Тесты на искусственное старение

Тесты на искусственное старение

Испытания на искусственное старение были разработаны для ускорения разрушения и изучения поведения материала в контролируемых условиях окружающей среды в достаточно короткие сроки. Следующие стандарты определяют параметры и условия, используемые в оборудовании, применяемом при испытаниях на искусственное старение:

Тесты на искусственное старение

  • Стандарт «ISO 16474-1 Краски и лаки – Методы облучения лабораторными источниками света – Часть 1: Общие рекомендации» содержит информацию и общие рекомендации по выбору и применению методов облучения, которые подробно описаны в последующих разделах. В нем также описаны общие требования к характеристикам устройств, используемых для облучения красок и лаков лабораторными источниками света. Информация о таких требованиях к характеристикам предоставляется производителям устройств для искусственного ускоренного атмосферного воздействия или искусственного ускоренного облучения.

Данный стандарт также содержит информацию об интерпретации данных, полученных в результате искусственно ускоренного выветривания или искусственно ускоренного облучения.

В принципе, исследуемые образцы подвергаются воздействию лабораторных источников света в контролируемых условиях окружающей среды. Описанные методы включают требования, которые должны быть соблюдены при измерении излучения и радиационного облучения в плоскости образца, температуры указанных белых и черных датчиков, температуры воздуха в помещении и относительной влажности.

При проведении испытаний на воздействие окружающей среды в устройствах с использованием лабораторных источников света важно учитывать, насколько хорошо условия ускоренных испытаний имитируют реальные условия эксплуатации тестируемой краски или лака. Кроме того, при планировании испытаний на воздействие окружающей среды и интерпретации результатов искусственно ускоренного атмосферного воздействия или искусственно ускоренного облучения необходимо учитывать влияние изменчивости как в ускоренных испытаниях, так и в фактических условиях воздействия.

  • Стандарт «ISO 16474-2 Краски и лаки — Методы облучения лабораторными источниками света — Часть 2: Ксеноновые дуговые лампы» описывает методы облучения образцов светом ксеноновой дуговой лампы в присутствии влаги для воспроизведения эффектов износа, возникающих при воздействии на материалы дневного света или дневного света, проходящего через оконное стекло, в условиях их фактического использования.

Образцы подвергаются воздействию фильтрованного света ксеноновой дуги в контролируемых условиях (температура, влажность и увлажнение). Для удовлетворения всех требований к испытаниям различных материалов могут использоваться различные комбинации ксеноновых дуговых ламп и фильтров. Подготовка образцов и оценка результатов рассматриваются в других стандартах для конкретных материалов. Для облучения пластмасс ксеноновой дугой применяется стандарт ISO 4892-2.

В принципе, для имитации спектрального распределения мощности дневного света в ультрафиолетовой (УФ) и видимой областях спектра используется ксеноновая дуговая лампа, оснащенная соответствующими фильтрами и надлежащим образом обслуживаемая.

Образцы подвергаются воздействию различных уровней радиации (радиационное облучение), тепла, относительной влажности и воды в контролируемых условиях окружающей среды. Условия облучения могут варьироваться в зависимости от светофильтров, уровня радиации, температуры во время светового облучения, относительной влажности воздуха в помещении во время светового и темного облучения, типа увлажнения, температуры воды и цикла увлажнения, а также времени светового/темнового цикла при использовании условий испытаний, требующих контроля влажности.

Искусственное старение (ускоренное старение) — это лабораторный метод испытаний, используемый для имитации долговременного воздействия факторов окружающей среды на материалы. Подвергая образцы воздействию интенсивного света, тепла, влажности, а иногда и других факторов, исследователи и производители могут за гораздо более короткий срок предсказать, как будут разрушаться такие изделия, как пластмассы, покрытия, краски, древесина и текстиль, в течение многих лет реальной эксплуатации.

Естественное выветривание происходит медленно под воздействием солнечного света (особенно ультрафиолетового излучения), колебаний температуры, влажности, дождя и загрязняющих веществ, что приводит к выцветанию, растрескиванию, образованию мелового налета, потере прочности или изменению цвета материалов. Искусственное выветривание ускоряет этот процесс, воссоздавая и усиливая эти факторы напряжения в контролируемых камерах.

Целью данного метода является оценка долговечности материалов, улучшение составов (например, добавление УФ-стабилизаторов) и обеспечение соответствия продукции стандартам для наружного применения, таким как автомобильные детали, строительные материалы или упаковка.

В стандартное оснащение входят:

  • В помещениях с УФ-лампами используются люминесцентные УФ-лампы (обычно UVA или UVB), имитирующие вредные солнечные лучи, которые в сочетании с конденсацией создают условия для имитации влажности.
  • Ксеноновые дуговые камеры (например, Weather-O-Meters): обеспечивают более точное соответствие полному спектру солнечного света, включая видимый и инфракрасный свет, и предлагают функцию распыления для имитации дождя.

Эти камеры обеспечивают точный контроль. Интенсивное ультрафиолетовое излучение, высокая влажность, распыление воды и циклы высоких температур имитируют условия окружающей среды, существовавшие годами, за несколько недель или месяцев.

Основные методы и стандарты следующие:

  • Флуоресцентный УФ-тест (например, стандарты ASTM G154 и ISO 4892-3): Этот тест фокусируется на повреждении ультрафиолетовым излучением с использованием ламп, излучающих коротковолновое УФ-излучение. Он идеально подходит для быстрого сканирования, но может не идеально имитировать солнечный свет.
  • Испытание ксеноновой дугой (например, по стандартам ASTM G155 и ISO 4892-2): Этот метод обеспечивает наилучшее спектральное соответствие естественному солнечному свету и используется для высокоточных прогнозов в покрытиях и пластмассах.

Как правило, в этих циклах чередуются периоды включения света и затемнения, конденсации или брызг, имитирующие смену дня и ночи, а также росы и дождя.

Ни один искусственный метод не может в точности воспроизвести природу из-за таких переменных, как загрязнение или биологические факторы, но корреляции устанавливаются путем сравнения лабораторных результатов с результатами, полученными на открытом воздухе в определенных контрольных точках.

Воздействие атмосферных явлений в первую очередь вызывает фотоокисление. Ультрафиолетовое излучение разрывает молекулярные связи, приводя к разрыву цепей, образованию поперечных связей или карбонильных групп. Видимые изменения включают:

  • Изменение цвета или пожелтение
  • Поверхностные трещины или меление
  • Потеря яркости
  • Сниженная механическая прочность

Образцы, взятые до и после испытаний, демонстрируют резкое ухудшение состояния. В таких полимерах, как полиэтилен, нестабилизированные образцы быстро становятся хрупкими, в то время как добавки, такие как сажа, повышают их прочность.

Искусственное старение играет важную роль в следующих отраслях:

  • Пластмассы и полимеры: Испытания кровельных материалов, наружной облицовки или автомобильных деталей.
  • Покрытия и краски: обеспечение устойчивости к выцветанию.
  • Текстиль и древесина: для садовой мебели или ремонта террас.
  • Культурное наследие: имитация старения камня или артефактов в целях консервации.

Этот метод позволяет ускорить разработку продукции, контроль качества и прогнозирование жизненного цикла, что крайне важно в условиях растущего спроса на долговечные и экологически чистые материалы в суровых климатических условиях.

В заключение, искусственное старение помогает преодолеть разрыв между эффективностью лабораторных условий и реальными характеристиками, создавая более долговечные изделия и снижая количество отказов, вызванных воздействием окружающей среды.

На протяжении многих лет наша организация, располагающая компетентной и опытной командой, понимает потребности своих клиентов, предоставляет им необходимые передовые услуги по тестированию и оказывает помощь в создании, внедрении и совершенствовании систем управления. В рамках этой деятельности мы также предоставляем предприятиям услуги по тестированию на искусственное старение.

WhatsApp