Künstliche Alterungstests wurden entwickelt, um den Materialverschleiß zu beschleunigen und das Verhalten eines Materials unter kontrollierten Umgebungsbedingungen in einem angemessen kurzen Zeitraum zu untersuchen. Die folgenden Normen definieren die Parameter und Bedingungen, die in den Geräten für künstliche Alterungstests zu verwenden sind:
Dieser Standard enthält auch Informationen zur Interpretation von Daten, die durch künstlich beschleunigte Verwitterung oder künstlich beschleunigte Bestrahlung gewonnen wurden.
Prinzipiell werden die zu prüfenden Proben unter kontrollierten Umgebungsbedingungen Laborlichtquellen ausgesetzt. Die beschriebenen Methoden umfassen die Anforderungen, die für die Messung der Strahlung und der Strahlenexposition in der Probenebene, die Temperatur der verwendeten weißen und schwarzen Sensoren, die Raumlufttemperatur und die relative Luftfeuchtigkeit erfüllt sein müssen.
Bei der Durchführung von Belichtungstests an Geräten mit Laborlichtquellen ist es wichtig zu berücksichtigen, wie gut die beschleunigten Testbedingungen die tatsächliche Einsatzumgebung des zu testenden Lacks oder der Farbe simulieren. Darüber hinaus ist es bei der Planung von Belichtungstests und der Interpretation von Ergebnissen künstlich beschleunigter Bewitterung oder künstlich beschleunigter Bestrahlung unerlässlich, die Auswirkungen von Schwankungen sowohl bei beschleunigten Tests als auch bei tatsächlichen Belichtungen zu berücksichtigen.
Die Proben werden unter kontrollierten Bedingungen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Benetzung) mit gefiltertem Xenonbogenlicht belichtet. Verschiedene Xenonbogenlampen und Filterkombinationen können eingesetzt werden, um alle Anforderungen für die Prüfung unterschiedlicher Materialien zu erfüllen. Probenvorbereitung und Auswertung der Ergebnisse sind in anderen Normen für spezifische Materialien geregelt. Für die Belichtung von Kunststoffen mit Xenonbogenlicht gilt die Norm ISO 4892-2.
Prinzipiell wird eine mit geeigneten Filtern ausgestattete und ordnungsgemäß gewartete Xenon-Bogenlampe verwendet, um die spektrale Leistungsverteilung des Tageslichts im ultravioletten (UV) und sichtbaren Bereich des Spektrums zu simulieren.
Die Proben werden unter kontrollierten Umgebungsbedingungen verschiedenen Strahlungsdosen (Strahlungsbelastung), Wärme, relativer Luftfeuchtigkeit und Wasser ausgesetzt. Die Expositionsbedingungen können je nach Lichtfilter, Strahlungsdosis, Temperatur während der Belichtung, relativer Luftfeuchtigkeit während der Belichtung (hell und dunkel), Art der Benetzung, Wassertemperatur und Benetzungszyklus sowie der Dauer des Hell-Dunkel-Zyklus variiert werden, wenn Testbedingungen mit Feuchtigkeitskontrolle erforderlich sind.
Künstliche Alterung (beschleunigte Alterung) ist eine laborbasierte Testmethode, mit der die Langzeitwirkungen von Umwelteinflüssen auf Materialien simuliert werden. Durch die Einwirkung von intensivem Licht, Hitze, Feuchtigkeit und gegebenenfalls weiteren Faktoren können Forscher und Hersteller in deutlich kürzerer Zeit vorhersagen, wie Produkte wie Kunststoffe, Beschichtungen, Farben, Hölzer und Textilien im Laufe jahrelanger Nutzung abgebaut werden.
Natürliche Verwitterung erfolgt langsam durch Einwirkung von Sonnenlicht (insbesondere UV-Strahlung), Temperaturschwankungen, Luftfeuchtigkeit, Regen und Schadstoffen und führt zu Ausbleichen, Rissbildung, Kreidung, Festigkeitsverlust oder Verfärbung von Materialien. Künstliche Verwitterung beschleunigt diesen Prozess, indem sie diese Belastungsfaktoren in kontrollierten Kammern nachbildet und verstärkt.
Ziel dieser Methode ist es, die Haltbarkeit von Materialien zu bewerten, Rezepturen zu verbessern (z. B. durch Zugabe von UV-Stabilisatoren) und sicherzustellen, dass die Produkte die Standards für Außenanwendungen wie Automobilteile, Baumaterialien oder Verpackungen erfüllen.
Zur üblichen Ausrüstung gehören:
Diese Kammern ermöglichen eine präzise Steuerung. Intensive UV-Strahlung, hohe Luftfeuchtigkeit, Wassersprühung und hohe Temperaturzyklen simulieren jahrelange Außenbedingungen innerhalb von Wochen oder Monaten.
Die grundlegenden Methoden und Standards sind wie folgt:
Die Zyklen wechseln typischerweise zwischen Licht-/An-Phasen und Dunkelheit, Kondensation oder Sprühnebel ab, um Tag/Nacht und Tau/Regen zu simulieren.
Keine künstliche Methode kann die Natur perfekt nachbilden, da Variablen wie Umweltverschmutzung oder biologische Faktoren eine Rolle spielen. Korrelationen werden jedoch hergestellt, indem Laborergebnisse mit Expositionen im Freien an bestimmten Referenzpunkten verglichen werden.
Die Einwirkung von Witterungseinflüssen verursacht in erster Linie Photooxidation. UV-Licht spaltet Molekülbindungen, was zu Kettenbrüchen, Vernetzungen oder Carbonylbildung führt. Sichtbare Veränderungen sind unter anderem:
Vorher- und Nachher-Proben aus den Tests zeigen eine drastische Verschlechterung. Bei Polymeren wie Polyethylen werden unstabilisierte Proben schnell spröde, während Additive wie Ruß die Beständigkeit erhöhen.
Künstliche Alterung ist in folgenden Branchen von großer Bedeutung:
Diese Methode ermöglicht eine schnellere Produktentwicklung, Qualitätskontrolle und Lebenszyklusprognosen, was angesichts der steigenden Nachfrage nach langlebigen, nachhaltigen Materialien in rauen Klimazonen von entscheidender Bedeutung ist.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die künstliche Alterung dazu beiträgt, die Lücke zwischen Laboreffizienz und Leistung in der Praxis zu schließen, wodurch langlebigere Produkte entstehen und gleichzeitig Ausfälle aufgrund von Umwelteinflüssen reduziert werden.
Seit vielen Jahren versteht unser Unternehmen mit seinem kompetenten und erfahrenen Team die Bedürfnisse seiner Kunden, bietet ihnen die benötigten fortschrittlichen Testdienstleistungen und unterstützt sie beim Aufbau, der Implementierung und der Optimierung von Managementsystemen. In diesem Rahmen bieten wir Unternehmen auch Dienstleistungen im Bereich der künstlichen Alterungstests an.
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