan kondisi uji penuaan dipercepat buatan
Pertanyaan ini sebenarnya dapat dipahami sebagai faktor penuaan apa saja yang harus disimulasikan. Selama penggunaan bahan polimer, banyak faktor lingkungan iklim yang mungkin berdampak pada penuaan bahan polimer. Jika faktor utama penyebab penuaan diketahui sebelumnya, maka metode pengujian dapat dipilih secara tepat sasaran.
Kita dapat menentukan metode pengujian dengan mempertimbangkan transportasi, penyimpanan, lingkungan penggunaan dan mekanisme penuaan material. Misalnya, profil polivinil klorida kaku dibuat dari polivinil klorida sebagai bahan mentah dan ditambahkan bahan tambahan seperti zat penstabil dan pigmen. Mereka terutama digunakan di luar ruangan. Mengingat mekanisme penuaan PVC, PVC mudah terurai saat dipanaskan; mempertimbangkan lingkungan penggunaan, oksigen, sinar ultraviolet, panas dan kelembapan di udara merupakan penyebab penuaan profil.
Oleh karena itu, standar nasional GB/T8814-2004 "Profil polivinil klorida (PVC-U) tidak plastis untuk pintu dan jendela" tidak hanya menetapkan metode uji penuaan fotooksigen, tetapi juga mengadopsi GB/T16422.2 "Sumber Cahaya Laboratorium Plastik Uji Eksposur" Bagian 2 dari metode: Penuaan lampu busur Xenon selama 4000 jam atau 6000 jam, mensimulasikan faktor-faktor seperti sinar ultraviolet luar ruangan dan cahaya tampak, suhu, kelembapan, curah hujan, dll., dan juga menetapkan item penuaan oksigen termal: keadaan setelah pemanasan , ditempatkan pada suhu 150 derajat selama 30 menit, observasi visual Periksa apakah ada gelembung, retakan, lubang atau pemisahan untuk memeriksa ketahanan panas profil. Contoh lainnya adalah produk negara saya yang memiliki daya saing di pasar internasional: sepatu ekspor perdagangan luar negeri. Selama penggunaan, sinar ultraviolet dari sinar matahari menjadi penyebab utama perubahan warna dan pudarnya sepatu. Oleh karena itu, perlu menggunakan kotak sinar UV untuk menguji ketahanannya terhadap kekuningan.
Ruang uji ketahanan alas kaki menguning yang umum digunakan menggunakan lampu UV 30W. Sampel berjarak 20cm dari sumber cahaya. Perubahan warna diamati setelah 3 jam pemaparan. Pada saat yang sama, selama pengangkutan, lingkungan yang panas, lembab, dan keras di dalam wadah akan menyebabkan perubahan warna, noda, dan bahkan kerusakan pada bagian atas, sol, dan lem sepatu. Oleh karena itu, sebelum pengiriman, perlu dipertimbangkan untuk melakukan uji penuaan ketahanan panas dan kelembapan untuk mensimulasikan lingkungan panas tinggi dan kelembapan tinggi di dalam wadah. Dalam kondisi kelembaban relatif 70 derajat dan 95%, amati penampakan dan perubahan warna setelah 48 jam pengujian.
2. Pemilihan sumber cahaya untuk uji penuaan dipercepat buatan
Uji paparan sumber cahaya laboratorium: Secara bersamaan dapat mensimulasikan cahaya, oksigen, panas, curah hujan, dan faktor lain di lingkungan atmosfer yang terlihat di ruang uji. Ini adalah metode uji penuaan dipercepat buatan yang umum digunakan. Di antara faktor simulasi ini, sumber cahaya relatif penting. Pengalaman menunjukkan bahwa panjang gelombang sinar matahari yang menyebabkan kerusakan pada bahan polimer terutama terkonsentrasi pada sinar ultraviolet dan beberapa cahaya tampak.
Sumber cahaya buatan yang digunakan saat ini berupaya membuat kurva distribusi spektrum energi pada rentang panjang gelombang ini mendekati spektrum matahari. Simulasi dan tingkat akselerasi menjadi dasar utama pemilihan sumber cahaya buatan. Setelah sekitar satu abad pengembangan, sumber cahaya laboratorium mencakup lampu busur karbon tertutup, lampu busur karbon tipe sinar matahari, lampu ultraviolet fluoresen, lampu busur xenon, lampu merkuri bertekanan tinggi, dan sumber cahaya lain yang dapat dipilih. Komite teknis terkait bahan polimer di Organisasi Internasional untuk Standardisasi (ISO) terutama merekomendasikan penggunaan tiga sumber cahaya: lampu busur karbon sinar matahari, lampu ultraviolet fluoresen, dan lampu busur xenon.
1. Pemilihan kondisi uji penuaan dipercepat buatan
Pertanyaan ini sebenarnya dapat dipahami sebagai faktor penuaan apa saja yang harus disimulasikan. Selama penggunaan bahan polimer, banyak faktor lingkungan iklim yang mungkin berdampak pada penuaan bahan polimer. Jika faktor utama penyebab penuaan diketahui sebelumnya, maka metode pengujian dapat dipilih secara tepat sasaran.
Kita dapat menentukan metode pengujian dengan mempertimbangkan transportasi, penyimpanan, lingkungan penggunaan dan mekanisme penuaan material. Misalnya, profil polivinil klorida kaku dibuat dari polivinil klorida sebagai bahan mentah dan ditambahkan bahan tambahan seperti zat penstabil dan pigmen. Mereka terutama digunakan di luar ruangan. Mengingat mekanisme penuaan PVC, PVC mudah terurai saat dipanaskan; mempertimbangkan lingkungan penggunaan, oksigen, sinar ultraviolet, panas dan kelembapan di udara merupakan penyebab penuaan profil.
Oleh karena itu, standar nasional GB/T8814-2004 "Profil polivinil klorida (PVC-U) tidak plastis untuk pintu dan jendela" tidak hanya menetapkan metode uji penuaan fotooksigen, tetapi juga mengadopsi GB/T16422.2 "Sumber Cahaya Laboratorium Plastik Uji Eksposur" Bagian 2 dari metode: Penuaan lampu busur Xenon selama 4000 jam atau 6000 jam, mensimulasikan faktor-faktor seperti sinar ultraviolet luar ruangan dan cahaya tampak, suhu, kelembapan, curah hujan, dll., dan juga menetapkan item penuaan oksigen termal: keadaan setelah pemanasan , ditempatkan pada suhu 150 derajat selama 30 menit, observasi visual Periksa apakah ada gelembung, retakan, lubang atau pemisahan untuk memeriksa ketahanan panas profil. Contoh lainnya adalah produk negara saya yang memiliki daya saing di pasar internasional: sepatu ekspor perdagangan luar negeri. Selama penggunaan, sinar ultraviolet dari sinar matahari menjadi penyebab utama perubahan warna dan pudarnya sepatu. Oleh karena itu, perlu menggunakan kotak sinar UV untuk menguji ketahanannya terhadap kekuningan.
Ruang uji ketahanan alas kaki menguning yang umum digunakan menggunakan lampu UV 30W. Sampel berjarak 20cm dari sumber cahaya. Perubahan warna diamati setelah 3 jam pemaparan. Pada saat yang sama, selama pengangkutan, lingkungan yang panas, lembab, dan keras di dalam wadah akan menyebabkan perubahan warna, noda, dan bahkan kerusakan pada bagian atas, sol, dan lem sepatu. Oleh karena itu, sebelum pengiriman, perlu dipertimbangkan untuk melakukan uji penuaan ketahanan panas dan kelembapan untuk mensimulasikan lingkungan panas tinggi dan kelembapan tinggi di dalam wadah. Dalam kondisi kelembaban relatif 70 derajat dan 95%, amati penampakan dan perubahan warna setelah 48 jam pengujian.
2. Pemilihan sumber cahaya untuk uji penuaan dipercepat buatan
Uji paparan sumber cahaya laboratorium: Secara bersamaan dapat mensimulasikan cahaya, oksigen, panas, curah hujan, dan faktor lain di lingkungan atmosfer yang terlihat di ruang uji. Ini adalah metode uji penuaan dipercepat buatan yang umum digunakan. Di antara faktor simulasi ini, sumber cahaya relatif penting. Pengalaman menunjukkan bahwa panjang gelombang sinar matahari yang menyebabkan kerusakan pada bahan polimer terutama terkonsentrasi pada sinar ultraviolet dan beberapa cahaya tampak.
Sumber cahaya buatan yang digunakan saat ini berupaya membuat kurva distribusi spektrum energi pada rentang panjang gelombang ini mendekati spektrum matahari. Simulasi dan tingkat akselerasi menjadi dasar utama pemilihan sumber cahaya buatan. Setelah sekitar satu abad pengembangan, sumber cahaya laboratorium mencakup lampu busur karbon tertutup, lampu busur karbon tipe sinar matahari, lampu ultraviolet fluoresen, lampu busur xenon, lampu merkuri bertekanan tinggi, dan sumber cahaya lain yang dapat dipilih. Komite teknis terkait bahan polimer di Organisasi Internasional untuk Standardisasi (ISO) terutama merekomendasikan penggunaan tiga sumber cahaya: lampu busur karbon sinar matahari, lampu ultraviolet fluoresen, dan lampu busur xenon.
1), lampu busur xenon
Saat ini diyakini bahwa distribusi energi spektral lampu busur xenon di antara sumber cahaya buatan yang diketahui paling mirip dengan bagian sinar ultraviolet dan sinar tampak. Dengan memilih filter yang tepat, sebagian besar radiasi gelombang pendek sinar matahari yang mencapai tanah dapat disaring. Lampu Xenon memiliki radiasi yang kuat di wilayah inframerah 1000nm~1200nm dan menghasilkan panas dalam jumlah besar.
Oleh karena itu, perangkat pendingin yang sesuai harus dipilih untuk menghilangkan energi ini. Saat ini, terdapat dua metode pendinginan alat uji penuaan lampu xenon di pasaran: berpendingin air dan berpendingin udara. Secara umum, efek pendinginan perangkat lampu xenon berpendingin air lebih baik dibandingkan perangkat berpendingin udara. Pada saat yang sama, strukturnya lebih kompleks dan harganya lebih mahal. Karena energi bagian ultraviolet dari lampu xenon meningkat lebih sedikit dibandingkan dua sumber cahaya lainnya, maka tingkat akselerasinya paling rendah.
2), lampu UV neon
Secara teoritis, energi gelombang pendek 300nm~400nm merupakan faktor utama penyebab penuaan. Jika energi ini ditingkatkan, pengujian cepat dapat dilakukan. Distribusi spektral lampu UV fluoresen terutama terkonsentrasi pada bagian ultraviolet, sehingga dapat mencapai tingkat akselerasi yang lebih tinggi.
Namun lampu UV fluoresen tidak hanya meningkatkan energi ultraviolet pada sinar matahari alami, tetapi juga memancarkan energi yang tidak terdapat pada sinar matahari alami bila diukur di permukaan bumi, dan energi ini dapat menyebabkan kerusakan yang tidak wajar. Selain itu, kecuali garis spektral merkuri yang sangat sempit, sumber cahaya fluoresen tidak memiliki energi yang lebih tinggi dari 375nm, sehingga bahan yang sensitif terhadap energi UV dengan panjang gelombang lebih panjang mungkin tidak berubah seperti saat terkena sinar matahari alami. Kelemahan yang melekat ini dapat menyebabkan hasil yang tidak dapat diandalkan.
Oleh karena itu, lampu UV fluoresen tidak dapat disimulasikan dengan baik. Namun, karena tingkat akselerasinya yang tinggi, penyaringan material tertentu secara cepat dapat dicapai dengan memilih jenis lampu yang sesuai.
3), lampu busur karbon tipe sinar matahari
Lampu busur karbon tipe sinar matahari saat ini jarang digunakan di negara kita, namun merupakan sumber cahaya yang banyak digunakan di Jepang. Kebanyakan standar JIS menggunakan lampu busur karbon tipe sinar matahari. Banyak perusahaan mobil di negara saya yang merupakan perusahaan patungan dengan Jepang masih merekomendasikan penggunaan sumber cahaya ini. Distribusi energi spektral lampu busur karbon surya juga lebih dekat dengan sinar matahari, namun sinar ultraviolet dari 370nm hingga 390nm terkonsentrasi dan diperkuat. Simulasinya tidak sebaik lampu xenon, dan tingkat akselerasinya antara lampu xenon dan lampu ultraviolet.
3. Metode penentuan waktu uji penuaan dipercepat buatan
1), mengacu pada standar dan peraturan produk yang relevan
Standar produk terkait telah menetapkan waktu pengujian penuaan. Kita hanya perlu menemukan standar yang relevan dan melaksanakannya sesuai waktu yang ditentukan di dalamnya. Banyak standar nasional dan standar industri yang menetapkan hal ini.
2), ekstrapolasi berdasarkan korelasi yang diketahui
Penelitian menunjukkan bahwa stabilitas warna ABS dinilai melalui perubahan warna dan indeks kekuningan. Penuaan yang dipercepat secara buatan memiliki korelasi yang baik dengan paparan atmosfer alami, dan tingkat percepatannya sekitar 7. Jika Anda ingin mengetahui perubahan warna bahan ABS tertentu setelah satu tahun penggunaan di luar ruangan, dan menggunakan kondisi pengujian yang sama, Anda dapat merujuk dengan tingkat percepatan untuk menentukan waktu penuaan yang dipercepat 365x24/7=1251jam.
Sejak lama, banyak penelitian telah dilakukan mengenai isu korelasi di dalam dan luar negeri, dan banyak pula hubungan konversi yang diturunkan. Namun, karena keragaman bahan polimer, perbedaan peralatan dan metode uji penuaan yang dipercepat, serta perbedaan iklim pada waktu dan wilayah yang berbeda, hubungan konversi menjadi rumit. Oleh karena itu, ketika memilih hubungan konversi, kita harus memperhatikan bahan spesifik, peralatan yang menua, kondisi pengujian, indikator evaluasi kinerja, dan faktor lain yang memperoleh korelasi tersebut.
3). Mengontrol jumlah total radiasi penuaan yang dipercepat secara artifisial agar setara dengan jumlah total radiasi paparan alami.
Untuk beberapa produk yang tidak memiliki standar yang sesuai dan tidak ada referensi untuk korelasi, intensitas radiasi dari lingkungan penggunaan sebenarnya dapat dipertimbangkan, dan jumlah total radiasi penuaan yang dipercepat secara artifisial harus dikontrol agar setara dengan jumlah total radiasi paparan alami. .
Contoh: Cara mengontrol jumlah radiasi total dari penuaan dipercepat buatan
Produk plastik tertentu digunakan di wilayah Beijing, dan diharapkan dapat mengontrol jumlah total radiasi penuaan buatan yang dipercepat agar setara dengan satu tahun paparan di luar ruangan.
Langkah 1: Karena produk ini adalah produk plastik dan digunakan di luar ruangan, pilih Metode A di GB/T16422.2-1996 "Metode Uji Paparan Sumber Cahaya Laboratorium Plastik Bagian 2: Lampu Busur Xenon".
Kondisi pengujian adalah: intensitas iradiasi 0.50W/m2 (340nm), suhu papan tulis 65 derajat, suhu kotak 40 derajat, kelembapan relatif 50%, waktu penyemprotan air/waktu tanpa penyemprotan air 18 menit/102 menit, cahaya terus menerus;
Langkah 2: Total radiasi tahunan di Beijing adalah sekitar 5609MJ/m2. Menurut standar internasional CIENo85-1989 (GB/T16422.1-1996 "Metode Uji Paparan Sumber Cahaya Laboratorium Plastik" untuk membandingkan distribusi spektral sumber cahaya buatan dan sinar matahari alami) Bagian: Dikutip dalam "Xenon Arc Lampu"); dimana daerah ultraviolet dan daerah tampak (300nm~800nm) mencapai 62,2%, atau 3489MJ/m2.
Langkah 3: Menurut GB/T16422.2-1996
Ketika intensitas iradiasi 340nm adalah 0,50W/m2, intensitas iradiasi di area inframerah dan daerah tampak (300nm~800nm) adalah 550W/m2; waktu iradiasi dapat dihitung sebagai 3489X106/550=6.344X106s, yaitu 1762 jam. Menurut metode perhitungan ini, faktor percepatannya adalah sekitar 5. Karena penuaan alami bukanlah superposisi sederhana dari intensitas iradiasi, maka hanya ditentukan bahwa sinar mataharilah yang menyebabkan material tersebut.
4. Pemilihan indikator evaluasi kinerja untuk uji penuaan dipercepat buatan
Pemilihan indikator evaluasi kinerja terutama dipertimbangkan dari dua aspek yaitu penggunaan materi dan karakteristik materi itu sendiri.
1) Menentukan indeks evaluasi sesuai dengan penggunaan materi. Untuk bahan yang sama, karena kegunaannya yang berbeda, indeks evaluasi yang berbeda dapat dipilih. Misalnya, jika cat yang sama digunakan untuk dekorasi, perubahan tampilannya harus diperhatikan. Dalam GB/T1766-1995 "Peringkat Penuaan Cat dan Pelapis Pernis", metode pemeringkatan untuk berbagai perubahan tampilan seperti kilap, perubahan warna, pengapuran, dan penyelesaian akhir emas ditentukan secara rinci.
Untuk beberapa pelapis fungsional, seperti pelapis anti korosi, perubahan warna dan tampilan pada tingkat tertentu dapat diterima. Saat ini, ketika memilih indikator evaluasi, pertimbangan utamanya adalah ketahanan retak, tingkat bubuk, dll. Ini juga merupakan polivinil klorida (PVC). Jika digunakan untuk membuat bagian atas sepatu, ketahanannya terhadap kekuningan harus diperhatikan. Jika digunakan pada pipa saluran air hujan, persyaratan perubahan tampilannya tidak tinggi, dan sifat fisik dan mekanik material berubah, seperti tarikan. Perubahan kekuatan tarik menjadi indeks penilaian utama.
2) Menentukan indeks penilaian berdasarkan karakteristik materi itu sendiri. Untuk bahan yang sama, sifat-sifat yang berbeda akan menurun dengan kecepatan yang tidak sama selama proses penuaan. Dengan kata lain, sifat-sifat tertentu sensitif terhadap lingkungan dan menurun dengan cepat, yang merupakan faktor utama penyebab kerusakan material. Ketika memilih indikator evaluasi, sifat-sifat sensitif ini harus dipilih. Penelitian menunjukkan bahwa untuk sebagian besar plastik rekayasa, kekuatan benturannya sangat berubah dan menurun secara signifikan selama uji penuaan alami.
Oleh karena itu, ketika melakukan uji penuaan plastik rekayasa, prioritas harus diberikan pada pemilihan penurunan kekuatan benturan sebagai indeks evaluasi. Kekuatan impak juga sangat sensitif terhadap penuaan polipropilen dan merupakan indikator utama untuk menilai kinerja penuaan. Untuk bahan polietilen, penurunan perpanjangan putus lebih jelas dan merupakan indeks evaluasi prioritas. Untuk polivinil klorida, kekuatan tarik dan kekuatan benturan menurun relatif cepat, dan salah satunya harus dipilih untuk dievaluasi berdasarkan situasi aktual.
Dalam standar nasional GB/T8814-2004 "Profil polivinil klorida (PVC-U) tidak plastis untuk pintu dan jendela", tingkat retensi kekuatan benturan setelah penuaan Lebih besar dari atau sama dengan 60% dipilih sebagai indikator kualifikasi; dalam standar industri ringan QB/T2480 -2000 Pipa dan perlengkapan air hujan polivinil klorida kaku (PVC-U) untuk konstruksi, tingkat retensi kekuatan tarik setelah penuaan Lebih besar dari atau sama dengan 80% dipilih sebagai kriteria kualifikasi.