功能性塑料必不可少的耐候測試方法

來源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時(shí)間：2007-12-18 20:23:22點(diǎn)擊率：

功能性塑料必不可少的耐候測試方法

作者：佚名文章來源：不詳點(diǎn)擊數(shù)：

在開發(fā)新材料或者增加材料的用途時(shí)，應(yīng)該要考慮到材料的性能將會如何受到氣候的影響。一個(gè)經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的耐候測試程序可以識別出這些可能產(chǎn)生的問題，可惜一些產(chǎn)品的生產(chǎn)商和他們的顧客并沒有真正地理解這類測試。

塑料零件的耐候測試是防止材料產(chǎn)生一些可能性失效的關(guān)鍵一步。在生產(chǎn)商設(shè)計(jì)和選擇材料時(shí)，耐候測試服務(wù)的義務(wù)也逐漸列入于產(chǎn)品的需求上。在這種壓力下，生產(chǎn)商利用一些新材料和新的添加劑來作為解決的辦法。如果不進(jìn)行測試，改變樹脂，添加劑或處理過程會對其耐候性能產(chǎn)生一些不利的影響。

塑料材料產(chǎn)生問題的原因

塑料材料的失敗主要有三個(gè)原因：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)未考慮到終使用環(huán)境；使用產(chǎn)品時(shí)未考慮到其設(shè)計(jì)參數(shù)；對加工過程或原料有改動影響了產(chǎn)品性能。

這些問題包括產(chǎn)品的顏色和表面形貌的改變，例如發(fā)黃、褪色、變色或者失去了光澤。對于其他的一些產(chǎn)品，這些問題還指材料的完整性或一些物理性能的改變，例如尼龍?jiān)谙匆聶C(jī)里逐漸磨損而逐漸變脆，從而破裂。

產(chǎn)生問題的一些新因素

在某些應(yīng)用領(lǐng)域，塑料產(chǎn)品需要先進(jìn)行耐候測試才可以進(jìn)入。比如交通控制產(chǎn)品的制造者會對產(chǎn)品樣本進(jìn)行戶外測試，有時(shí)候他們會很驚奇一些產(chǎn)品對于當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境具有出乎意料的敏感性。

一些新的聚合物，例如茂金屬類化合物以及一些共聚混合物和合金等新材料的耐用性仍然是個(gè)很大的問題，至今仍然沒有足夠的檢測方法。同樣，一些新的著色劑具有著未預(yù)料到的色牢度和耐光性問題。

在使用中，塑料家具某部分在經(jīng)過從窗外射進(jìn)的太陽光的短期照射后，表現(xiàn)出嚴(yán)重的褪色和變色。這種產(chǎn)品首先表現(xiàn)出整體的褪色，然后是色調(diào)轉(zhuǎn)移成棕褐色，進(jìn)而變綠，這正如有機(jī)著色劑在不同的比例下失去不同的飽和性一樣。

室內(nèi)的紫外光照射可能并不是的關(guān)鍵褪色因素，通過聚丙烯熒光儀表燈的照射證明確實(shí)是這樣，由于附近燈光的照射，材料表現(xiàn)出褪色，并逐漸變白而脆，而遠(yuǎn)離燈光的部位并未表現(xiàn)出這些明顯的現(xiàn)象。

來源于不同工廠相同規(guī)格的樹脂在性能上也可能有所不同，所有這些都會影響到產(chǎn)品的生產(chǎn)和性能上——包括它的耐候性能。這種情況尤其體現(xiàn)在一些半結(jié)晶的聚合物，例如聚丙烯。造粒過程中水源的不同也會影響原料的鈣含量，導(dǎo)致耐候性能的不同。

穩(wěn)定劑或非穩(wěn)定劑

從某種意義上來說，所有聚合物的添加劑都可以被認(rèn)為是污染物。盡管它們具有一些積極的因素，但它們也會造成一些不可預(yù)料的負(fù)面影響。例如，某些添加物質(zhì)例如云母能夠吸收HALS紫外光穩(wěn)定劑，減少它們的效能。并且不同硅添加劑中的金屬含量可能促進(jìn)聚合物的降解。

碳黑是另一種常被用作預(yù)防紫外光的材料，但是碳黑具有不同的級別和形狀。它們其中一些能吸收抗氧化劑，從而降低而不是提高材料的穩(wěn)定性。

金屬鰲合物例如鈣和鋅硬脂酸鹽常被添加用作處理過程中的穩(wěn)定劑。但是它們對一些其他的添加劑具有不良作用，例如受阻胺光穩(wěn)定劑（HALS）。通過這種處理，耐候性將會有所減小。

循環(huán)使用所帶來的問題

回收后重新切粒的產(chǎn)品會影響產(chǎn)品的持久性能，尤其對于它的物理性能。這些材料早期的熱處理會損失一些保護(hù)抗氧化劑的添加劑。終結(jié)果則是該材料具有高紫外光敏感性、低分子量并常發(fā)黃。機(jī)械性能也會受到一些影響。

政府對一些可再循環(huán)利用的材料進(jìn)行了規(guī)定，歐洲一些國家提出對一些汽車材料的終再循環(huán)利用標(biāo)準(zhǔn)立刻對美國的生產(chǎn)商有了較大的影響。當(dāng)再循環(huán)利用材料增多時(shí)，材料具有持久的耐用性也將成為可能。

測試方法

有三種主要的耐候測試：自然氣候、室外強(qiáng)化和實(shí)驗(yàn)室模擬：

● 自然的室外測試需要標(biāo)本照射陽光，暴露在大氣中，它們或是直接或是用玻璃擋板。兩種基準(zhǔn)氣候常被用來在美國測試產(chǎn)品：濕熱的亞熱帶佛羅里達(dá)氣候和干熱的亞利桑那州沙漠氣候。其他地方的氣候適合于其他市場，例如，Atlas在歐洲范圍內(nèi)有25種氣候測試。室外測試常采用全年的照射、風(fēng)化處理，這些處理隨著時(shí)間有所不同。

● 當(dāng)要更大程度地暴露于太陽輻射下，我們可以用太陽跟蹤器或者集中處理系統(tǒng)如Atlas的Emmaqua直接暴露在真實(shí)的戶外風(fēng)化條件下，來獲得更快的戶外測試。這些測試方法能提供比原來真實(shí)時(shí)間風(fēng)化情況下至少快八倍的有效結(jié)果。

● 將實(shí)驗(yàn)室測試?yán)镁哂刑厥猸h(huán)境的測試箱和人工的光源，這些能提供極好的重復(fù)性和再現(xiàn)性，類似于真實(shí)時(shí)間條件，但又快許多倍時(shí)所獲得的結(jié)果?？捎貌煌沫h(huán)境控制和燈源（如熒光，碳氙弧，或金屬鹵化物）。每種都有獨(dú)特的光譜特性，能和太陽光的幾個(gè)關(guān)鍵的波長相匹配，來預(yù)測產(chǎn)品的性能。

暴露在氙弧燈箱環(huán)境下的快速測試類似于幾年或更短時(shí)間的戶外測試。

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