什么是老化測(cè)試？
老化化檢測(cè)是模擬產(chǎn)品在現(xiàn)實(shí)使用條件中涉及到的各種因素對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生老化的情況進(jìn)行相應(yīng)條件加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。
老化試驗(yàn)主要是指針對(duì)橡膠、塑料產(chǎn)品、電器絕緣材料及其他材料進(jìn)行的熱氧老化試驗(yàn);或者針對(duì)電子零配件、塑化產(chǎn)品的換氣老化試驗(yàn)。
常見的老化測(cè)試主要有光照老化、濕熱老化、熱風(fēng)老化、高低溫試驗(yàn)、鹽霧腐蝕、臭氧老化、熱氧老化試驗(yàn)、埋地土壤腐蝕試驗(yàn)、液體介質(zhì)老化試驗(yàn)、用戶特定條件老化試驗(yàn)等。
產(chǎn)品使用在戶外長(zhǎng)期受太陽(yáng)光照，想要了解該產(chǎn)品在戶外能夠使用的壽命就要模擬太陽(yáng)紫外光進(jìn)行UV老化實(shí)驗(yàn)，當(dāng)然實(shí)驗(yàn)的強(qiáng)度要比實(shí)際戶外光照的強(qiáng)度要大很多，從而縮短測(cè)試時(shí)間，可以通過(guò)短時(shí)間的測(cè)試了解產(chǎn)品使用多少年后的老化情況。
老化的定義
老化是指材料在加工、貯存和使用過(guò)程中，由于受內(nèi)外因素的綜合作用，其性能逐漸變壞，以致最后喪失使用價(jià)值的現(xiàn)象。老化是一種不可逆的變化，它是材料的通病。
老化的原因
發(fā)生老化的原因主要是由于結(jié)構(gòu)或組分內(nèi)部具有易引起老化的弱點(diǎn)，如具有不飽和雙鍵、支鏈、羰基、末端上的羥基等等。外界或環(huán)境因素主要是陽(yáng)光、氧氣、臭氧、熱、水、機(jī)械應(yīng)力、高能輻射、電、工業(yè)氣體(如二氧化碳、硫化氫等)、海水、鹽霧、霉菌、細(xì)菌、昆蟲等等。
老化測(cè)試的項(xiàng)目包括
1.紫外老化試驗(yàn)?
太陽(yáng)光中的紫外光，由于其所具備的光能與高分子化學(xué)鍵的鍵能相當(dāng)，能夠引起高分子化合物鏈的斷裂，是導(dǎo)致高分子材料老化降解的主要因素。
紫外老化試驗(yàn)即是指將高分子材料老化試驗(yàn)樣品置于紫外光場(chǎng)下，進(jìn)行暴露，從而獲得高分子材料老化行為及規(guī)律的試驗(yàn)方法。
通常紫外老化試驗(yàn)會(huì)規(guī)定，紫外區(qū)及輻照強(qiáng)度，比如40W/m2，在300nm—400nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)等。
紫外老化試驗(yàn)所使用的光源通常有氙燈、熒光燈、氚燈以及氘燈等，其中氙燈能夠很好的模擬太陽(yáng)光譜，熒光燈能夠很好的模擬太陽(yáng)光中的紫外光譜，氚燈所提供的能量較強(qiáng)，一般用于做加速老化試驗(yàn)。
2鹽霧老化測(cè)試
鹽霧試驗(yàn)是一種主要利用鹽霧試驗(yàn)設(shè)備所創(chuàng)造的人工模擬鹽霧環(huán)境條件來(lái)考核產(chǎn)品或金屬材料耐腐蝕性能的環(huán)境試驗(yàn)。
它分為二大類，一類為天然環(huán)境暴露試驗(yàn)，另一類為人工加速模擬鹽霧環(huán)境試驗(yàn)。人工模擬鹽霧試驗(yàn)又包括中性鹽霧試驗(yàn)、酸性鹽霧試驗(yàn)、銅離子加速鹽霧試驗(yàn)、循環(huán)鹽霧試驗(yàn)。它與天然環(huán)境相比，其鹽霧環(huán)境的氯化物的鹽濃度比一般天然環(huán)境鹽霧含量的幾倍或幾十倍，使腐蝕速率大大提高，得出結(jié)果的時(shí)間也大大減短。?
3臭氧老化測(cè)試
臭氧是大氣中及其稀少的氣體，但是其卻對(duì)高分子材料的破壞力極強(qiáng)，臭氧能夠與高分子材料化學(xué)結(jié)構(gòu)中的不飽和鍵以及還原性基團(tuán)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致高分子材料發(fā)生氧化降解，從而失去使用價(jià)值。
尤其是對(duì)于含有雙鍵的橡膠材料，表現(xiàn)出極強(qiáng)的破壞力。
臭氧具有很強(qiáng)的活性，它能夠分解出活性更強(qiáng)的原子氧，與橡膠分子中的雙鍵進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致橡膠發(fā)生老化，出現(xiàn)龜裂、變脆等現(xiàn)象。
高分子材料的臭氧老化試驗(yàn)通常在臭氧老化試驗(yàn)箱內(nèi)進(jìn)行，臭氧由臭氧發(fā)生器提供，其濃度可通過(guò)混合器與空氣混合進(jìn)行調(diào)節(jié)，臭氧的濃度一般根據(jù)材料實(shí)際使用所處的環(huán)境條件來(lái)確定。
另外，臭氧老化箱內(nèi)的溫度、濕度等因素也可進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而達(dá)到試驗(yàn)的目的，獲取材料的耐臭氧老化性能以及臭氧老化行為與規(guī)律。
4溫?zé)崂匣瘻y(cè)試
濕熱老化試驗(yàn)是評(píng)價(jià)高分子材料在高濕、高溫環(huán)境下耐老化性能的有效方法。
在高濕度環(huán)境下，水分能夠滲透到高分子材料內(nèi)部，導(dǎo)致高分子材料發(fā)生溶脹，部分親水性基團(tuán)發(fā)生水解，導(dǎo)致高分子材料發(fā)生老化降解。
另外，水分滲入到高分子材料內(nèi)部，還能夠?qū)е赂叻肿硬牧蟽?nèi)部的添加劑，如增塑劑、配合劑以及其它物質(zhì)的溶解與遷移，影響高分子材料的機(jī)械性能。
在高熱的作用下，熱又可以促進(jìn)水分的這種滲透作用，熱促進(jìn)高分子鏈運(yùn)動(dòng)加劇，分子間作用力減小，促進(jìn)了水分的滲透作用，加速了高分子材料的降解。不同的高分子材料有不同的配方，所以他們的濕熱老化機(jī)理也不盡相同，
濕熱老化試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)要根據(jù)不同的高分子材料，選用不同的老化標(biāo)準(zhǔn)。濕熱老化試驗(yàn)通常在濕熱老化試驗(yàn)箱內(nèi)進(jìn)行，溫度和濕度可以根據(jù)試驗(yàn)要求自行設(shè)定。
5氙燈老化測(cè)試
氙燈老化測(cè)試就是評(píng)定戶外無(wú)遮蔽使用和儲(chǔ)存的設(shè)備經(jīng)受太陽(yáng)輻射熱和光學(xué)效應(yīng)的能力。影響的范圍包括待測(cè)物的電性功能是否正常，材料結(jié)構(gòu)是否變形或損壞，為了驗(yàn)證待測(cè)測(cè)物表面材料經(jīng)過(guò)日光長(zhǎng)期暴曬后出現(xiàn)顏色退化，通常在試驗(yàn)前與試驗(yàn)后均以色差儀進(jìn)行顏色變異程度測(cè)試。
這一項(xiàng)是對(duì)暴露在陽(yáng)光下的產(chǎn)品及其制造材料進(jìn)行的試驗(yàn)。太陽(yáng)輻射可以引起光化學(xué)效應(yīng)和熱效應(yīng)。在大多數(shù)情況下，這項(xiàng)試驗(yàn)可以代替高溫試驗(yàn)。通過(guò)日照試驗(yàn)可檢驗(yàn)太陽(yáng)輻射對(duì)產(chǎn)品或有關(guān)材料的使用或露天存儲(chǔ)的影響。
6碳弧燈老化測(cè)試
碳弧燈分為兩種，一種是封閉式碳弧燈，一種是陽(yáng)光型碳弧燈。
這兩種碳弧燈都是應(yīng)用于早期的設(shè)備，前者最初用于紡織品耐光測(cè)試，后者最初用于涂層的耐光性測(cè)試。
封閉式碳弧燈的發(fā)光體是一組碳棒，電流通過(guò)碳棒發(fā)出弧光。但碳棒發(fā)出的弧光的光譜能量分布于自然光的光譜能量分布相差較大，既沒(méi)有自然光的短波紫外輻射，在400-800nm之間也沒(méi)有日光的高強(qiáng)度能量。陽(yáng)光型碳弧燈與日光的光譜能量分布的匹配性有所改善，但二者在50-350nm之間的光譜能量分布還是有很大差異。
7冷熱沖擊試驗(yàn)測(cè)試
溫度是導(dǎo)致高分子材料老化的又一重要因素，對(duì)于高分子膠黏劑而言，高溫可以加速高分子膠黏劑鏈的運(yùn)動(dòng)速率，低溫則可以導(dǎo)致高分子膠黏劑產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，高低溫交變導(dǎo)致高分子膠黏劑發(fā)生鏈的斷裂，發(fā)生老化降解。
對(duì)于橡膠而言，高溫可加速分子鏈的熱運(yùn)動(dòng)，使橡膠發(fā)生交聯(lián)，低溫可導(dǎo)致橡膠分子鏈的凍結(jié)，使其變脆，彈性下降，發(fā)生老化。
高低溫交變老化試驗(yàn)是評(píng)價(jià)高分子材料耐溫性能的老化試驗(yàn)方法，通常在溫度交變老化試驗(yàn)箱內(nèi)進(jìn)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(shí)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(shí)間，然后在升溫至T1，此為一個(gè)溫度循環(huán)。循環(huán)周期長(zhǎng)短，可根據(jù)具體試驗(yàn)要求而定。
8氣候老化試驗(yàn)
所謂氣候老化試驗(yàn)就是將高分子材料試驗(yàn)樣品暴露于大氣環(huán)境條件下，從而獲得材料樣品在大氣環(huán)境暴露下的老化規(guī)律，對(duì)高分子材料的性能進(jìn)行分析，并預(yù)測(cè)其使用壽命的一種研究方法。
氣候老化試驗(yàn)又可以分為兩種：
其中一種便是自然暴露試驗(yàn)，即將高分子材料試驗(yàn)樣品暴露于真實(shí)的大氣環(huán)境下，以獲得材料在真實(shí)環(huán)境下的老化行為，這種老化試驗(yàn)方法所獲得的老化信息最為準(zhǔn)確，是獲得高分子材料老化行為的最為有效的方法，但是這種試驗(yàn)方法周期時(shí)間太長(zhǎng)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。在美國(guó)的佛羅里達(dá)州、中國(guó)的萬(wàn)寧、漠河以及武漢等地都有人進(jìn)行過(guò)為期超過(guò)一年的大氣暴露試驗(yàn)。
另外一種便是人工氣候老化試驗(yàn)，人工氣候老化試驗(yàn)即是指人通過(guò)在室內(nèi)對(duì)真實(shí)大氣環(huán)境條件進(jìn)行模擬或者是加強(qiáng)某一環(huán)境因素以在短時(shí)間內(nèi)獲得材料老化行為的老化試驗(yàn)方法，這又被稱為人工模擬老化或者人工加速老化。人工氣候老化通常是在人工氣候老化箱內(nèi)進(jìn)行的。通常使用的人工氣候老化箱主要有氙燈氣候老化老化箱、熒光燈氣候老化試驗(yàn)箱以及碳弧燈氣候老化試驗(yàn)箱等。這幾種氣候老化試驗(yàn)箱都是從光照、溫度、濕度、雨水或者凝露等主要?dú)夂蛞蛩貙?duì)自然環(huán)境因素進(jìn)行模擬或加強(qiáng)而實(shí)現(xiàn)材料老化的。此外，材料的老化試驗(yàn)還要依據(jù)一定的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行開展。?