MBN 51000-5 Materiály na báze polymérov, materiálové systémy a polotovary - Časť 5: Skúšky odolnosti voči poveternostným vplyvom

Norma „MBN 51000-5 Materiály, materiálové systémy a polotovary na báze polymérov – Časť 5: Skúšky odolnosti voči poveternostným vplyvom“, ktorú vyvinula skupina Mercedes-Benz, sa zaoberá vystavením materiálov, materiálových systémov a polotovarov na báze polymérov používaných vo vozidlách rôznym poveternostným podmienkam. Hlavným zameraním tejto normy je test starnutia horúcim svetlom (HLA). Táto testovacia metóda simuluje dlhodobé vystavenie teplu a svetlu (UV svetlo) s cieľom posúdiť, ako sa materiály v týchto podmienkach časom degradujú.

Táto testovacia metóda je obzvlášť dôležitá pre materiály používané v interiéroch a exteriéroch vozidiel, ako sú prístrojové dosky, čalúnenie, tesnenia a iné komponenty na báze polymérov vystavené slnečnému žiareniu a extrémnym teplotám. Cieľom je vyhodnotiť, či si materiály dokážu zachovať svoj výkon, vzhľad a odolnosť aj v týchto náročných podmienkach.

Účelom testovacej metódy starnutia horúcim svetlom (HLA) je vyhodnotiť, ako materiály starnú, keď sú dlhodobo vystavené vysokým teplotám a svetlu (UV). Počas testovania sú materiály vystavené intenzívnemu teplu (zvyčajne nad 70 stupňov Celzia alebo podľa špecifikácie) a UV žiareniu. Testy sa zvyčajne vykonávajú v špecializovanej komore navrhnutej tak, aby simulovala vystavenie slnečnému žiareniu v reálnom svete. Trvanie testu sa môže líšiť, zvyčajne trvá 300 až 1 000 hodín v závislosti od materiálu a špecifikácie. Medzi kľúčové testované vlastnosti patria: zmeny farby (blednutie), mechanické vlastnosti (flexibilita, tuhosť), chemická odolnosť a fyzikálne vlastnosti (ako je napučiavanie alebo praskanie).

Účelom metódy nárazového testovania vzhľadu a funkčnosti opísanej v tejto norme je overiť, či materiály budú stále dobre fungovať a zachovajú si svoje estetické vlastnosti aj po dlhodobom vystavení slnečnému žiareniu a teplu. To je obzvlášť dôležité pre časti, ako sú vnútorné obloženie a vonkajšie komponenty, ktoré sú v reálnych jazdných podmienkach často vystavené vysokému UV žiareniu.

Tu je rozpis typických výsledkov pozorovaných pri testoch starnutia horúcim svetlom (HLA):

• Zmena farby (blednutie alebo žltnutie): Ide o zmeny farby materiálu v dôsledku dlhodobého vystavenia UV žiareniu a teplu. Materiály ako plasty a syntetické tkaniny môžu zožltnúť alebo vyblednúť z pôvodnej farby. Materiály interiéru, ako sú prístrojové dosky, čalúnenie a obloženie, sú obzvlášť náchylné na zmeny farby pri vystavení UV žiareniu. Koža a textílie môžu časom stmavnúť alebo zosvetliť. Zmena farby je nežiaduca, pretože ovplyvňuje estetiku vozidla. Výrobcovia automobilov sa snažia zabezpečiť, aby si materiály zachovali svoju vizuálnu príťažlivosť aj po dlhodobom používaní.
• Praskanie, krehké zlomeniny alebo degradácia povrchu: Ide o stratu flexibility a integrity v dôsledku rozpadu polyméru alebo materiálovej štruktúry. V plastoch sa môžu tvoriť trhliny alebo pukliny, najmä v materiáloch, ako sú prístrojové dosky alebo obloženie dverí, ktoré sú vystavené vysokému teplu a UV žiareniu. Gumové tesnenia alebo tesnenia môžu krehnúť a nemusia správne tesniť kvôli strate elasticity. Textilné alebo čalúnnické materiály, najmä ak sú syntetické a citlivé na UV žiarenie, môžu stratiť svoju pevnosť a vytvoriť sa v nich malé praskliny. Materiály si musia zachovať flexibilitu a štrukturálnu integritu, aby sa zabezpečilo, že sa diely neznehodnotia alebo nestratia funkčnosť. Praskanie alebo krehkosť môžu viesť k bezpečnostným problémom a nepríjemnej estetike.
• Strata lesku alebo povrchovej úpravy: Povrch materiálu stráca svoj lesklý vzhľad, čo má za následok matný alebo matný povrch. Plasty a nátery používané v interiéroch automobilov (napr. stredové konzoly, prístrojové dosky) môžu stratiť svoj vysoký lesk v dôsledku UV degradácie a vystavenia teplu. Kožené povrchy môžu pôsobiť matne alebo opotrebovane a strácajú svoj leštený alebo hladký vzhľad. Úroveň lesku interiérových materiálov je dôležitá pre udržanie vysoko kvalitného vzhľadu. Strata lesku môže spôsobiť, že materiály budú vyzerať staro alebo opotrebovane, čo ovplyvňuje celkové vnímanie kvality vozidla.
• Napučanie alebo mäknutie: Materiál absorbuje vlhkosť alebo teplo, čo spôsobuje jeho rozpínanie alebo mäknutie. Guma a elastoméry (ako sú tesnenia a uzávery) môžu napučať v dôsledku kombinácie tepla a UV žiarenia, čo spôsobuje, že diely stratia svoj pôvodný tvar alebo pevnosť. Polymérne materiály môžu zmäknúť a stať sa menej pružnými, čo ovplyvňuje ich mechanické vlastnosti. Napučané alebo zmäkčené materiály môžu stratiť svoju priľnavosť k komponentom, ako sú tesnenia, čo vedie k slabému tesneniu alebo nesprávnemu zarovnaniu.
• Degradácia mechanických vlastností (pevnosť v ťahu, tuhosť, predĺženie): Ide o stratu pevnosti a flexibility materiálov v dôsledku narušenia ich molekulárnej štruktúry. Pevnosť v ťahu (koľko sily materiál znesie pred lámaním) sa môže znížiť, čím sa materiál stáva krehkejším. Predĺženie pri pretrhnutí (o koľko sa materiál dokáže natiahnuť pred lámaním) sa môže výrazne znížiť, čím sa zvyšuje pravdepodobnosť praskania alebo lámania materiálov pod napätím. V niektorých materiáloch sa môže tuhosť zvýšiť, čím sa stanú menej pružnými a krehkými. Materiály používané v súčiastkach, ako sú tesnenia alebo kryty, si musia zachovať svoje mechanické vlastnosti, aby sa zabezpečila ich funkčnosť. Degradácia mechanických vlastností môže viesť k poruche v reálnych aplikáciách.
• Chemická degradácia (povrchová reakcia s UV svetlom): Chemická štruktúra materiálu sa v dôsledku vystavenia UV žiareniu zhoršuje. Polyméry ako PVC a ABS môžu podliehať chemickým zmenám vo svojich povrchových vrstvách, čo časom vedie k zhoršeniu alebo strate pevnosti. Môže sa zmeniť textúra povrchu, čo má za následok drsnosť alebo prašné zvyšky. Chemická degradácia môže trvalo poškodiť mechanické a estetické vlastnosti materiálu, čím sa stane nevhodným na dlhodobé použitie v automobilových aplikáciách.
• Vývoj zápachu: Niektoré materiály, najmä plasty alebo syntetické tkaniny, môžu po dlhodobom vystavení teplu a UV žiareniu uvoľňovať nepríjemné pachy. Materiály ako plasty a guma môžu uvoľňovať chemické pachy v dôsledku prchavých organických zlúčenín (VOC) uvoľňovaných po degradácii. Emisie zápachu sú obzvlášť dôležité pre interiéry vozidiel, pretože môžu ovplyvniť pohodlie a kvalitu ovzdušia vo vnútri auta. Výrobcovia automobilov sa snažia vyhnúť nepríjemným zápachom vyplývajúcim z degradácie materiálov.

Výsledky testu starnutia horúcim svetlom (HLA), ako je definované v norme MBN 51000-5, sa vo všeobecnosti zameriavajú na vzhľad, mechanickú integritu a chemickú stabilitu materiálov. Materiály, ktoré po dlhodobom vystavení UV žiareniu a teplu blednú, praskajú, strácajú lesk alebo sa stávajú krehkými, nespĺňajú normu, zatiaľ čo tie, ktoré si zachovávajú svoje výkonnostné a estetické vlastnosti, vyhovujú.

Naša organizácia, ktorá už roky podporuje podniky zo všetkých sektorov svojou širokou škálou testovacích, meracích, analytických a hodnotiacich štúdií, má silný tím, ktorý pozorne sleduje vývoj vedy a techniky na celom svete a neustále sa zlepšuje. V tomto rámci poskytujeme podnikom aj testovacie služby v súlade s normou „MBN 51000-5 Materiály, materiálové systémy a polotovary na báze polymérov – Časť 5: Skúšanie odolnosti voči poveternostným vplyvom“.