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材料老化的兩大測試方法分析對比
環(huán)境老化試驗(yàn)是目前常見的老化測試方法，材料的自然老化是不可避免的產(chǎn)品質(zhì)量問題，所以對產(chǎn)品的人工加速老化測試就尤為重要，目前針對產(chǎn)品的老化測試有人工加速老化和自然老化兩種方法，其測試方法各有優(yōu)劣，故目前在老化測試項(xiàng)目中，人們更多的傾向于采用人工加速老化測試方法對品進(jìn)行質(zhì)量控制。
自然環(huán)境老化實(shí)驗(yàn)
自然環(huán)境老化實(shí)驗(yàn)是利用自然環(huán)境條件或自然介質(zhì)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn),主要包括:大氣老化實(shí)驗(yàn)、埋地實(shí)驗(yàn)、倉庫貯存實(shí)驗(yàn)、海水浸漬實(shí)驗(yàn)等等。自然環(huán)境老化實(shí)驗(yàn)結(jié)果更符合實(shí)際、所需費(fèi)用較低而且操作簡單方便,是國內(nèi)外廣泛采用的方法。其中對高分子材料而言,應(yīng)用多的是自然氣候曝露實(shí)驗(yàn)(又稱戶外氣候?qū)嶒?yàn))。自然氣候曝露實(shí)驗(yàn)就是將試樣置于自然氣候環(huán)境下曝露,使其經(jīng)受日光、溫度、氧等氣候因素的綜合作用,通過測定其性能的變化來評價(jià)塑料的耐候性。
目前我國關(guān)于直接自然氣候曝露的實(shí)驗(yàn)方法主要有光解性塑料戶外曝露實(shí)驗(yàn)方法、涂層自然氣候曝露實(shí)驗(yàn)方法和塑料自然氣候曝露實(shí)驗(yàn)方法。另外,將材料置于玻璃板后的自然氣候曝露的實(shí)驗(yàn)方法有硫化橡膠在玻璃下耐陽光曝露實(shí)驗(yàn)方法和塑料在玻璃板過濾后的日光下間接曝露實(shí)驗(yàn)方法。它們分別規(guī)定了各種材料自然氣候曝露實(shí)驗(yàn)方法的要求及步驟,用于評價(jià)高分子材料在室外自然條件以及經(jīng)玻璃過濾后的日光曝露下的耐候性。由于大氣曝露與貯存實(shí)驗(yàn)周期長,為了獲得自然條件的老化數(shù)據(jù),同時(shí)相對加快自然老化的進(jìn)程,人們又研制了戶外自然加速曝露實(shí)驗(yàn)方法。
戶外自然加速曝露實(shí)驗(yàn)方法是在大氣曝露實(shí)驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上,人為強(qiáng)化并控制某些環(huán)境因素,來加速材料或構(gòu)件的腐蝕和老化。近20年來,國內(nèi)外研制了在自然條件下加速曝露實(shí)驗(yàn)方法和設(shè)備,以提高實(shí)驗(yàn)和評價(jià)的效率和水平。目前常見的方法有7種,分別是橡膠動態(tài)曝露驗(yàn)、追光式跟蹤太陽曝露實(shí)驗(yàn)、聚光式跟蹤太陽曝露驗(yàn)、加速凝露曝露實(shí)驗(yàn)、噴淋加速曝露實(shí)驗(yàn)、黑框曝實(shí)驗(yàn)、玻璃框下曝露實(shí)驗(yàn)。自然氣候曝露實(shí)驗(yàn)是評價(jià)高分子材料老化特性真實(shí)的方法,但材料在大氣中受日照、雨淋、凍融等境條件變化引起的外觀、物理與化學(xué)性能的變化十分緩慢,因此,進(jìn)行自然老化,不但曠日持久,而且因?yàn)榫硹l件變化與影響因素復(fù)雜,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果很難準(zhǔn)確價(jià)。
人工加速老化實(shí)驗(yàn)
人工加速老化實(shí)驗(yàn)是用人工的方法,在室內(nèi)或設(shè)備內(nèi)模擬近似于大氣環(huán)境條件或某種特定的環(huán)境條件,并強(qiáng)化某些因素,以期在短期內(nèi)獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果?？梢韵鄬Ρ容^不同材料的抗老化性能,并對材料的使用壽命提出指導(dǎo)性意見。因此,各國標(biāo)準(zhǔn)大都采用這種方法來評價(jià)材料的抗老化性能。人工加速老化實(shí)驗(yàn)方法主要包括:人工氣候?qū)嶒?yàn)、熱老化實(shí)驗(yàn)(絕氧、熱空氣、熱氧化吸氧等實(shí)驗(yàn))、臭氧老化實(shí)驗(yàn)、氣體腐蝕實(shí)驗(yàn)等，其中熱老化是較為普通方便的實(shí)驗(yàn)方法。
熱老化實(shí)驗(yàn)通過加速材料在氧、熱作用下的老化進(jìn)程,反映材料耐熱氧老化性能。根據(jù)材料的使用要求和實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定實(shí)驗(yàn)溫度。溫度上限可根據(jù)有關(guān)技術(shù)規(guī)范確定,一般對于熱塑性材料應(yīng)低于其維卡軟化點(diǎn),對于熱固性材料應(yīng)低于其熱變形溫度,或者通過探索實(shí)驗(yàn),選取不致造成試樣分解或明顯變形的溫度。主要通行的實(shí)驗(yàn)方法硫化橡膠或熱塑性橡膠熱空氣加速老化和耐熱實(shí)驗(yàn)。