1. Yapay hızlandırılmış yaşlandırma test koşullarının seçimi
Bu soru aslında hangi yaşlanma faktörlerinin simüle edilmesi gerektiği şeklinde anlaşılabilir. Polimer malzemelerin kullanımı sırasında iklim ortamındaki birçok faktör polimer malzemelerin yaşlanmasına etki edebilmektedir. Yaşlanmaya neden olan ana faktörler önceden biliniyorsa test yöntemi hedefe yönelik olarak seçilebilir.
Malzemenin taşıma, depolama, kullanım ortamı ve yaşlanma mekanizmasını dikkate alarak test yöntemini belirleyebiliriz. Örneğin sert polivinil klorür profilleri hammadde olarak polivinil klorürden üretilmekte ve içerisine stabilizatör, pigment gibi katkı maddeleri eklenmektedir. Esas olarak dış mekanlarda kullanılırlar. PVC'nin yaşlanma mekanizması göz önüne alındığında PVC'nin ısıtıldığında ayrışması kolaydır; Kullanım ortamı göz önüne alındığında oksijen, ultraviyole ışık, havadaki ısı ve nem profil yaşlanmasının nedenleridir.
Bu nedenle, GB/T8814-2004 "Kapı ve pencereler için plastikleştirilmemiş polivinil klorür (PVC-U) profilleri" ulusal standardı yalnızca fotooksijen yaşlandırma test yöntemini şart koşmakla kalmaz, aynı zamanda GB/T16422.2 "Plastik Laboratuar Işık Kaynağını da benimser. Maruz Kalma Testi" Yöntemin 2. Bölümü: Ksenon ark lambasının 4000 saat veya 6000 saat süreyle eskitilmesi, dış mekan ultraviyole ışığı ve görünür ışık, sıcaklık, nem, yağış vb. gibi faktörleri simüle eder ve ayrıca termal oksijen eskitme öğelerini de şart koşar: ısıtma sonrası durum 150 derecede 30 dakika bekletilir, görsel gözlem Profilin ısı direncini incelemek için kabarcık, çatlak, çukurlaşma veya ayrılma olup olmadığını kontrol edin. Bir diğer örnek ise ülkemin uluslararası pazarda rekabet gücüne sahip olduğu bir ürün: dış ticaret ihracat ayakkabısı. Kullanım sırasında güneş ışığındaki ultraviyole ışınlar ayakkabıların renginin değişmesinin ve solmasının ana nedenidir. Bu nedenle sararma direncini test etmek için UV ışık kutusu kullanmak gerekir.
Yaygın olarak kullanılan ayakkabı sararma direnci test odasında 30W UV lambası kullanılır. Numune ışık kaynağından 20 cm uzaktadır. 3 saatlik maruz kalma sonrasında renk değişimi gözlenir. Aynı zamanda taşıma sırasında konteynerin içindeki sıcak, nemli ve sert ortam, ayakkabı üstlerinde, tabanlarında ve yapıştırıcılarında renk solmasına, lekelere ve hatta bozulmalara neden olacaktır. Bu nedenle sevkıyattan önce, konteynerdeki yüksek ısı ve yüksek nem ortamını simüle etmek için ısı ve neme dayanıklılık eskime testinin yapılmasının dikkate alınması gerekir. 70 derece ve %95 bağıl nem koşullarında, 48 saatlik test sonrasında görünüm ve renk değişikliklerini gözlemleyin.
2. Yapay hızlandırılmış yaşlandırma testi için ışık kaynağının seçimi
Laboratuvar ışık kaynağına maruz kalma testi: Bir test odasında atmosferik görünür ortamdaki ışık, oksijen, ısı, yağış ve diğer faktörleri aynı anda simüle edebilir. Yaygın olarak kullanılan yapay hızlandırılmış yaşlandırma test yöntemidir. Bu simülasyon faktörleri arasında ışık kaynağı nispeten önemlidir. Deneyimler, güneş ışığındaki polimer malzemelere zarar veren dalga boylarının esas olarak ultraviyole ışıkta ve bir miktar görünür ışıkta yoğunlaştığını göstermektedir.
Şu anda kullanılan yapay ışık kaynakları, bu dalga boyu aralığındaki enerji spektrumu dağılım eğrisini güneş spektrumuna yakın hale getirmeye çalışmaktadır. Simülasyon ve hızlanma oranı, yapay ışık kaynaklarının seçiminde temel esastır. Yaklaşık bir asırlık gelişimin ardından laboratuvar ışık kaynakları arasında kapalı karbon ark lambaları, güneş ışığı tipi karbon ark lambaları, floresan ultraviyole lambalar, ksenon ark lambaları, yüksek basınçlı cıva lambaları ve aralarından seçim yapılabilecek diğer ışık kaynakları yer alır. Uluslararası Standardizasyon Örgütü'nün (ISO) polimer malzemelerle ilgili teknik komiteleri temel olarak üç ışık kaynağının kullanılmasını önermektedir: güneş karbon ark lambaları, floresan ultraviyole lambalar ve ksenon ark lambaları.
01. Ksenon ark lambası
Şu anda, bilinen yapay ışık kaynakları arasında ksenon ark lambalarının spektral enerji dağılımının, güneş ışığının ultraviyole ve görünür kısımlarına en çok benzediğine inanılmaktadır. Uygun bir filtre seçilerek güneş ışığında yere ulaşan kısa dalga radyasyonun çoğu filtrelenebilir. Ksenon lambalar 1000nm~1200nm kızılötesi bölgede güçlü radyasyona sahiptir ve büyük miktarda ısı üretir.
Bu nedenle bu enerjiyi uzaklaştıracak uygun bir soğutma cihazının seçilmesi gerekmektedir. Şu anda piyasada ksenon lamba eskitme test ekipmanı için iki soğutma yöntemi bulunmaktadır: su soğutmalı ve hava soğutmalı. Genel olarak konuşursak, su soğutmalı ksenon lambalı cihazların soğutma etkisi, hava soğutmalı olanlardan daha iyidir. Aynı zamanda yapısı daha karmaşık ve fiyatı daha pahalıdır. Ksenon lambanın ultraviyole kısmının enerjisi diğer iki ışık kaynağına göre daha az arttığı için hızlanma oranı bakımından en düşük olanıdır.
02. Floresan UV lambası
Teorik olarak 300nm~400nm kısa dalga enerjisi yaşlanmaya neden olan ana faktördür. Bu enerjinin arttırılması durumunda hızlı test gerçekleştirilebilir. Floresan UV lambaların spektral dağılımı esas olarak ultraviyole kısımda yoğunlaşmıştır, bu nedenle daha yüksek hızlanma oranlarına ulaşabilir.
Ancak floresan UV lambalar hem doğal güneş ışığındaki ultraviyole enerjisini arttırmakla kalmaz, hem de dünya yüzeyinde ölçüldüğünde doğal güneş ışığında bulunmayan enerjiyi yayar ve bu enerji doğal olmayan hasarlara neden olabilir. Ayrıca çok dar cıva spektral çizgisi dışında, floresan ışık kaynağının enerjisi 375nm'den yüksek değildir, dolayısıyla daha uzun dalga boyundaki UV enerjisine duyarlı malzemeler, doğal güneş ışığına maruz kaldıklarında olduğu gibi değişmeyebilir. Bu doğal kusurlar güvenilmez sonuçlara yol açabilir.
Bu nedenle floresan UV lambalarının simülasyonu zayıftır. Ancak yüksek hızlanma oranı nedeniyle uygun lamba tipi seçilerek belirli malzemelerin hızlı taranması sağlanabilir.
03. Güneş ışığı karbon ark lambası
Güneş ışığı tipi karbon ark lambaları ülkemizde şu anda nadiren kullanılmaktadır ancak Japonya'da yaygın olarak kullanılan ışık kaynaklarıdır. Çoğu JIS standardı, güneş ışığı tipi karbon ark lambaları kullanır. Ülkemde Japonya ile ortak girişim olan birçok otomobil şirketi hâlâ bu ışık kaynağının kullanılmasını tavsiye ediyor. Güneş karbon ark lambasının spektral enerji dağılımı da güneş ışığına daha yakındır, ancak 370 nm'den 390 nm'ye kadar olan ultraviyole ışınlar yoğunlaşır ve güçlendirilir. Simülasyon ksenon lamba kadar iyi değildir ve hızlanma oranı ksenon lamba ile ultraviyole lamba arasındadır.
3. Yapay hızlandırılmış yaşlandırma test süresinin belirlenmesi
1. İlgili ürün standartlarına ve düzenlemelerine bakın
İlgili ürün standartları, eskitme testinin süresini zaten belirlemiştir. Sadece ilgili standartları bulup, belirtilen süreye göre uygulamamız gerekiyor. Birçok ulusal standart ve endüstri standardı bunu şart koşmaktadır.
2. Bilinen korelasyonlara dayalı hesaplama
Araştırmalar, ABS'nin renk stabilitesinin renk ve sararma indeksindeki değişikliklerle değerlendirildiğini göstermektedir. Yapay hızlandırılmış yaşlanma, doğal atmosferik maruz kalma ile iyi bir korelasyona sahiptir ve hızlanma oranı yaklaşık 7'dir. Belirli bir ABS malzemesinin bir yıllık dış mekan kullanımından sonra renk değişimini bilmek ve aynı test koşullarını kullanmak istiyorsanız, şu adrese başvurabilirsiniz: hızlandırılmış yaşlanma süresini belirlemek için hızlanma oranı 365x24/7=1251sa.
Uzun süredir yurt içinde ve yurt dışında korelasyon konuları üzerine pek çok araştırma yapılmış ve birçok dönüşüm ilişkisi türetilmiştir. Ancak polimer malzemelerin çeşitliliği, hızlandırılmış yaşlandırma test ekipmanı ve yöntemlerindeki farklılıklar ve farklı zaman ve bölgelerdeki iklim farklılıkları nedeniyle dönüşüm ilişkisi karmaşıktır. Bu nedenle dönüşüm ilişkisini seçerken belirli malzemelere, eskiyen ekipmanlara, test koşullarına, performans değerlendirme göstergelerine ve korelasyonu oluşturan diğer faktörlere dikkat etmeliyiz.
3. Yapay olarak hızlandırılmış yaşlanma radyasyonunun toplam miktarını, doğal maruziyet radyasyonunun toplam miktarına eşdeğer olacak şekilde kontrol edin
Karşılık gelen standartları olmayan ve korelasyon referansı olmayan bazı ürünler için, gerçek kullanım ortamının radyasyon yoğunluğu dikkate alınabilir ve yapay olarak hızlandırılmış yaşlanma radyasyonunun toplam miktarı, doğal maruziyet radyasyonunun toplam miktarına eşdeğer olacak şekilde kontrol edilmelidir. .
Örnek: Yapay hızlandırılmış yaşlanmanın toplam radyasyon miktarı nasıl kontrol edilir?
Pekin bölgesinde belirli bir plastik ürün kullanılıyor ve yapay olarak hızlandırılmış yaşlanmanın toplam radyasyon miktarının bir yıllık açık havada maruz kalmaya eşdeğer olacak şekilde kontrol edilmesi bekleniyor.
Adım 1: Bu ürün plastik bir ürün olduğundan ve dış mekanlarda kullanıldığından, GB/T16422'de Yöntem A'yı seçin.2-1996 "Plastik Laboratuvarı Işık Kaynağına Maruz Kalma Test Yöntemleri Bölüm 2: Ksenon Ark Lambası".
Test koşulları şunlardır: ışınlama yoğunluğu 0.50W/m2 (340nm), tahta sıcaklığı 65 derece, kutu sıcaklığı 40 derece, bağıl nem %50, su püskürtme süresi/su püskürtme yok süresi 18 dakika/102 dakika, sürekli ışık;
Adım 2: Pekin'deki toplam yıllık radyasyon yaklaşık 5609MJ/m2'dir. Yapay ışık kaynaklarının ve doğal güneş ışığının spektral dağılımını karşılaştırmak için CIENo85-1989 (GB/T16422.1-1996 "Plastik Laboratuvarı Işık Kaynağına Maruz Kalma Test Yöntemleri" uluslararası standardına göre) Bölüm: "Xenon Arc'tan alıntılanmıştır Lamba"); bunların ultraviyole ve görünür bölgeleri (300nm~800nm) %62,2'ye veya 3489MJ/m2'ye karşılık gelir.
3. Adım: GB/T16422'ye göre.2-1996
340nm ışınlama yoğunluğu 0,50W/m2 olduğunda, kızılötesi ve görünür alanlardaki ışınlama yoğunluğu (300nm~800nm) 550W/m2'dir; ışınlama süresi 3489X106/550=6.344X106s, yani 1762 saat olarak hesaplanabilir. Bu hesaplama yöntemine göre ivme faktörü yaklaşık 5'tir. Doğal yaşlanma, ışınım yoğunluğunun basit bir süperpozisyonu olmadığından, malzemeye yalnızca güneş ışığının neden olduğu belirlenir.
4. Yapay hızlandırılmış yaşlandırma testi için performans değerlendirme göstergelerinin seçimi
Performans değerlendirme göstergelerinin seçimi temel olarak iki açıdan ele alınır: materyalin kullanımı ve materyalin özellikleri.
1. Malzemenin kullanımına göre değerlendirme indeksini belirleyin. Aynı malzeme için farklı kullanımları nedeniyle farklı değerlendirme indeksleri seçilebilir. Örneğin dekorasyon için aynı boya kullanılıyorsa görünümündeki değişime dikkat edilmelidir. GB/T1766-1995 "Boya ve Vernik Kaplamaların Eskime Derecelendirmesi"nde parlaklık, renk değişimi, tebeşirlenme ve altın kaplama gibi çeşitli görünüm değişikliklerine ilişkin derecelendirme yöntemleri ayrıntılı olarak belirtilmiştir.
Korozyon önleyici kaplamalar gibi bazı fonksiyonel kaplamalar için belirli derecede renk ve görünüm değişiklikleri kabul edilebilir. Şu anda değerlendirme göstergelerini seçerken dikkate alınan ana hususlar çatlama direnci, tozlaşma derecesi vb.'dir. Aynı zamanda polivinil klorürdür (PVC). Ayakkabı sayası yapımında kullanılıyorsa sararmaya karşı dayanıklılığı dikkate alınmalıdır. Yağmur iniş borularında kullanılması durumunda, görünüm değişiklikleri için gereksinimler yüksek değildir ve malzemenin çekme gibi fiziksel ve mekanik özelliklerinde meydana gelen değişiklikler, çekme mukavemetindeki değişiklik ana değerlendirme endeksidir.
2. Malzemenin özelliklerine göre değerlendirme endeksini belirleyin. Aynı malzemenin farklı özellikleri yaşlanma süreci boyunca eşit olmayan bir oranda azalır. Yani bazı özelliklerin çevreye duyarlı olması ve hızla azalması maddi hasara neden olan temel faktördür. Değerlendirme göstergelerini seçerken bu hassas özelliklerin seçilmesi gerekmektedir. Araştırmalar, çoğu mühendislik plastiği için darbe dayanımının büyük ölçüde değiştiğini ve doğal yaşlandırma testleri sırasında önemli ölçüde azaldığını göstermektedir.
Bu nedenle mühendislik plastiklerinin yaşlandırma testleri yapılırken, değerlendirme indeksi olarak darbe dayanımındaki azalmanın seçilmesine öncelik verilmelidir. Darbe mukavemeti aynı zamanda polipropilenin yaşlanmasına karşı da çok hassastır ve yaşlanma performansının değerlendirilmesinde ana göstergedir. Polietilen malzemelerde kopma uzamasındaki azalma daha belirgindir ve öncelikli değerlendirme indeksidir. Polivinil klorür için hem çekme mukavemeti hem de darbe mukavemeti nispeten hızlı bir şekilde azalır ve fiili duruma göre değerlendirme için bunlardan birinin seçilmesi gerekir.
GB/T8814-2004 "Kapı ve pencereler için plastikleştirilmemiş polivinil klorür (PVC-U) profilleri" ulusal standardında, yaşlanma sonrasında darbe dayanımını koruma oranı yeterlilik göstergesi olarak %60'a eşit veya daha büyük seçilir; Hafif endüstri standardı QB/T2480 -2000 İnşaata yönelik sert polivinil klorür (PVC-U) yağmur suyu boruları ve bağlantı parçalarına göre, eskime sonrasında gerilme mukavemetini koruma oranı, yeterlilik kriteri olarak %80'den büyük veya buna eşittir.