MBN 51000-5 المواد القائمة على البوليمر، وأنظمة المواد والمنتجات شبه المصنعة - الجزء 5: اختبارات مقاومة العوامل الجوية
يتناول المعيار "MBN 51000-5 المواد القائمة على البوليمر وأنظمة المواد والمنتجات شبه المصنعة - الجزء 5: اختبارات مقاومة الطقس" الذي طورته مجموعة مرسيدس بنز تعرض المواد القائمة على البوليمر وأنظمة المواد والمنتجات شبه المصنعة المستخدمة في المركبات لظروف الطقس المختلفة. يركز هذا المعيار بشكل أساسي على اختبار الشيخوخة بالضوء الساخن (HLA). تحاكي طريقة الاختبار هذه التعرض الطويل الأمد للحرارة والضوء (الأشعة فوق البنفسجية) لتقييم كيفية تدهور المواد بمرور الوقت في ظل هذه الظروف.
تعتبر طريقة الاختبار هذه مهمة بشكل خاص للمواد مثل لوحات العدادات، والمفروشات، والحشيات والمكونات الأخرى القائمة على البوليمر المستخدمة في التصميمات الداخلية والخارجية للسيارات، حيث تتعرض لأشعة الشمس ودرجات الحرارة القصوى. الهدف هو تقييم ما إذا كانت المواد ستحافظ على أدائها ومظهرها ومتانتها في ظل هذه الظروف القاسية.
الغرض من طريقة اختبار الشيخوخة بالضوء الساخن (HLA) هو تقييم كيفية شيخوخة المواد عند تعرضها لدرجات حرارة عالية والضوء (الأشعة فوق البنفسجية) لفترات طويلة من الزمن. أثناء الاختبار، تتعرض المواد لحرارة شديدة (عادةً أعلى من 70 درجة أو كما هو محدد) والأشعة فوق البنفسجية. يتم إجراء الاختبارات عادة في غرفة خاصة مصممة لمحاكاة التعرض لأشعة الشمس في العالم الحقيقي. يمكن أن يختلف وقت الاختبار، ويستمر عادةً ما بين 300 إلى 1000 ساعة اعتمادًا على المادة والمواصفات. الخصائص الرئيسية التي تم اختبارها هي: التغيرات في اللون (البهتان)، والخصائص الميكانيكية (المرونة، والصلابة)، والمقاومة الكيميائية والخصائص الفيزيائية (مثل التورم أو التشقق).
الغرض من طريقة اختبار تأثير المظهر والوظيفة المحددة في هذه المواصفة هو التحقق مما إذا كانت المواد ستظل تعمل بشكل جيد وتحافظ على خصائصها الجمالية بعد التعرض الطويل لأشعة الشمس والحرارة. وهذا مهم بشكل خاص للأجزاء مثل الزخارف الداخلية والمكونات الخارجية التي تتعرض غالبًا لإشعاعات فوق بنفسجية عالية في ظروف القيادة الحقيقية.
فيما يلي تفصيل للنتائج النموذجية التي لوحظت في اختبارات الشيخوخة بالضوء الساخن (HLA):
- تغير اللون (البهتان أو الاصفرار): هو تغير في لون المادة نتيجة التعرض لأشعة الشمس فوق البنفسجية والحرارة لفترات طويلة. قد تتحول المواد مثل البلاستيك والأقمشة الصناعية إلى اللون الأصفر أو تتلاشى ألوانها الأصلية. المواد الداخلية مثل لوحات القيادة والمفروشات والزخارف تكون عرضة بشكل خاص لتغير اللون عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية. قد يصبح لون الجلود والمنسوجات داكنًا أو أفتح بمرور الوقت. يعد تغير اللون أمراً غير مرغوب فيه لأنه يؤثر على جمالية السيارة. تهدف شركات تصنيع السيارات إلى ضمان احتفاظ المواد بجاذبيتها البصرية حتى بعد الاستخدام طويل الأمد.
- التشقق أو الكسور الهشة أو فشل السطح: هو فقدان المرونة والسلامة بسبب تدهور بنية البوليمر أو المادة. يمكن أن تحدث الشقوق أو الانقسامات في المواد البلاستيكية، وخاصة في المواد مثل لوحات القيادة أو زخارف الأبواب التي تتعرض للحرارة العالية والأشعة فوق البنفسجية. يمكن أن تصبح الأختام أو الحشيات المطاطية هشة وتفشل في الختم بشكل صحيح بسبب فقدان المرونة. يمكن للمواد النسيجية أو مواد التنجيد، وخاصة إذا كانت مصنوعة من مواد صناعية وحساسة للأشعة فوق البنفسجية، أن تفقد قوتها وتتطور عليها شقوق صغيرة. يجب أن تحافظ المواد على المرونة والسلامة البنيوية لضمان عدم تدهور الأجزاء أو فقدان وظيفتها. يمكن أن يؤدي التشقق أو الهشاشة إلى مخاوف تتعلق بالسلامة وجماليات غير مرغوب فيها.
- فقدان اللمعان أو التشطيب السطحي: يفقد سطح المادة مظهره اللامع، مما يؤدي إلى الحصول على تشطيب باهت أو غير لامع. يمكن أن تفقد المواد البلاستيكية والزخارف المستخدمة في التصميمات الداخلية للسيارات (مثل لوحات التحكم المركزية ولوحات العدادات) لمعانها العالي بسبب التدهور الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية والتعرض للحرارة. قد تبدو الأسطح الجلدية باهتة أو مهترئة، وتفقد مظهرها المصقول أو الناعم. يعد مستوى اللمعان للمواد الداخلية أمرًا مهمًا لضمان مظهر عالي الجودة. قد يؤدي فقدان اللمعان إلى جعل المواد تبدو قديمة أو مهترئة، مما يؤثر على التصور العام لجودة السيارة.
- التورم أو التليين: تمتص المادة الرطوبة أو الحرارة، مما يؤدي إلى تمددها أو تليينها. يمكن أن ينتفخ المطاط والمطاط الصناعي (مثل الأختام والحشيات) بسبب مزيج من الحرارة والتعرض للأشعة فوق البنفسجية، مما يتسبب في فقدان الأجزاء لشكلها الأصلي أو صلابتها. يمكن للمواد البوليمرية أن تصبح أقل مرونة وتلين، مما قد يؤثر على أدائها الميكانيكي. يمكن للمواد التي تنتفخ أو تلين أن تفقد توافقها مع المكونات مثل الحشيات، مما يؤدي إلى ضعف أداء الختم أو سوء المحاذاة.
- تدهور الخواص الميكانيكية (قوة الشد، الصلابة، الاستطالة): هو فقدان القوة والمرونة في المواد بسبب تدهور بنيتها الجزيئية. قد تنخفض قوة الشد (مقدار القوة التي يمكن للمادة أن تتحملها قبل أن تنكسر)، مما يتسبب في أن تصبح المادة أكثر هشاشة. يمكن تقليل الاستطالة عند الكسر (إلى أي مدى يمكن للمادة أن تمتد قبل أن تنكسر) بشكل كبير، مما يجعل المواد أكثر عرضة للتشقق أو الكسر تحت الضغط. في بعض المواد، قد تزيد الصلابة، مما يجعلها أقل مرونة وهشاشة. يجب أن تحافظ المواد المستخدمة في المكونات مثل الأختام أو الزخارف على خصائصها الميكانيكية لضمان وظيفتها. يمكن أن يؤدي تدهور الخصائص الميكانيكية إلى الفشل في التطبيقات الواقعية.
- التحلل الكيميائي (تفاعل السطح مع الأشعة فوق البنفسجية): يتدهور التركيب الكيميائي للمادة نتيجة التعرض للأشعة فوق البنفسجية. يمكن أن تخضع البوليمرات مثل PVC وABS لتغييرات كيميائية في طبقاتها السطحية، مما يؤدي إلى تدهورها أو فقدان قوتها بمرور الوقت. قد يختلف ملمس السطح، مما يؤدي إلى خشونة أو بقايا مسحوقة. يمكن أن يؤدي التحلل الكيميائي إلى إتلاف الخصائص الميكانيكية والجمالية للمادة بشكل دائم، مما يجعلها غير مناسبة للاستخدام طويل الأمد في تطبيقات السيارات.
- تطور الروائح: قد تنبعث من بعض المواد، وخاصة البلاستيك أو الأقمشة الاصطناعية، روائح كريهة بعد التعرض الطويل للحرارة والأشعة فوق البنفسجية. يمكن للمواد مثل البلاستيك والمطاط أن تنبعث منها روائح كيميائية بسبب المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) المنبعثة بعد التحلل. تشكل انبعاثات الروائح مصدر قلق خاص بالنسبة للمقصورة الداخلية للسيارة لأنها يمكن أن تؤثر على الراحة وجودة الهواء داخل السيارة. تهدف شركات تصنيع السيارات إلى تجنب الروائح الكريهة الناتجة عن تدهور المواد.
تركز نتائج اختبار الشيخوخة الضوئية الساخنة (HLA) المحددة في معيار MBN 51000-5 عادةً على المظهر والسلامة الميكانيكية والاستقرار الكيميائي للمواد. إن المواد التي تتلاشى أو تتشقق أو تفقد بريقها أو تصبح هشة بعد التعرض لفترات طويلة للأشعة فوق البنفسجية والحرارة تفشل في تلبية المعايير، في حين أن المواد التي تحتفظ بأدائها وصفاتها الجمالية تمر دون اجتيازها.
تتمتع مؤسستنا، التي تحاول دعم الشركات من كل القطاعات بمجموعة واسعة من دراسات الاختبار والقياس والتحليل والتقييم التي أجرتها لسنوات، بطاقم عمل قوي يتابع عن كثب التطورات في العالم في مجال العلوم والتكنولوجيا ويحسن نفسه باستمرار. وفي هذا السياق، يتم أيضًا تقديم خدمات الاختبار للشركات وفقًا للمعيار "MBN 51000-5 المواد القائمة على البوليمر وأنظمة المواد والمنتجات شبه النهائية - الجزء 5: اختبارات مقاومة الطقس".
