ASTM D4364 Beschleunigte Bewitterungstests von Kunststoffen im Freien unter Verwendung von konzentriertem Sonnenlicht

Der Standard „ASTM D4364 Standard Practice for Conducting Outdoor Accelerated Weathering Tests of Plastics Using Concentrated Sunlight“ der American Society for Testing and Materials (ASTM) beschreibt Verfahren zur Verwendung von Fresnel-Reflektor-Konzentratoren, die die Sonne als Quelle für ultraviolette (UV) und langwelligere Strahlung nutzen. Solche Geräte werden bei beschleunigten Bewitterungstests von Kunststoffen im Freien eingesetzt.

Diese Anwendung dient der Durchführung beschleunigter Freibewitterungstests von Kunststoffen mithilfe einer mit einem Fresnel-Reflektor ausgestatteten Freibewitterungsprüfmaschine. Das Gerät wird hier und in „ASTM G90 Standardverfahren für die beschleunigte Freibewitterung nichtmetallischer Werkstoffe mit konzentriertem natürlichem Sonnenlicht“ ausführlicher beschrieben.

Ein Fresnel-Reflektor ist eine Art Solarkonzentrator, der flache oder leicht gekrümmte Spiegelsegmente in einer bestimmten Geometrie verwendet, um Sonnenlicht zu reflektieren und auf einen festen Empfänger zu fokussieren. Er ist vom Konzept der Fresnel-Linse inspiriert, das ursprünglich in der Leuchtturmoptik verwendet, aber für die Solarthermie angepasst wurde.

Im Gegensatz zu Parabolspiegeln bestehen Fresnel-Reflektoren aus mehreren schmalen, flachen oder leicht gekrümmten Spiegeln, die in langen Reihen angeordnet sind. Die Spiegel reflektieren das Sonnenlicht auf einen festen linearen Empfänger, der sich meist über den Spiegeln befindet. Jeder Spiegelstreifen ist typischerweise auf einem Nachführsystem montiert, das die Bewegung der Sonne im Tagesverlauf verfolgt. Das fokussierte Sonnenlicht erhitzt eine Flüssigkeit (wie Wasser, Öl oder geschmolzenes Salz) im Empfänger, die dann zur Dampferzeugung für die Stromerzeugung oder industrielle Wärmeprozesse genutzt wird.

Die Norm ASTM D4364 ist auf eine Reihe von Kunststoffmaterialien anwendbar, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Kunststofffolien, -platten, -laminate sowie extrudierte und geformte Produkte in verschiedenen Formen und Größen.

Diese Norm beschreibt Prüfbedingungen, die die Belastung von Kunststoffen in Wüsten- und subtropischen Klimazonen simulieren. Probenvorbereitung, Verfahren zur Eigenschaftsprüfung und Ergebnisauswertung werden in bestehenden Prüfmethoden oder Spezifikationen für bestimmte Materialien behandelt.

Diese Norm ist nicht dazu gedacht, alle Sicherheitsbedenken, sofern vorhanden, im Zusammenhang mit ihrer Anwendung zu berücksichtigen. Der Anwender dieser Norm muss vor der Anwendung geeignete Sicherheits- und Gesundheitspraktiken einführen und die Anwendbarkeit gesetzlicher Beschränkungen prüfen. Diese Norm enthält spezielle Sicherheitshinweise. Technisch gesehen sind diese Norm und ISO 877-2 Kunststoffe – Methoden der Sonneneinstrahlung – Teil 2: Direkter Abrieb und Exposition hinter Fensterglas, Methode C, gleichwertig.

Die Norm ASTM D4364 ist von entscheidender Bedeutung, da sie eine konsistente und zuverlässige Methode zur Bewertung des Abbaus von Kunststoffen unter natürlichen Außenbedingungen wie Sonnenlicht, Feuchtigkeit und Temperaturschwankungen bietet. Diese Norm wird aus folgenden Gründen als wichtig erachtet:

• Bewertung der Haltbarkeit in der Praxis: Kunststoffe werden häufig im Außenbereich eingesetzt (z. B. als Baumaterial, Autoteile, Agrarfolien). Mit dieser Norm können reale Bedingungen simuliert und so die Lebensdauer dieser Materialien bei Sonneneinstrahlung, Regen, Hitze und Kälte bewertet werden.
• Standardisierung: Dieser Standard bietet einheitliche Verfahren zur Durchführung von Freibewitterungstests (z. B. Probenplatzierung, Dauer, Ausrichtung) und gewährleistet so die Vergleichbarkeit der Ergebnisse zwischen Laboren, Herstellern und Produkten.
• Materialvergleich: Diese Norm ermöglicht es Herstellern, die Witterungsbeständigkeit verschiedener Kunststoffformulierungen, Additive (z. B. UV-Stabilisatoren) oder Beschichtungen zu vergleichen. Sie hilft bei der Auswahl des haltbarsten Materials für den Außenbereich.
• Produktentwicklung und Qualitätskontrolle: Dieser Standard wird in der Forschung und Entwicklung zur Verbesserung von Materialien und in der Qualitätssicherung zur Sicherstellung langfristiger Leistung eingesetzt. Er erkennt frühzeitige Anzeichen von Verschleiß wie Verfärbungen, Risse, Kreidung oder Festigkeitsverlust.
• Unterstützt gesetzliche und branchenspezifische Anforderungen: Kann im Rahmen von Zertifizierungsprozessen oder von Kunden zum Nachweis der Umweltverträglichkeit verlangt werden. Wird in Branchen wie der Automobilindustrie, dem Baugewerbe, der Landwirtschaft und der Konsumgüterindustrie eingesetzt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass dieser Standard Herstellern hilft, Produkte zu liefern, die die erwartete Lebensdauer und Leistungsstandards unter Witterungsbedingungen erfüllen.

Unser Unternehmen unterstützt seit Jahren Unternehmen aller Branchen mit einem breiten Spektrum an Test-, Mess-, Analyse- und Evaluierungsaktivitäten. Es verfügt über ein starkes Team von Mitarbeitern, die die globalen Entwicklungen in Wissenschaft und Technologie aufmerksam verfolgen und sich ständig weiterentwickeln. In diesem Zusammenhang bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß ASTM D4364 Standard Practice für beschleunigte Bewitterungstests von Kunststoffen im Freien mit konzentriertem Sonnenlicht an.