Testverfahren für die Alterungsprüfung von Polymeren mit wassergekühltem Xenonlichtbogen

Der Klimatest von Polymeren ist der Abbau von Polymeren und der Abbau von Polymerbeschichtungen unter Laborbedingungen oder unter natürlichen Bedingungen. Wie Gesteinserosion können Naturphänomene zum Abbau von Polymersystemen führen. Die Elemente, die Polymeren am meisten Sorgen bereiten, sind UV-Strahlung, Feuchtigkeit und Nässe, hohe Temperaturen und Temperaturschwankungen. Polymere werden im täglichen Leben verwendet, daher ist es für Wissenschaftler und Polymerhersteller wichtig, die Haltbarkeit und Lebenserwartung von Polymerprodukten zu verstehen. Farbe, eine übliche Polymerbeschichtung, die verwendet wird, um die Farbe zu ändern, die Reflexion (Glanz) zu ändern und eine Schutzschicht zu bilden. Die Struktur des Harzes besteht aus Pigmenten. Ein typisches

Beispiel sind vorlackierte Dach- und Wandprodukte aus Stahl, die ständig schädlichem Wetter ausgesetzt sind Bedingungen.Kiefer.
Stahlfarbe ist ein Beispiel für ein gängiges Polymersystem. Die Probe links wurde in ein Gestell für Außenbeleuchtung gestellt und 6 Jahre bewittert. Es ist zu sehen, dass die Probe kreidig erscheint und im Vergleich zur unbewitterten Probe rechts eine Farbänderung erfährt.
Farbe entsteht aus lichtreflektierenden chemischen Partikeln, Pigmenten, in Lacken. Diese Partikel können sehr unterschiedliche physikalische Größen haben, wie in Abbildung 1.2 gezeigt. In diesem Beispiel besteht Melanin aus kleinen schwarzen Punkten; rotes Pigment sind die größeren Domänen, während gelbes Pigment nadelartig ist. Diese Kombination von Pigmenten sorgt für die ursprüngliche braune Farbe. Das Foto oben hat keine Verwitterung und die Oberfläche ist noch glatt und unbeschädigt. Das Bild unten zeigt die verwitterte Lackoberfläche. Oberflächenerosion mit erheblichem Verlust von schwarzen und roten Pigmenten aus der Oberflächenschicht. Noppenflächen streuen Licht, reduzierenn den Glanz und erzeugen kreidige Effekte. Größere nadelartige gelbe Pigmente sind schwieriger zu entfernen und verändern die Farbe zu einem gelblicheren Aussehen. Wettertests sind der Schlüssel zur Entdeckung dieses Mechanismus. Pigmentzusammensetzungen sind kürzlich modifiziert worden, um dazu beizutragen, diesen Effekt abzumildern.

Arten von Bewitterungstests:
Es gibt drei Haupttesttechniken: natürliche Bewitterung, beschleunigte natürliche Bewitterung und künstliche Bewitterung. Da die natürliche Bewitterung ein langsamer Prozess ist, ist jede Technik ein Kompromiss zwischen realistischen Bewitterungsergebnissen und der Testzeit, um die Ergebnisse zu finalisieren.

Natürliche Bewitterung
Bei der natürlichen Bewitterung werden Proben auf geneigte Gestelle im Sonnenlicht platziert. Auf der Nordhalbkugel ist dieser Rahmen um 45 Grad nach Süden abgewinkelt. Auf der Südhalbkugel ist dieser Rahmen um 45 Grad nach Norden abgewinkelt. Dieser Winkel ermöglicht das volle Spektrum der Sonnenstrahlunging, von Infrarot bis Ultraviolett. Standorte, die für diese Art von Tests verwendet werden, befinden sich normalerweise in tropischen Regionen, wo hohe Temperaturen, UV-Intensität und Feuchtigkeit erforderlich sind, um den Abbau zu maximieren. Zum Beispiel ist Florida der Weltstandard, weil es alle drei Eigenschaften hat. Trotz der harten Bedingungen dauerte es Jahre, bis die Tests Früchte trugen.

Natürliche Bewitterung
Um den Bewitterungsprozess zu beschleunigen und gleichzeitig die natürlichen klimatischen Bedingungen zu nutzen, können beschleunigte natürliche Tests angewendet werden. Eine Methode verwendet Spiegel, um vorhandene UV-Strahlung zu verstärken. ein sogenanntes Reflektionslichtkonzentrations-Gerät, das Photorezeptorzellen verwendet, die in Ausrichtung mit der Sonne gehalten werden, und 10 Spiegel, um das Sonnenlicht auf die Probe zu reflektieren. Mit hochmodernen ultrabeschleunigten Bestrahlungstests ist es möglich, 63 Jahre UV-Belastung zu messenStrahlung in einem Jahr.
Solche Geräte mit den Handelsnamen Acuvex, Q-Trac und Emma sind in Arizona und anderen Wüstenregionen mit hohem und niedrigem Sonnenanteil weit verbreitet Feuchtigkeit. Arizona Die Wüsten des Bundesstaates liefern normalerweise 180 kg Langley pro Jahr. Diese Gefahren können mit Wasser besprüht werden, um ein feuchteres Klima zu simulieren. Zusätzlich kann Natriumchlorid mit einem Wassergehalt von bis zu 5 % versprüht werden, um die Bedingungen für das Auftreten von Korrosion zu schaffen.
Dies ist eine typische beschleunigte Bewitterung um den Faktor 5 im Vergleich zur Florida-Bewitterung.
Townsville Australia ATRAC, um der rotierenden Solartechnologie zu folgen, damit sie immer der Sonne zugewandt sind. Mehr als 17 Monate entsprechen 2 Jahren Bewitterung.
Verschiedene Klimakammern werden ebenfalls mit Industriestandards verwendet.

Künstliche Bewitterung
Durch speziell konstruierte Bewitterungskammern kann das Wetter verändert werdenProzess kann stark beschleunigt werden. Dies verkürzt zwar die Zeit, die benötigt wird, um Ergebnisse zu erhalten, aber die Bedingungen entsprechen nicht immer den tatsächlichen Bedingungen. Die meisten handelsüblichen Geräte verwenden Gasentladungslampen (z. B. Xenonlampen), Bogenlampen (Kohle) oder Leuchtstofflampen, um Sonnenlichteffekte zu simulieren/beschleunigen. Xenon-, Quecksilber-, Metallhalogenid- oder Kohlebogenlampen sollten verwendet werden, um kurze Wellenlängen sorgfältig zu eliminieren, normalerweise mit Borosilikatfiltern. Leuchtstofflampen wandeln kurze UV-Strahlen in sichtbares Licht oder langwelligen UV-Leuchtstoff um.

Fluoreszierendes UV
Test auf beschleunigte Alterung durch fluoreszierendes UV ist ein Labor zur Simulation der zerstörerischen Kraft des Wetters und zur Vorhersage der relative Haltbarkeit von Materialien, die Außenumgebungen ausgesetzt sind. Der Probenhalter wird in die fluoreszierende UV-Kammer gestellt. Regen- und Tausystem EeEin unter Druck stehendes Sprüh- und Kondensationssystem wird simuliert, während die zerstörerischen Auswirkungen des Sonnenlichts durch fluoreszierende UV-Lampen simuliert werden. Die Belichtungstemperatur wird automatisch geregelt. Auch periodische Wetterbedingungen können simuliert werden. Für UV-Tests werden üblicherweise drei Arten von Leuchtstofflampen verwendet. Zwei der Typen sind UVB (ultraviolettes Medium), während der dritte UVA (ultraviolettes langes mit schwarzen Lampen) ist. Alle diese Lampen erzeugen eher ultraviolettes Licht als sichtbares oder infrarotes Licht. Die verwendeten Lampen bestimmen daher die Wellenlängen des erzeugten ultravioletten Lichts. Das verschlechterte Endergebnis wird die Realität beeinflussen. In Wirklichkeit enthält natürliches Sonnenlicht Strahlung aus vielen Teilen des Spektrums. Dazu gehören UVA und UVB, aber UVB-Strahlung liegt am unteren Ende des natürlichen Sonnenlichts und hat weniger Nutzen als UVA. Weil es um so höher ist, je kürzer die Wellenlänge h istund auch höhere Energie. Dadurch wird UVB schädlicher, da es nicht nur die Kinetik chemischer Reaktionen erhöht, sondern auch chemische Reaktionen auslösen kann, die normalerweise unter natürlichen Bedingungen nicht möglich wären. Daher hat sich gezeigt, dass der Nachweis mit UV-Licht im Vergleich zu natürlichen Klimatests derselben Probe eine schlechte Korrelation aufweist Ende der 1970er Jahre von dem Wissenschaftler Universidad Pascal [1],[2] einem Experten für molekulare Photochemie, um beschleunigte, kontrollierte Bedingungen hervorzurufen, jene chemischen Entwicklungen, die permanent unter langfristigem Umweltstress stattfinden, d.h. Ultraviolett-Hitze - atmosphärischer Sauerstoff und Wasser wirken als Beschwerungsmittel. Alterungsschränke basieren auf grundlegenden Konzepten, die sich stark von Alterungseinheiten unterscheiden, die auf der Simulation von Umweltbelastungen unter nicht gealterten Bedingungen beruhenüberstürzte Bedingungen, wie z. B. bei einigen Xenon-basierten Instrumenten. In Sepap 12-24:
Probendrehung, um eine gleichmäßige Beleuchtung zu gewährleisten;
einfallendes Licht wird durch Borosilikat aus vier Mitteldruck-Quecksilberlampen gefiltert, die einen Kolben bilden; einfallendes Licht ist frei von jeglicher Strahlung. Die Wellenlänge sollte kürzer als 300nm sein. Obwohl die spektrale Verteilung nicht durch Sonnenlicht simuliert wird, stellt die Schwingungsrelaxation der verschiedenen erzeugten angeregten Zustände sicher, dass der Quecksilberbogen keinen Einfluss auf die Anregungswellenlänge hat und dass die spektrale Verteilung des Lichts nur die Geschwindigkeit der Photoreaktion beeinflusst. Dieses Konzept wurde in den letzten 30 Jahren umfassend erforscht; Da photochemische Aktivierung (durch UV-Licht) und thermische Anregung nicht getrennt werden können, ist es die Art der direkten Belichtung der Oberfläche, die die Temperatur der Probe steuert. Patentiertes Gerät treibt Nachfrage im Septap 12-24;
In sepap 12-24 freiliegendes Polymermischwasser, gebildet durch primäre Peroxidzersetzung; kein externes Wasser, das der exponierten Probe zugeführt wird. Künstliche Alterungsbehandlung des Wassereffekts nach Sepap 12 bis 24 Stunden (bei Konjugation durch Licht, Wärme und Sauerstoff) oder durch photochemisches Eintauchen in neutrales Wasser (wenn der konjugierte Effekt fehlt).
Die Haltbarkeitskontrolle von Polymerformulierungen, die von sepap 12-24 getestet wurden, wird derzeit von einigen französischen und europäischen Normen und Anforderungen vieler Industrieunternehmen geregelt (siehe Liste in [3])
(Frankreich) National Protection Evaluation Center (CNEP ) verwendet sepap derzeit für industrielle Anwendungen und ist allgemeiner an der Analyse von Polymeren und deren Versagen (National Centre for Evaluation of Protection) für die Kunststoffindustrie beteiligt.

Mehr über wassergekühlte Xenon-Lichtbogen-Alterungstester:http://www.qinsun-tester.cn/productlist/list-5-1 .html