塑料耐老化測試的范圍及要求

塑料耐老化測試的范圍及要求

       對于同樣的材料，由于其用途不同，可能選擇的評價指標也不同。例如，同樣是涂料，如果是用于裝飾，就必須重點考慮其外觀的變化。在GB/T 1766-2008 色漆和清漆 涂層老化的評級方法中，詳細規定了光澤度、顏色變化、粉化、泛金等各種外觀變化的評級方法。

　　塑料在加工、儲存、使用過程中，暴露在自然或人工環境下，性能會慢慢地變壞、惡化，這就是塑料老化。塑料耐老化檢測主要是模擬塑料產品在現實環境使用過程中各種惡劣條件的高強度測試，根據實際要求，合理地預測塑料產品的使用壽命。

　　一、塑料耐老化測試的范圍：

　　塑料粒子、塑料絲、塑料繩、塑料帶、軟管、硬管、波紋管、塑料板材、塑料薄膜、塑料開關、塑料門窗、塑料棒、人造革、電纜、泡沫材料、塑料異型材和車用飾品等。

　　二、塑料耐老化檢測的方法：

　　1、氣候老化試驗

　　氣候老化試驗是將要檢測的塑料樣品暴露于大氣環境條件下，從而獲得樣品暴露在大氣環境下的老化規律，以此對塑料材料的性能進行分析，并預測其使用壽命。氣候老化試驗又可以分為自然暴露試驗和人工氣候老化試驗；

　　2. 紫外老化試驗

　　陽光中的紫外光具備的光能與高分子化學鍵的鍵能相當，能導致高分子化合物鏈的斷裂，是導致塑料材料老化降解的主要因素。紫外老化試驗是將塑料樣品暴露于紫外光之下，從而獲得塑料材料老化行為及規律的試驗方法。紫外老化試驗所使用的光源通常有氙燈、熒光燈、氚燈或氘燈，其中氙燈能夠很好地模擬太陽光譜，熒光燈能很好地模擬太陽光中的紫外光譜，氚燈所提供的能量較強，一般用于加速老化試驗；

　　3、臭氧老化試驗

　　臭氧是大氣中極其的氣體，但它對塑料材料的破壞力極強，臭氧能與塑料材料化學結構中的不飽和鍵以及還原性基團發生不可逆轉的化學反應，導致塑料材料發生氧化降解，從而失去使用的價值。塑料材料的臭氧老化試驗通常在臭氧老化試驗箱內進行，試驗所需要的臭氧由臭氧發生器提供，其濃度可通過混合器與空氣混合進行調節，臭氧的濃度一般根據材料實際使用所處的環境條件來確定。另外，臭氧老化箱內的溫度、濕度等因素也可進行調節，從而達到試驗的目的，進而獲取材料的耐臭氧老化性能以及臭氧老化行為與規律；

　　4、熱空氣老化試驗

　　熱是導致塑料材料發生老化的主要因素之一，熱可以加速高分子鏈的運動，導致高分子鏈的斷裂，產生活性自由基，使其發生自由基鏈反應，導致高分子發生降解或交聯。熱空氣老化試驗是評價塑料材料、研究塑料材料耐老化性能的主要試驗方法之一，通常在恒溫鼓風干燥試驗箱內進行。干燥箱內溫度可根據試驗要求進行設定，塑料材料暴露于干燥性內定期取樣，進行測試，以獲取塑料材料的老化行為與規律，從而有針對性地對塑料材料進行改性，提高其使用性能。

　　5、溫度交變老化試驗

　　溫度是導致塑料材料老化的另一個重要因素，高低溫交變老化試驗是評價塑料材料耐溫性能的老化試驗方法，通常在溫度交變老化試驗箱內進行，從某一溫度T1（一般為室溫）以恒定的升溫速率升溫至某一溫度T2，維持T2溫度一定時間，然后再以恒定的降溫速率，降溫降至某一溫度T3，維持T3溫度一定時間，然后在升溫至T1，此為一個溫度循環。循環周期的長短，可根據具體試驗的要求來定；

　　6、濕熱老化試驗

　　濕熱老化試驗是評價塑料材料在高濕、高溫環境下耐老化性能的有效方法。在高濕度環境下，水分能夠滲透到塑料材料內部，導致塑料材料發生溶脹，部分親水性基團發生水解，導致塑料材料發生老化降解。另外，水分滲入到塑料材料內部，還會導致塑料材料內部的添加劑（如增塑劑、配合劑）以及其它物質的溶解與遷移，影響塑料材料的機械性能。熱可以促進高分子鏈運動加劇，使分子間作用力減小，促進水分的滲透作用，加速塑料材料的降解；

　　7、介質老化試驗

　　某些塑料材料在使用過程中要長期在某種介質中浸泡，比如海上作業或海底作業的裝備上面的塑料材料要長期在海水中浸泡，航空飛機某些部件要長期接觸航空燃油等，這都要求塑料材料擁有較強的耐介質老化性能。耐介質老化試驗是可以塑料材料耐介質老化性能，預測其在某種介質中的壽命等常用的一種試驗方法。塑料檢測所使用的介質，可以根據塑料材料具體所使用的環境進行配制，可以是人造海水、鹽水、雨水、酸堿溶液、燃油以及其它有機溶劑等。

　　8、氙燈老化試驗

      是采用能模擬全陽光光譜的氙弧燈來再現不同環境下存在的破壞性光波，可以為科研、產品開發和質量控制提供相應的環境模擬和加速試驗。氙燈老化模擬陽光可見波段( 300^ 800rm)，常見標準有GB/T 16422.2-2014 塑料 實驗室光源暴露試驗方法 第2部分：氙弧燈。

　　人工加速老化試驗條件的選擇

　　這個問題實際上可以理解為應該模擬哪些老化因素，高分子材料在使用過程中，氣候環境里許多因素都有可能對高分子材料的老化產生作用。如果事先知道產生老化的主要因素，就可以有針對性的選擇試驗方法。我們可以從該材料的運輸、儲存、使用環境以及其老化機理等方面考慮，確定試驗方法。例如硬聚型材，使用聚為原料，添加穩定劑、顏料等助劑加工而成，主要用于室外。從聚的老化機理考慮，聚受熱易分解；從使用環境考慮；空氣中的氧、紫外光、熱、水分都是引起型材老化的原因。

　　因此，國標GB/T8814-2004《門、窗用未增塑聚（PVC-U）型材》中，既規定了光氧老化試驗方法，采用GB/T16422.2《塑料實驗室光源曝露試驗方法第二部分：氙弧燈》老化4000h或6000h，模擬了室外紫外光及可見光、溫度、濕度、降雨等因素，同時又規定了熱氧老化項目：加熱后狀態，150℃放置30min，目測觀察是否出現氣泡、裂紋、麻點或分離現象，以考察型材的耐熱性能。又如我國在國際市場上有競爭力的一個產品：外貿出口鞋。在使用過程中，陽光中的紫外線是引起鞋子變色、褪色的主要原因，因此，有必要用紫外燈箱對其進行耐黃變測試。常用的鞋類耐黃變試驗箱采用30WUV燈，樣品離光源20cm，照射3h后觀察顏色變化。同時，在運輸過程中，集裝箱內悶熱、潮濕的惡劣環境會引起鞋面、鞋底、膠水的變色、斑點，甚至是變質。因此，在裝船運輸之前，有必要考慮進行耐濕熱老化試驗，模擬集裝箱內高熱、高濕環境，在70℃、95％相對濕度的條件下，進行48h試驗后觀察外觀、顏色變化。

　　性能評價指標的選擇

　　選擇性能評價指標主要從材料的用途及材料本身特性兩方面來考慮。

　　根據材料用途確定評價指標

　　對于同樣的材料，由于其用途不同，可能選擇的評價指標也不同。例如，同樣是涂料，如果是用于裝飾，就必須重點考慮其外觀的變化。在GB/T 1766-2008 色漆和清漆 涂層老化的評級方法中，詳細規定了光澤度、顏色變化、粉化、泛金等各種外觀變化的評級方法。

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