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高分子材料耐候老化解析

时间:2022-10-10点击次数:156信息来源:

聚合物材料可能在合成、储存、加工和应用的各个阶段恶化,如黄色、相对分子质量下降、产品表面开裂、光泽丧失等。更严重的是,冲击强度、挠度强度、拉伸强度和伸长率大大降低,从而影响聚合物产品的正常使用。这种现象称为塑料化学老化,简称老化。从化学的角度来看,塑料材料无论是天然的还是合成的,都有一定的分子结构,有些有弱键,自然成为化学反应的突破。


塑料老化的本质只是一种化学反应,即从弱键化学反应(如氧化反应)开始引起一系列化学反应。它可以由热、紫外线、机械应力、高能辐射、电场等原因引起,并可以由一个单独的因素或多个因素共同作用。因此,聚合物材料的分子结构发生了变化,相对分子质量下降或交联,导致材料性能恶化,甚至无法使用。

热和紫外线是导致老化的常见因素,因为热和阳光(紫外线)是塑料从生产、储存、加工到产品使用的环境。研究这两种环境引起的塑料老化对实际操作人员具有重要意义。


一、碳弧光老化试验方法

德国合成染料化学家用碳弧灯灯来评估被染纺织品的耐光性,这是一项古老的技术。碳弧灯分为封闭式和开放式碳弧灯。无论哪种碳弧灯,其光谱都与太阳光的光谱非常不同。由于该项目技术历史悠久,设备采用了较初的人工模拟光老化技术,因此在早期标准中,特别是在日本早期标准中,碳弧技术通常被用作人工光老化试验手段。

二、氙灯老化试验方法

氙弧灯可模拟紫外线、可见光和红外光谱等完整的全太阳光光谱。氙弧过滤灯是颜料、染料和墨水产品光稳定性的较佳光源,对长波光和可见光非常敏感。氙弧灯能准确调节其光谱能量分布,模拟各种条件下的自然光,从大气层外的阳光到透过玻璃窗的阳光。此外,可以通过改变氙气灯的辐照强度、温度、湿度等参数来模拟不同产品的使用环境。图为氙气灯的不同辐照度与自然光的光谱对比,其中光强0.55w/m2较接近自然光。目前,氙灯人工加速老化试验已成为可以选择和一般的光老化试验方法,氙灯老化试验方法也很多,如ISO、ASTM、SAE J、GM等。

氙灯老化试验箱是耐光性、日晒色牢度和耐候性的试验箱,再现室外阳光和雨水的破坏。氙弧灯模拟全光谱阳光。如果操作得当,滤光器可以长期使用。

氙灯老化试验箱能准确控制光谱输出、辐照、相对湿度、箱体空气温度和黑板/黑标温度。D样品可以很容易地放置Xe-1和Xe-3.可安装薄样品。Xe-2.在垂直鼓式样品架上,设备具有可选的水喷淋和制冷功能。老化试验箱是目前较简单、较可靠、较容易使用的氙灯老化试验箱。

三、紫外荧光灯老化试验方法

荧光紫外线波长为254nm荧光紫外线灯的能量分布取决于磷共存物产生的发射光谱和玻璃管的扩散,因为添加磷共存物将其转化为长波长。荧光灯分为UVA与UVB,您的暴露应用程序决定了应该使用哪种紫外线灯。

四、金属卤素光老化试验方法

金属卤素灯是一种气体放电灯,可以提供与直射和散射非常相似的光谱能量分布。该方法效率高,通过放置多个放射光源,可以产生单一的照射光源效果。金属卤素灯的光谱分布与地球表面接收的太阳非常相似,但由于金属卤素灯较大,主要适用于汽车及其部件、电气电子产品等大型设备的人工光老化加速试验。

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