塑料材料碳弧老化測(cè)試實(shí)驗(yàn)方法

人工氣候加速老化試驗(yàn)中模擬自然氣候環(huán)境的主要因素有太陽(yáng)光、溫度、降雨、濕度等，人工氣候老化試驗(yàn)一般模擬以上幾個(gè)因素，其中太陽(yáng)光zui為重要。光源是人工氣候老化試驗(yàn)的重要影響因素，人工氣候老化試驗(yàn)方法一般按光源分類，常用的有碳弧燈、氙弧燈(簡(jiǎn)稱氙燈)、熒光紫外燈3種。

一、碳弧燈人工氣候老化試驗(yàn)
碳弧燈人工氣候老化試驗(yàn)是應(yīng)用較早的一種人工氣候老化試驗(yàn)方法，有開放式和密封式2種，一般選用開放式碳弧燈。碳弧燈主要是通過(guò)2個(gè)碳棒電極間形成的碳弧，透過(guò)平板玻璃濾光器照射到試樣表面。碳弧燈的模擬性較差，操作難度大，每48—72h要求換一次碳棒，運(yùn)轉(zhuǎn)成本較高，現(xiàn)在較少采用。目前，上有以氙燈光源代替碳弧燈光源的趨勢(shì)，普遍認(rèn)為氤燈光源對(duì)自然太陽(yáng)光的模擬性更好。塑料碳弧燈人工氣候老化試驗(yàn)方法可參考GB／T16422．4[11、IS04892．4[2 3和ASTM G152[31、A SrrM G153[4|，其中GB／T16422．4等效于IS04892．4。

二、氙燈人工氣候老化試驗(yàn)
氙燈人工氣候老化試驗(yàn)被認(rèn)為是目前模擬性的一種人工氣候老化試驗(yàn)方法。氙燈試驗(yàn)光源是目前模擬性的一種光源，理論早已確定氙燈比其它光源好．5 qj，它在紫外區(qū)和可見(jiàn)區(qū)的光譜能量分布與太陽(yáng)光的近似。氙燈發(fā)出的輻射經(jīng)過(guò)濾光器，過(guò)濾掉較短的紫外光波和紅外光波，使到達(dá)試樣表面的光譜接近太陽(yáng)光的。塑料氙燈人工氣候老化試驗(yàn)方法可參考 GB／T16422．219 J、IS04892。2【1 0|、ASTM C155…J，其中GB／T16422。2等效于Is04892．2。
有些材料及制品有規(guī)定的氙燈人工氣候老化試驗(yàn)方法，如汽車內(nèi)部件與外部材料的氙燈老化試驗(yàn)可依據(jù)sAE J1885—1992[123和SAEJ1960—2001[13|。
1、試樣
a試樣制備試樣制備根據(jù)試驗(yàn)要求而定，如檢測(cè)力學(xué)性能，試樣可通過(guò)注射、機(jī)械加工等方法制成標(biāo)準(zhǔn)樣條；外觀變化可直接用制品原樣作為試驗(yàn)試樣。
b試樣數(shù)量試樣的數(shù)量主要根據(jù)試樣的檢測(cè)項(xiàng)目以及取樣周期而定，如力學(xué)性能的每個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目檢測(cè)試樣一般不少于5個(gè)，評(píng)定外觀變化試樣一般至少需要1個(gè)。
c試驗(yàn)前狀態(tài)調(diào)節(jié)試樣制好后，必須經(jīng)過(guò)狀態(tài)調(diào)節(jié)，才能放入老化箱進(jìn)行人工氣候老化試驗(yàn)，否則測(cè)出的數(shù)據(jù)是不準(zhǔn)確的。試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)材料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，如無(wú)規(guī)定可參照
GB／眩918 Ll引，采用以下條件調(diào)節(jié)：(1)在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境23℃、50％RH或27℃、65％RH下，放置不少于88h；
(2)在18～28℃室溫下，放置不少于4h。
2、試驗(yàn)條件
a輻照強(qiáng)度在人工氣候老化試驗(yàn)中，光源的輻照量是決定試樣老化程度的主要因素，輻照量越大，老化程度越嚴(yán)重。在各國(guó)的試驗(yàn)方法中一般有規(guī)定輻照強(qiáng)度，其中GB／T16422．2中規(guī)定，波長(zhǎng)290—800nm之間的通帶，選擇550 W，／m2的輻照強(qiáng)度用作暴露試驗(yàn)的參考值，通常選用340nm的光譜輻照強(qiáng)度為0．5W／m2·nm作為試驗(yàn)的輻照強(qiáng)度；而ASTM G155常用的輻照強(qiáng)度為0．35w／m2·nm(340nm的光譜輻照強(qiáng)度)。試驗(yàn)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體要求設(shè)定輻照強(qiáng)度。
b試驗(yàn)溫度與濕度
(1)試驗(yàn)溫度 由于試樣的表面溫度難以準(zhǔn)確測(cè)定，因此采用黑標(biāo)準(zhǔn)溫度作為試驗(yàn)溫度，黑標(biāo)準(zhǔn)溫度近似于導(dǎo)熱性差的深色試樣的溫度，黑標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)放在試樣架上與試樣一樣受到氙燈輻照。GB／T16422．2中有2個(gè)黑標(biāo)準(zhǔn)溫度可供選用：(65±3)℃、(100±3)℃，試驗(yàn)溫度高時(shí)，試樣受熱老化作用增強(qiáng)，改變了以光為主的人工氣候老化試驗(yàn)的性質(zhì)，在實(shí)際試驗(yàn)中，常用的溫度是(65±3)℃，AsTM G155常用的溫度是63℃。黑標(biāo)準(zhǔn)溫度與試樣室的溫度是不一樣的，前者要高于后者，試樣室溫度一般設(shè)定為40℃左右，一般來(lái)說(shuō)試樣的溫度介于試樣室溫度與黑標(biāo)準(zhǔn)溫度之間。
(2)試驗(yàn)濕度 GB／T16422．2中規(guī)定的濕度是(50±5)％和(65±5)％，實(shí)際試驗(yàn)中一般采用(65±5)％作為試驗(yàn)的濕度，ASTM c155中無(wú)明確規(guī)定濕度值。
(3)降雨周期 試驗(yàn)中的降雨是模擬大氣環(huán)境中的真實(shí)降雨，降雨使試樣受到冷熱交替變化的影響，并能沖去試樣表面的污漬。降雨一般使用去離子水或蒸餾水，以免腐蝕設(shè)備，GB／T16422．2中規(guī)定的降雨周期為：降雨18分鐘／降雨間歇時(shí)間102分鐘，ASTM G155常用的降雨周期與GB／T16422．2相同。
3、試驗(yàn)過(guò)程
把試樣放人試驗(yàn)箱，試樣在試樣架上不應(yīng)受任何外加應(yīng)力的作用，啟動(dòng)試驗(yàn)箱，設(shè)定好試驗(yàn)條件，并記錄開始試驗(yàn)時(shí)間。試樣在試驗(yàn)過(guò)程中，要定期觀察試樣以及試驗(yàn)條件的變化，在整個(gè)試驗(yàn)期間要保持規(guī)定的試驗(yàn)條件恒定。

三、熒光紫外燈人工氣候老化試驗(yàn)
熒光紫外燈人工氣候老化試驗(yàn)使用低壓汞弧激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)射出紫外光，主要是模擬雨水或露水以及太陽(yáng)光中的紫外能量。熒光紫外燈老化試驗(yàn)?zāi)M性較差，但加速倍率很高，可以在較短時(shí)間獲得塑料的耐候性能。塑料熒光紫外燈老化試驗(yàn)方法可參考GB／T164勉3[15]、IS04892．3[16】、ASTM G154[17]。其中GB／T16422．3等效于IS04892．3。
1、試樣
試樣的制備、數(shù)量、狀態(tài)調(diào)節(jié)可參照氙燈老化試驗(yàn)。
2、試驗(yàn)條件
常用的熒光紫外燈有2種，分別是uV—A340燈和uV—B313燈，輻照強(qiáng)度分別是0．77W／m2·nm和0．63w／m2·nm，A燈的輻照強(qiáng)度比B燈高，可根據(jù)試驗(yàn)要求選用不同的燈。試驗(yàn)過(guò)程是一個(gè)循環(huán)過(guò)程，GB／T16422．3中有2種試驗(yàn)條件供選用：
(1)試樣在黑標(biāo)準(zhǔn)溫度(60±3)℃下輻照暴露4h或8h，然后在黑標(biāo)準(zhǔn)溫度(50±3)℃下無(wú)輻照冷凝暴露4h；(2)試樣在黑標(biāo)準(zhǔn)溫度(50±3)℃、空氣相對(duì)濕度10±5％條件下輻照暴露5h，然后在黑標(biāo)準(zhǔn)溫度(20±3)℃下繼續(xù)輻照暴露并噴水lh。
3、試驗(yàn)過(guò)程
把試樣放入試驗(yàn)箱，試樣在試樣架上不應(yīng)受任何外加應(yīng)力的作用，當(dāng)試樣沒(méi)有裝滿試樣架時(shí)，要用空白板填滿剩下的空位，以保持箱內(nèi)的試驗(yàn)條件穩(wěn)定。啟動(dòng)試驗(yàn)箱，設(shè)定好試驗(yàn)條件，并記錄開始試驗(yàn)時(shí)間。試樣在試驗(yàn)過(guò)程中，要定期觀察試樣以及試驗(yàn)條件的變化，在整個(gè)試驗(yàn)期間要保持規(guī)定的試驗(yàn)條件恒定。

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