การทดสอบการแก่ตัวเทียม

การทดสอบการแก่ตัวเทียม

การทดสอบการเสื่อมสภาพเทียมถูกพัฒนาขึ้นเพื่อเร่งการเสื่อมสภาพและศึกษาพฤติกรรมของวัสดุภายใต้สภาวะแวดล้อมที่ควบคุมได้ในระยะเวลาอันรวดเร็วพอสมควร มาตรฐานต่อไปนี้กำหนดพารามิเตอร์และเงื่อนไขที่จะใช้ในอุปกรณ์ที่ใช้ในการทดสอบการเสื่อมสภาพเทียม:

การทดสอบการแก่ตัวเทียม

  • มาตรฐาน “ISO 16474-1 สีและวานิช – วิธีการทดสอบการสัมผัสกับแหล่งกำเนิดแสงในห้องปฏิบัติการ – ส่วนที่ 1: คำแนะนำทั่วไป” ให้ข้อมูลและคำแนะนำทั่วไปเกี่ยวกับการเลือกและการใช้งานวิธีการทดสอบการสัมผัสกับแหล่งกำเนิดแสง ซึ่งมีรายละเอียดอยู่ในส่วนถัดไป นอกจากนี้ยังอธิบายถึงข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพทั่วไปสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้ในการทดสอบการสัมผัสกับแหล่งกำเนิดแสงในห้องปฏิบัติการ ข้อมูลเกี่ยวกับข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพดังกล่าวมีไว้สำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์เร่งการผุกร่อนหรืออุปกรณ์เร่งการฉายรังสีเทียม

มาตรฐานนี้ยังให้ข้อมูลเกี่ยวกับการตีความข้อมูลที่ได้จากการทดสอบการผุกร่อนแบบเร่งหรือการทดสอบการฉายรังสีแบบเร่งด้วยวิธีการประดิษฐ์ขึ้นอีกด้วย

โดยหลักการแล้ว ตัวอย่างที่จะทดสอบจะถูกนำไปวางไว้ใต้แหล่งกำเนิดแสงในห้องปฏิบัติการภายใต้สภาวะแวดล้อมที่ควบคุมได้ วิธีการที่อธิบายไว้ประกอบด้วยข้อกำหนดที่ต้องปฏิบัติตามสำหรับการวัดรังสีและการสัมผัสรังสีในระนาบของตัวอย่าง อุณหภูมิของเซ็นเซอร์สีขาวและสีดำที่ระบุ อุณหภูมิอากาศในห้อง และความชื้นสัมพัทธ์

เมื่อทำการทดสอบการสัมผัสในอุปกรณ์โดยใช้แหล่งกำเนิดแสงในห้องปฏิบัติการ สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาว่าสภาวะการทดสอบแบบเร่งความเร็วจำลองสภาพแวดล้อมการใช้งานจริงของสีหรือวานิชที่กำลังทดสอบได้ดีเพียงใด นอกจากนี้ เมื่อตั้งค่าการทดสอบการสัมผัสและตีความผลลัพธ์จากการผุกร่อนแบบเร่งความเร็วหรือการฉายรังสีแบบเร่งความเร็วเทียม จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องพิจารณาผลกระทบของความแปรปรวนทั้งในการทดสอบแบบเร่งความเร็วและการสัมผัสจริง

  • มาตรฐาน “ISO 16474-2 สีและวานิช - วิธีการทดสอบการสัมผัสกับแหล่งกำเนิดแสงในห้องปฏิบัติการ - ส่วนที่ 2: หลอดไฟซีนอน” อธิบายวิธีการทดสอบตัวอย่างโดยให้สัมผัสกับแสงจากหลอดไฟซีนอนในสภาวะที่มีความชื้น เพื่อจำลองผลกระทบจากการสึกหรอที่เกิดขึ้นเมื่อวัสดุสัมผัสกับแสงแดดหรือแสงแดดที่กรองผ่านกระจกหน้าต่างในสภาพแวดล้อมการใช้งานจริง

ตัวอย่างจะถูกนำไปสัมผัสกับแสงอาร์คซีนอนที่ผ่านการกรองภายใต้สภาวะควบคุม (อุณหภูมิ ความชื้น และการเปียก) สามารถใช้หลอดไฟอาร์คซีนอนและตัวกรองแบบต่างๆ เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดทั้งหมดสำหรับการทดสอบวัสดุที่แตกต่างกัน การเตรียมตัวอย่างและการประเมินผลจะกล่าวถึงในมาตรฐานอื่นๆ สำหรับวัสดุเฉพาะ สำหรับการทดสอบพลาสติกด้วยแสงอาร์คซีนอน จะใช้มาตรฐาน ISO 4892-2

โดยหลักการแล้ว หลอดไฟซีนอนแบบอาร์คที่ติดตั้งตัวกรองที่เหมาะสมและได้รับการบำรุงรักษาอย่างถูกต้อง จะถูกนำมาใช้เพื่อจำลองการกระจายพลังงานสเปกตรัมของแสงแดดในย่านรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) และย่านแสงที่มองเห็นได้

ตัวอย่างจะถูกนำไปสัมผัสกับระดับรังสีต่างๆ (การสัมผัสรังสี) ความร้อน ความชื้นสัมพัทธ์ และน้ำ ภายใต้สภาวะแวดล้อมที่ควบคุมได้ สภาวะการสัมผัสสามารถเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับตัวกรองแสง ระดับรังสี อุณหภูมิระหว่างการสัมผัสแสง ความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศในห้องระหว่างการสัมผัสแสงและในที่มืด ชนิดของการทำให้เปียก อุณหภูมิของน้ำ และรอบการทำให้เปียก รวมถึงช่วงเวลาของรอบแสง/ความมืด เมื่อใช้เงื่อนไขการทดสอบที่ต้องควบคุมความชื้น

การเร่งอายุเทียม (accelerated aging) เป็นวิธีการทดสอบในห้องปฏิบัติการที่ใช้จำลองผลกระทบระยะยาวของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมต่อวัสดุ โดยการนำตัวอย่างไปสัมผัสกับแสง ความร้อน ความชื้น และบางครั้งปัจจัยอื่นๆ นักวิจัยและผู้ผลิตสามารถคาดการณ์ได้ในระยะเวลาที่สั้นกว่ามาก ว่าผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น พลาสติก สารเคลือบ สี ไม้ และสิ่งทอ จะเสื่อมสภาพอย่างไรเมื่อใช้งานจริงเป็นเวลาหลายปี

การผุกร่อนตามธรรมชาติเกิดขึ้นอย่างช้าๆ จากการสัมผัสกับแสงแดด (โดยเฉพาะรังสี UV) การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความชื้น ฝน และมลพิษ ซึ่งนำไปสู่การซีดจาง การแตแตก การเป็นฝุ่นผง การสูญเสียความแข็งแรง หรือการเปลี่ยนสีของวัสดุ การผุกร่อนเทียมเร่งกระบวนการนี้โดยการสร้างและเสริมความเครียดเหล่านี้ในห้องควบคุม

จุดประสงค์ของวิธีการนี้คือการประเมินความทนทานของวัสดุ ปรับปรุงสูตร (เช่น การเพิ่มสารป้องกันรังสียูวี) และรับรองว่าผลิตภัณฑ์เป็นไปตามมาตรฐานสำหรับการใช้งานกลางแจ้ง เช่น ชิ้นส่วนยานยนต์ วัสดุก่อสร้าง หรือบรรจุภัณฑ์

อุปกรณ์ทั่วไปได้แก่:

  • ห้อง QUV: ใช้หลอดไฟ UV ฟลูออเรสเซนต์ (โดยทั่วไปคือ UVA หรือ UVB) เพื่อเลียนแบบรังสีที่เป็นอันตรายจากแสงแดด และผสมผสานกับการควบแน่นเพื่อจำลองความชื้น
  • ห้องทดสอบสภาพอากาศแบบอาร์คซีนอน (เช่น เครื่องวัดสภาพอากาศ Weather-O-Meters): ให้ผลลัพธ์ที่ใกล้เคียงกับแสงแดดแบบเต็มสเปกตรัม รวมถึงแสงที่มองเห็นได้และแสงอินฟราเรด และมีฟังก์ชันฉีดพ่นเพื่อจำลองฝน

ห้องจำลองเหล่านี้ช่วยให้ควบคุมได้อย่างแม่นยำ การได้รับรังสียูวีอย่างเข้มข้น ความชื้นสูง การพ่นน้ำ และวัฏจักรของอุณหภูมิสูง จำลองสภาพแวดล้อมภายนอกอาคารเป็นเวลาหลายปีได้ภายในเวลาเพียงไม่กี่สัปดาห์หรือหลายเดือน

วิธีการและมาตรฐานพื้นฐานมีดังต่อไปนี้:

  • การทดสอบ UV ด้วยหลอดฟลูออเรสเซนต์ (เช่น มาตรฐาน ASTM G154 และ ISO 4892-3): การทดสอบนี้เน้นการตรวจสอบความเสียหายจากรังสี UV โดยใช้หลอดไฟ UV คลื่นสั้น เหมาะสำหรับการตรวจสอบอย่างรวดเร็ว แต่ไม่สามารถจำลองแสงแดดได้อย่างสมบูรณ์แบบ
  • การทดสอบด้วยแสงอาร์คซีนอน (เช่น มาตรฐาน ASTM G155 และ ISO 4892-2): การทดสอบนี้ให้ผลลัพธ์ที่ตรงกับสเปกตรัมของแสงแดดธรรมชาติมากที่สุด และใช้สำหรับการคาดการณ์ที่แม่นยำสูงในด้านการเคลือบและพลาสติก

โดยทั่วไปแล้ว วงจรเหล่านี้จะสลับช่วงเวลาที่มีแสงสว่าง/เปิด กับช่วงเวลาที่มืด มีไอน้ำเกาะ หรือมีละอองน้ำ เพื่อจำลองสถานการณ์กลางวัน/กลางคืน และน้ำค้าง/ฝน

ไม่มีวิธีการประดิษฐ์ใดที่สามารถจำลองธรรมชาติได้อย่างสมบูรณ์แบบ เนื่องจากมีตัวแปรต่างๆ เช่น มลภาวะหรือปัจจัยทางชีวภาพ แต่สามารถสร้างความสัมพันธ์ได้โดยการเปรียบเทียบผลลัพธ์ในห้องปฏิบัติการกับการสัมผัสสภาพแวดล้อมภายนอก ณ จุดอ้างอิงเฉพาะ

การสัมผัสกับสภาพอากาศเป็นสาเหตุหลักของการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันจากแสง รังสียูวีจะทำลายพันธะโมเลกุล ทำให้เกิดการแตกของโซ่ การเชื่อมโยงข้าม หรือการก่อตัวของคาร์บอนิล การเปลี่ยนแปลงที่มองเห็นได้ ได้แก่:

  • การเปลี่ยนสีหรือเปลี่ยนเป็นสีเหลือง
  • รอยแตกหรือคราบขาวบนพื้นผิว
  • สูญเสียความสว่าง
  • ความแข็งแรงเชิงกลลดลง

ตัวอย่างก่อนและหลังการทดสอบแสดงให้เห็นถึงการเสื่อมสภาพอย่างมาก ในโพลิเมอร์อย่างเช่นโพลีเอทิลีน ตัวอย่างที่ไม่ได้รับการทำให้คงตัวจะเปราะเร็ว ในขณะที่สารเติมแต่งอย่างเช่นผงคาร์บอนจะช่วยเพิ่มความทนทาน

การเร่งอายุเทียมมีความสำคัญอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมต่อไปนี้:

  • พลาสติกและโพลิเมอร์: การทดสอบวัสดุมุงหลังคา วัสดุหุ้มภายนอก หรือชิ้นส่วนยานยนต์
  • สารเคลือบและสี: ช่วยให้ทนทานต่อการซีดจาง
  • สิ่งทอและไม้: สำหรับเฟอร์นิเจอร์กลางแจ้งหรือการปรับปรุงลานบ้าน
  • มรดกทางวัฒนธรรม: การจำลองความเก่าแก่ของหินหรือโบราณวัตถุเพื่อวัตถุประสงค์ในการอนุรักษ์

วิธีการนี้ช่วยให้การพัฒนาผลิตภัณฑ์ การควบคุมคุณภาพ และการคาดการณ์วงจรชีวิตผลิตภัณฑ์เป็นไปอย่างรวดเร็วขึ้น ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากความต้องการวัสดุที่ทนทานและยั่งยืนในสภาพอากาศที่รุนแรงเพิ่มสูงขึ้น

โดยสรุปแล้ว การเร่งอายุเทียมช่วยลดช่องว่างระหว่างประสิทธิภาพในห้องปฏิบัติการและประสิทธิภาพในโลกแห่งความเป็นจริง ทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น พร้อมทั้งลดความเสียหายที่เกิดจากผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

เป็นเวลานานหลายปีที่องค์กรของเรา ด้วยทีมงานที่มีความสามารถและประสบการณ์ ได้เข้าใจถึงความต้องการของลูกค้า ให้บริการทดสอบขั้นสูงที่พวกเขาต้องการ และให้ความช่วยเหลือในการจัดตั้ง การนำไปใช้ และการปรับปรุงระบบการจัดการ ภายใต้กรอบนี้ เรายังให้บริการทดสอบการเสื่อมสภาพเทียมแก่ธุรกิจต่างๆ อีกด้วย

WhatsApp