光老化实验试验基础培训.pptx

内容概要内容概要1.老化基本因素2.试验室老化技术3.碳弧灯老化试验n不得不进行测试不得不进行测试(规定要求规定要求)65%n与竞争对手的材料进行比较与竞争对手的材料进行比较 15%n R&D 10%n保修要求保修要求/其它其它 10%为什么测试？为什么测试？为什么测试？为什么测试？为什么测试？为什么测试？n根据材料性能分级n 将新材料与“已知”材料进行比较n 找出可能的失效机理n 评估表面处理或其它处理方法n 确定相关性n 预测产品使用寿命1.老化基本因素老化基本因素n光：质量光：质量/数量数量n水：数量水：数量/相态相态n温度：数量温度：数量/循环循环 UV 紫外线紫外线295-400nm6.8%Visible 可见光可见光400-800nm55.4%IR 红外线红外线800-2450nm37.8%以上数据引自CIE出版物85表41.1 光能光能Solar Region日 光 范 围UVAUVBUVCVisibleIRAIRBIRC200280315400800 1400 30001,000,000日光组成日光组成波长越短波长越短,光子能量越高。短波可能具备足够的能量打断化学键。光子能量越高。短波可能具备足够的能量打断化学键。UV 6.8%VIS 55.4%NIR 37.8%波长波长(nm)相对光能相对光能250 300 350 400 450 500 550 600700800650750E=h =h c/E=Energy 光能光能h=Plancks Constant 普朗克常数普朗克常数 =Frequency 频率频率c=Velocity 光速光速 =Wavelength 波长波长日光辐射日光辐射1.2 水水/湿度湿度n相态：气态相态：气态/液态液态/固态固态n物理作用：物理作用：水合/脱水过程(气态/液态)结冰/解冻循环（固态/液态）侵蚀(液态)热冲击(液态)冲击(固态)化学作用化学作用n溶剂溶剂(气态气态/液态液态)n试剂试剂/水解介质水解介质(气态气态/液态液态)npH 调节剂调节剂(气态气态/液态液态)水水/湿度湿度直接影响直接影响n热化作用热化作用n反应速度反应速度n膨胀膨胀/收缩系数收缩系数协同作用协同作用n试样温度试样温度n最高温度最高温度n蒸发蒸发/挥发挥发1.3 热热/温度温度n模拟并加速n光：质量/昼夜循环n水：湿度/降雨/冷凝n温度2.试验室老化技术试验室老化技术n理想特性n重复性n重现性n独立控制各应力2.1 实验室老化实验室老化基准日光谱基准日光谱基准日光谱基准日光谱基准日光谱基准日光谱聚合物敏感波长聚合物敏感波长2.2 实验室模拟日光实验室模拟日光n碳弧灯n紫外光n氙弧灯n其它光源碳弧灯碳弧灯n封闭式/紫外型碳弧灯n开放式/阳光型碳弧灯碳弧灯与日光光谱碳弧灯与日光光谱n结论n 不能精确模拟自然日光；n 可作为筛选工具；n 在一些汽车标准中仍然使用。碳弧灯碳弧灯荧光灯光源:UVB-313 UVB-FS40 UVA-340 UVA-351紫外光紫外光紫外灯与日光光谱紫外灯与日光光谱紫外光源紫外光源n结论n 不能精确模拟自然日光，仅包括紫外部分；n 可作为材料筛选工具；n 相关性较差；氙弧灯氙弧灯氙弧灯氙弧灯氙弧燃烧器氙弧灯组合氙弧灯氙弧灯波长波长纳米纳米(W/m2/nm)辐照度辐照度 日光日光红外吸收涂层红外吸收涂层/钠钙玻璃钠钙玻璃氙弧灯与日光光谱氙弧灯与日光光谱氙弧灯氙弧灯n结论n精确模拟自然日光n独立控制应力因素n良好的重复性与重现性n要兼顾相关性与加速性，采取折衷的办法；n试验越快，越有可能不相关；n10或更高的加速因子都是由材料/环境决定的；n没有通用的相关因子；n相关因子由经验获得。相关性相关性n降低相关性的因素降低相关性的因素n短波曝晒n高强度曝晒n连续光照曝晒n不真实的试样温度n不同颜色材料之间的不真实/不存在的温差n不真实/不存在的温度循环n不真实/不存在水分分布相关性相关性3.碳弧灯老化试验碳弧灯老化试验nASTM D750-06 橡胶材料的碳弧灯老化试验装置nASTM D822-01(2006)涂层的开放式碳弧灯试验方法nJIS A 1415-1999 聚合物建筑材料暴露于试验室光源的方法nJIS D0205-1987 汽车零部件耐候性试验方法nAATCC 16-2004.色牢度 试验方法试验方法参数参数设设备备要要求求弧灯形状弧灯形状开放式（开放式（SunshineSunshine）炭棒极炭棒极上端上端/下端下端铜覆盖的阳光碳弧铜覆盖的阳光碳弧放电电压放电电压（V V）5050（2%2%）放电电流放电电流（A A）6060（2%2%）样品转旋架样品转旋架距离（距离（mmmm）476-482476-482直径（直径（mmmm）960960旋转速度旋转速度大约大约 1rpm/min1rpm/min样品表面的光强度（样品表面的光强度（W/mW/m2 2）255255（10%10%）(300-700nm)(300-700nm)7878（10%10%）(300-400nm)(300-400nm)玻璃滤镜玻璃滤镜透光率透光率 205nm1%205nm1%；302nm 302nm 68 68；375375700nm 700nm 90%90%运运行行条条件件黑板温度计黑板温度计温度控制（温度控制（）833833633(633(或者或者833)833)新鲜水喷淋条新鲜水喷淋条件件压力（压力（kPakPa）没有喷淋没有喷淋规范规范78-12778-127流速（流速（ml/minml/min）21001002100100喷淋时间喷淋时间60min60min光照中的光照中的12min12min喷淋喷淋运行周期运行周期持续光照持续光照持续光照，持续光照，2000h2000hJIS D0205-1987准备：准备：标识样品，初始测量，平板形，尺寸：70150mm。安装：安装：样品安装在夹具上，应当不承受任何应力。暴露：暴露：试验前应确定试验箱能够按照并维持规定条件运行。调整：调整：每20小时调整一次样品位置。移出：移出：在规定的时间之后，应当移出样品，并尽快按照进行评价测量。维护：维护：定时更换和清洗氙弧灯、更换和清洗滤管。测试步骤测试步骤表面状况表面状况应当对样品的暴露面进行外观缺陷的检查（如裂纹、粉化、污点、剥落以及开裂）。变色变色对于非单色或者纹理材料，将样品颜色对比与灰度标尺之间对照进行测定。对于单一颜色样品，测定颜色，计算实验前后色差。光泽光泽测定试验前后的光泽，并计算光泽保持率。123评价方法评价方法