高分子材料人工加速老化試驗

高分子材料在加工、貯存和使用過程中，在光、熱、水、化學與生物侵蝕等內外因素的綜合作用下會發生老化降解，導致性能下降。因此，通過老化試驗來評估在現實使用條件下材料的穩定性，耐候性非常重要。
高分子材料老化試驗主要有人工加速老化和自然老化試驗兩大類，以下重點講述常見的人工加速老化試驗種類。
1.氙弧燈老化試驗
利用惰性氣體氙在超高電壓下原子被激發電離放電產生弧光來模擬自然條件下劣化的再現性試驗。氙弧燈與太陽光放射照度有較好的一致性，更接近太陽光，其中紫外線占11%，可視光占89%，并且可以模擬黑夜及淋雨現象。
氙弧燈老化試驗箱
適用產品范圍：塑膠、涂料、橡膠、油漆、電子等。
樣品要求：
根據ASTM G151
1）待測樣品的尺寸一般是按照光照曝露后的材料性能測試的要求所制定的，
2）如果樣品涉及從大的部件裁剪下來，應盡量保證裁剪過程不會影響材料性能測試，
3）除非有特殊要求，盡量不要將已將經過曝露過的樣品進行裁剪，因為經過測試的樣品可能會變脆，
4）如果要將大的測試過的樣品進行裁剪，應該從至少被儀器固定住的邊緣20mm處進行裁剪。
5）無破壞的樣品數至少3個，有破壞的樣品至少6個。
相關測試標準：
GB/T 16422.2 塑料 實驗室光源暴露試驗方法 第2部分:氙弧燈
GB/T8427紡織品 色牢度試驗 耐人造光色牢度：氙弧
GB T 1865 色漆和清漆 人工氣候老化和人工輻射曝露濾過的氙弧輻射
ASTM G155 Operating Xenon Arc LightApparatus for Exposre of Non-Metallic Materials.
ASTM G151 Exposing Nonmetallic Materials in Accelerated TestDevices that Use Laboratory Light Sources
2.紫外燈老化試驗
紫外熒光燈可模擬關鍵的短波紫外線，并能完整真實地重現太陽光、雨水和露水造成的損害。損傷類型主要有褪色、光澤消失、粉化、龜裂、開裂、模糊、起泡、脆化、強度減小和氧化。
紫外燈老化試驗箱
適用產品范圍：塑膠、涂料、橡膠、油漆等。
樣品要求：
根據GB/T 14522
塑料：參見GB/T 16422.1試樣制備要求
涂料：一般按GB/T 9271的規定制備試樣底板，底板采用相應產品實際使用的材料，如木材、金屬、塑料等，底板應平整，其尺寸應適合設備試樣架的大小。
橡膠：
GB/T 16422.1中對試樣的要求適應于橡膠，
對于在應力狀態下的試驗，按GB/T 7762制備試樣，
按GB/T2941進行試樣的狀態調節。
建議將一個對照樣品和試樣同時進行暴露，以提供一個比較的標準。
相關測試標準：
GB/T 16422.3 塑料 實驗室光源暴露試驗方法 第3部分:熒光紫外燈
GB/T18950 橡膠和塑料軟管 靜態下耐紫外線性能測定
GB/T 14522機械工業產品用塑料涂料、橡膠材料人工氣候老化試驗方法熒光紫外燈
ASTM G154 Operating Fluorescent Light Apparatus for UV Exposure ofNonmetallic Materials
3.碳弧燈老化試驗
碳弧燈分為兩種，一種是封閉式碳弧燈，一種是日光碳弧燈，這兩種都是應用于早期的設備，前者用于紡織品耐光測試，后者初用于涂層的耐光試驗。
由于碳弧燈的光譜分布與太陽光相差較大，特別是封閉式碳弧燈，既無日光中的短波紫外輻射，在使用過程中要求每48h至72h換一次碳棒，使用成本較高，在我國應用較少，在日本廣泛使用，目前我國與日本合資的汽車企業依然推薦使用這種光源。
測試儀器：
碳弧燈老化試驗箱
適用產品范圍：紡織品，纖維材料，塑料，人造革，硫化橡膠等。
樣品要求: 同上氙弧燈老化試驗（參照ASTMG151）
相關測試標準：
GB/T 16422.4塑料 實驗室光源暴露試驗方法 第4部分：開放式碳弧燈
ASTM G153 Operating Enclosed Carbon Arc Light Apparatus for Exposure ofNonmetallic Materials
JIS D0205 汽車零部件耐氣候性的檢測方法
JIS B7753 Light-exposure and light-and-water-exposure apparatus (Open-flamecarbon-arc type)
JIS K7350-4 塑料.試驗室光源照射法.第4部分:明火碳弧燈
4.臭氧老化試驗
臭氧在大氣中的含量很少卻是橡膠龜裂的主要因素，特別是對含雙鍵的橡膠材料，有*的破壞能力。
臭氧老化的試驗方法，就是將橡膠試樣在靜態或動態應變條件下置于含一定濃度的臭氧和溫、濕度的環境中曝露，觀測試樣性狀的變化，以評價橡膠的耐臭氧老化性能，并以此為依據制定積極的防護措施。
臭氧老化試驗箱
適用產品范圍：非金屬材料、橡膠制品，以及TPU、EPDM等新型彈性體。
樣品要求：
根據ASTM D1149
1）樣品尺寸：長100±25mm(4±1英寸)*寬10.00±0.03mm(0.40±0.01英寸)
2）建議將待測的橡膠樣品放置在鋁制薄片或者0.1mm的聚酯薄膜上，以便于取下。
3）需要對不帶襯片的樣片在23±2°C無臭氧條件下進行24.0±0.5小時的預先測試。
相關測試標準：
GB/T13642 硫化橡膠耐臭氧老化動態拉伸試驗法
GB/T 7762 硫化橡膠或熱塑性橡膠耐臭氧龜裂靜態拉伸試驗
GB/T 24134 橡膠和塑料軟管 靜態條件下耐臭氧性能的評價
ASTM D1149 Rubber Deterioration--Cracking in an Ozone ControlledEnvironment
JIS K 6259 加硫橡膠或熱塑性橡膠－耐臭氧劣化的試驗方法
5.熱老化性能試驗
在常壓和規定溫度的熱空氣作用下，使材料經過一定時間后測定其某項或某幾項性能指標。根據相同或不同溫度條件下各周期性能指標變化的情況，判斷材料的熱穩定性，推算貯存期和使用期。
強制通風式熱老化試驗箱
適用產品范圍：電氣絕緣材料的耐熱性試驗，電子零配件，塑化產品及橡膠制品。
樣品要求：
根據GB/T 7141
1）在所選的每個周期和溫度下每種材料至少暴露三個平行試樣；
2）試樣厚度相當于但不大于預期應用中的小厚度；
3）試樣的制作方法應與其在預期應用中的相同；
4）一系列溫度的所有試驗試樣均應為同一批次。
相關測試標準：
GB/T 7141 塑料老化試驗方法
GB/T 3512 硫化橡膠或熱塑性橡膠 加熱老化和耐熱試驗
ASTM D5510 Heat Aging of Oxidatively Degradable Plastics
JIS K 6257 硫化橡膠和熱塑性橡膠 熱老化性能測定
6.溫濕老化試驗
在大氣環境下，溫度（熱）和濕度（水分）都會導致高分子材料的老化。濕熱老化試驗通過模擬溫度和濕度環境對高分子材料進行加速老化，以評估材料在應用過程中的耐溫度和濕度的老化性能。
濕熱老化試驗箱
適用產品范圍：塑料、橡膠等高分子材料。
樣品要求：
試驗樣品應在不包裝、不通電、準備使用狀態或按有關標準的其他規定放入試驗箱中。如沒有規定特定的安裝架，那么安裝架的熱傳導應盡可能低，使得實際上對所有的試驗樣品都是絕熱的。
相關測試標準：
GB/T 2423.3：試驗Cab: 恒定濕熱試驗
GB/T 2423.4：試驗Db: 交變濕熱試驗
GB/T 15905 硫化橡膠濕熱老化試驗方法
GB/T 2573 玻璃纖維增強塑料老化性能試驗方法
ASTM D2126 Response of Rigid Cellular Plastics to Thermal and Humid Aging