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靜態(tài)樣品架氙燈老化試驗機解析

更新時間:2022-01-27點擊次數(shù):608

  近年來,靜態(tài)、平板試樣安置方式的(以下簡稱為靜態(tài)樣架)氙燈老化試驗機已在塑料、涂料、紡織等行業(yè)得到廣泛應用。如同旋轉鼓式氙燈老化試驗機一樣,這種靜態(tài)樣架老化試驗機采用不同的手段嚴格控制測試環(huán)境,并可控制老化試驗的輻照度、黑板溫度、箱內溫度及相對濕度等實驗參數(shù)。試驗機采用一支或多支氙燈作為曝曬光源,試樣平行安放在光源下方,這種方式增加了被測試樣的數(shù)量。同時電源和輻照控制系統(tǒng)為設計的,保證曝曬的精確性。試驗機箱內的反射墻即光源反射系統(tǒng)被設計成能大限度的均勻反射輻射光和模擬自然光,其溫度和相對濕度的控制裝置也是設計,以保證試驗的穩(wěn)定性和一致性,標準集團(香港)有限公司可供。

  一、實驗部分:

  1.試樣規(guī)格

  使用7類塑料試樣,其顏色及尺寸見表1。無論是透明還是不透明塑料,其老化表現(xiàn)均為黃變,其中透明塑料對光穩(wěn)定及光照變化敏感。

表1.jpg

  測試標準:

  以汽車用材料為例:

  外飾材料的老化性能按SAE J 2527用可控輻射氙燈測試汽車外用材料加速老化標準測試;

  內飾材料的老化性能按SAE J 2412用可控輻射氙燈測試汽車內飾材料加速老化標準測試;

  顏色色差計算按ASTM D 2244儀器測量顏色色差計算標準測試。

  二、實驗方法:

  (1)試樣安放

  旋轉鼓式氙燈老化試驗機是在上、中、下三層垂直安放試樣,每層可安放3個,共可放置9個試樣。如果試樣超過9個,則在環(huán)繞中心的相對位置安放。而靜態(tài)樣架氙燈老化試驗機是將試樣置于4個試樣盤中,每個盤可放置14塊50mm 100mm的試樣。然后將試樣盤再放置到試驗機中。對于PS和PC等汽車用塑料,試樣架上無需背襯材料。推薦每間隔一段測試周期調整試樣盤的位置。

  (2)測試條件

  氙燈老化試驗機內設有日光濾光片,控制輻射到試樣表面上波長為340nm的光的輻照度為0.55W/m2,黑板溫度為63時,日光照射102min,隨機溫度時日光照射和噴淋18min,每周更換一次試樣位置。靜態(tài)樣架氙燈老化試驗機的相對濕度控制約為15%,旋轉鼓式氙燈老化試驗機的相對濕度控制為50%。曝曬循環(huán)周期為2000h。

  (3)老化測量

  老化測量采用積分球分光光度計的反射模式,采用D65照明、10觀察角、大范圍測量、包含反射和紫外光源測量。塑料的老化情況用黃色指數(shù)(b)表征。透明材料測量時需襯有白色的校準板。

  同時,每隔一定時間需測量裂紋的數(shù)量,當塑料表面的裂紋達到10條時,應取出該試樣并記錄老化時間。其余試樣按上述方式進行,直到所有被測試樣出現(xiàn)10條裂紋。

  三、結果與討論:

  1.靜態(tài)樣架氙燈老化試驗機的應用

  圖1為兩種氙燈老化試驗機對PS、PC的老化結果。

圖1.jpg

  由圖1可見,靜態(tài)樣架氙燈老化試驗機的老化效果基本上等同于旋轉鼓式老化試驗機,而其老化速度略快于旋轉鼓式老化試驗機,其原因可能是不同老化機箱內的溫度不同所致。另外發(fā)現(xiàn),使用不同的濾光片對老化效果的影響不大,尤其表現(xiàn)在PC的老化結果上。靜態(tài)樣架氙燈老化試驗機的日光濾光片和旋轉鼓式氙燈老化試驗機的CIRA/SL濾光片的性能很接近,即通過正確選擇和使用相應的濾光系統(tǒng)及曝曬條件,兩者的老化結果接近一致。

  2.靜態(tài)樣架氙燈老化試驗機的測試結果

  表2列出采用靜態(tài)樣架氙燈老化試驗機和旋轉鼓式氙燈老化試驗機對PS和PC的測試結果誤差,其計算式為:

  表2兩種老化試驗機測試結果誤差比較

  表2可看出,靜態(tài)樣架氙燈老化試驗機的測試誤差范圍僅為±3% ~ ±8%,而旋轉鼓式氙燈老化試驗機的誤差范圍為±3% ~ ±13%。

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