塑料材料碳弧老化測試實驗方法

人工氣候加速老化試驗中模擬自然氣候環境的主要因素有太陽光、溫度、降雨、濕度等，人工氣候老化試驗一般模擬以上幾個因素，其中太陽光zui為重要。光源是人工氣候老化試驗的重要影響因素，人工氣候老化試驗方法一般按光源分類，常用的有碳弧燈、氙弧燈(簡稱氙燈)、熒光紫外燈3種。

一、碳弧燈人工氣候老化試驗
碳弧燈人工氣候老化試驗是應用較早的一種人工氣候老化試驗方法，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2個碳棒電極間形成的碳弧，透過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，運轉成本較高，現在較少采用。目前，上有以氙燈光源代替碳弧燈光源的趨勢，普遍認為氤燈光源對自然太陽光的模擬性更好。塑料碳弧燈人工氣候老化試驗方法可參考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
氙燈人工氣候老化試驗被認為是目前模擬性的一種人工氣候老化試驗方法。氙燈試驗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，它在紫外區和可見區的光譜能量分布與太陽光的近似。氙燈發出的輻射經過濾光器，過濾掉較短的紫外光波和紅外光波，使到達試樣表面的光譜接近太陽光的。塑料氙燈人工氣候老化試驗方法可參考 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定的氙燈人工氣候老化試驗方法，如汽車內部件與外部材料的氙燈老化試驗可依據sAE J1885—1992[123和SAEJ1960—2001[13|。
1、試樣
a試樣制備試樣制備根據試驗要求而定，如檢測力學性能，試樣可通過注射、機械加工等方法制成標準樣條；外觀變化可直接用制品原樣作為試驗試樣。
b試樣數量試樣的數量主要根據試樣的檢測項目以及取樣周期而定，如力學性能的每個檢測項目檢測試樣一般不少于5個，評定外觀變化試樣一般至少需要1個。
c試驗前狀態調節試樣制好后，必須經過狀態調節，才能放入老化箱進行人工氣候老化試驗，否則測出的數據是不準確的。試樣狀態調節應根據試驗材料的相關標準進行，如無規定可參照
GB／眩918 Ll引，采用以下條件調節：(1)在標準環境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、試驗條件
a輻照強度在人工氣候老化試驗中，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，老化程度越嚴重。在各國的試驗方法中一般有規定輻照強度，其中GB／T16422．2中規定，波長290—800nm之間的通帶，選擇550 W，／m2的輻照強度用作暴露試驗的參考值，通常選用340nm的光譜輻照強度為0．5W／m2·nm作為試驗的輻照強度；而ASTM G155常用的輻照強度為0．35w／m2·nm(340nm的光譜輻照強度)。試驗時應根據具體要求設定輻照強度。
b試驗溫度與濕度
(1)試驗溫度 由于試樣的表面溫度難以準確測定，因此采用黑標準溫度作為試驗溫度，黑標準溫度近似于導熱性差的深色試樣的溫度，黑標準溫度計放在試樣架上與試樣一樣受到氙燈輻照。GB／T16422．2中有2個黑標準溫度可供選用：(65±3)℃、(100±3)℃，試驗溫度高時，試樣受熱老化作用增強，改變了以光為主的人工氣候老化試驗的性質，在實際試驗中，常用的溫度是(65±3)℃，AsTM G155常用的溫度是63℃。黑標準溫度與試樣室的溫度是不一樣的，前者要高于后者，試樣室溫度一般設定為40℃左右，一般來說試樣的溫度介于試樣室溫度與黑標準溫度之間。
(2)試驗濕度 GB／T16422．2中規定的濕度是(50±5)％和(65±5)％，實際試驗中一般采用(65±5)％作為試驗的濕度，ASTM c155中無明確規定濕度值。
(3)降雨周期 試驗中的降雨是模擬大氣環境中的真實降雨，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，以免腐蝕設備，GB／T16422．2中規定的降雨周期為：降雨18分鐘／降雨間歇時間102分鐘，ASTM G155常用的降雨周期與GB／T16422．2相同。
3、試驗過程
把試樣放人試驗箱，試樣在試樣架上不應受任何外加應力的作用，啟動試驗箱，設定好試驗條件，并記錄開始試驗時間。試樣在試驗過程中，要定期觀察試樣以及試驗條件的變化，在整個試驗期間要保持規定的試驗條件恒定。

三、熒光紫外燈人工氣候老化試驗
熒光紫外燈人工氣候老化試驗使用低壓汞弧激發熒光物質發射出紫外光，主要是模擬雨水或露水以及太陽光中的紫外能量。熒光紫外燈老化試驗模擬性較差，但加速倍率很高，可以在較短時間獲得塑料的耐候性能。塑料熒光紫外燈老化試驗方法可參考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、數量、狀態調節可參照氙燈老化試驗。
2、試驗條件
常用的熒光紫外燈有2種，分別是uV—A340燈和uV—B313燈，輻照強度分別是0．77W／m2·nm和0．63w／m2·nm，A燈的輻照強度比B燈高，可根據試驗要求選用不同的燈。試驗過程是一個循環過程，GB／T16422．3中有2種試驗條件供選用：
(1)試樣在黑標準溫度(60±3)℃下輻照暴露4h或8h，然后在黑標準溫度(50±3)℃下無輻照冷凝暴露4h；(2)試樣在黑標準溫度(50±3)℃、空氣相對濕度10±5％條件下輻照暴露5h，然后在黑標準溫度(20±3)℃下繼續輻照暴露并噴水lh。
3、試驗過程
把試樣放入試驗箱，試樣在試樣架上不應受任何外加應力的作用，當試樣沒有裝滿試樣架時，要用空白板填滿剩下的空位，以保持箱內的試驗條件穩定。啟動試驗箱，設定好試驗條件，并記錄開始試驗時間。試樣在試驗過程中，要定期觀察試樣以及試驗條件的變化，在整個試驗期間要保持規定的試驗條件恒定。

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