Bedeutung und prinzipielle Analyse des natürlichen Alterungstests

Aussetzungsorte
Aufgrund der unterschiedlichen klimatischen Bedingungen, die weltweit herrschen, ist es nicht möglich, Bewitterungstests an Materialien unter all diesen klimatischen Bedingungen durchzuführen. Daher sollten die gewählten klimatischen Bedingungen auf ihrer Strenge zur Verwendung bei Materialalterung und Materialmarktprognosen basieren, wobei die beiden Referenzorte subtropische und Wüstenregionen sind. Die repräsentativen sind South Florida (FLORIDA) und Central Arizona (ARIZONA).
Der Alterungstest von Materialien oder Produkten unter keinen besonderen klimatischen Bedingungen oder nicht künstlichem Klima ist zufällige, natürliche, statische oder standardisierte Alterung, die Testumgebung möglichst konsistent mit der beabsichtigten Einsatzumgebung sind die grundlegenden Merkmale eines genauen Expositionstests. Die häufigste Form der natürlichen Alterung wird als direkte Alterung bezeichnet.
DirektVerwitterung
Die Static Electricity Exposure Facility in Südflorida (FLORIDA) in der Nähe von MIAMI ist die größte Spezialexpositionsanlage der Welt. Direkte Exposition bezieht sich auf die direkte Exposition gegenüber Sonnenlicht und anderen klimatischen Bedingungen. Bei diesem Verfahren wird die Probe in der Regel in eines von mehreren Testgestellen eingebracht. Das Standardtestgestell besteht aus behandeltem Aluminium, wobei die Oberfläche in einem festen Winkel direkt nach Süden (auf der Nordhalbkugel) zeigt. Die üblicherweise verwendete Probengröße beträgt 150 x 305 mm (6 x 12), der am häufigsten verwendete Beleuchtungswinkel ist nahe am Horizont (normalerweise 50), 450, 900> gleich dem Breitengrad des Belichtungsfelds (260 und 340 in Süd Florida bzw. Zentral-Arizona) bei 900 Exposure bietet nicht die strengsten Bedingungen, passt aber besser zu der Umgebung, in der das Material verwendet wird, als andere Winkel. Die Direktbelichtungsmethode ist wie folgt:

ISO877 Kunststoffe – Direkte Belichtungsmethode unter Verwendung von Glas zum Filtern von Sonnenlicht und Verbesserung der Alterung durch Sonneneinstrahlung mit einer Fresnel-Linse
ISO2810 Farben und Lacke – Natürliche Alterung von Beschichtungen – Belichtung und Bewertung
/>ISO 105 – B03 Textilien – Verblassungstest - Alterung und Ausbleichen: Outdoor Exposure ASTM G, Climate Exposure Method for Nonmetallic Materials (Recommended Trial Implementation)
Offener, direkter Expositionstest ohne Schuß auf der Rückseite, ist der Test Das Ende der Probe wird fixiert oder geklemmt, um sicherzustellen maximale Exposition der Probe gegenüber der um die Probe strömenden Luft. Zu den Materialien, die üblicherweise für diese Art von Tests verwendet werden, gehören Glas, lose Folie, Kunststoff, Oberflächenmaterialien aus Metall, Spülfarbe und Kunststoffspiegel wie Autorücklichter. Materialien, die normalerweise auf einem Substrat befestigt sind, werden niemals auf diese Weise verwendet, da sie abkühleng von der Rückseite des Materials aufgrund von Wind oder natürlicher Konvektion lässt es nicht zu, dass das Material die gleiche thermische Umgebung erhält, in der es verwendet wird. Viele Vinyl- und Farbbeschichtungen werden in praktischen Anwendungen verwendet.Vorbereitende Schäden sind auf die konsequente Anwendung dieser offenen Gestell-Belichtungsmethodezurückzuführen.
Die direkte Alterungsmethode der Rückseitenbelichtung besteht darin, die Probe auf das Substrat (normalerweise %2' oder %.Oberflächenaufkleberlaminat) zu legen, um die thermische Umgebung des Materials zu simulieren. Polyethylenplatten, Markisenfolien und Automobilformteile werden mit diesem Musterbehälter fachgerecht belichtet. denn der Alterungsprozess

ist eine synergistische Reaktion aller klimatischen Bedingungen (wie Sonneneinstrahlung, Feuchtigkeit, Temperatur usw.), so dass die normale thermische Umgebung des Materials simuliert werden kann, um die Gebrauchsumgebung zu simulieren Grundlage für einen guten AuftrittLing-Test.
Tafelbox-Belichtung
Tafelbox-Belichtung

Simulieren Sie die Luftwärmeverteilung des Karosserie. Es ist ein schwarz lackierter offener Kasten ca. 150 x 200 cm, 25 cm tief. Die zu prüfenden Platten werden über die offene Box abgedeckt. Bei den meisten Lacken und Lacken ist die Temperatur der Prüfplatte durch die Blackbox höher als die durch Sonne und Langzeitfeuchte verursachte Strahlungstemperatur. Belastungen an der Tafel sind daher 5-mal schlechter als der Standard. Eckenoffene Belichtungsgestelle ermöglichen höhere Abbauraten. Die Temperatur der Black-Box-Testplatte ist ähnlich der der Platten (Dach, Dach, Parkplatzabdeckung), die direktem Sonnenlicht ausgesetzt sind. ASTM D4141, Standard Specification for Accelerated Exterior Weathering of Coatings, spezifiziert die Verwendung dieses Verfahrens.
Indirekte Exposition
Indirekte VerAlterung oder Alterung unter Glas sind Expositionsmethoden, bei denen Materialien außerhalb nicht exponiert sind. Dieses Verfahren testet normalerweise das Ausbleichen und die Haltbarkeit von Innenmaterialien wie Stoffen, Teppichen, Polstern usw. und ist auch für Automobilmaterialien geeignet. Diese Methode wurde erstmals von der American Association of Textile Chemistry and Color (AATCC) für die Prüfung von Textilmaterialien vorgeschlagen. Es wurde dann von der Automobilindustrie zum Testen von Materialien in Autos übernommen. Die wichtigsten Testmethoden sind wie folgt:
*AATCCIII Anti-Aging: Exposition gegenüber natürlichem Licht und unter Glas
*ASTM 24 Exposition gegenüber durch Glas gefiltertem Sonnenlicht
*ISO 105-BO1 Test zum Ausbleichen von Textilien Ein paar leichte Ausbleichungen< br />Das Testmuster wird normalerweise etwa 75 mm hinter einem 3 mm dicken Fensterglas platziert. Das Fensterglas absorbiert Strahlung unter 310 nm und lässt 77 % der UV-Strahlung und 85 % des Sonnenlichts durch. Je langsamerLuftbewegung über oder hinter dem Prüfling ist der Temperaturanstieg bei indirekter Einwirkung im Allgemeinen größer als bei direkter Einwirkung. Die Wahl zwischen gehärtetem Glas, hellem oder beleuchtetem Glas hängt von der Umgebung ab, in der das Material verwendet wird.
Spezielle Sonneneinstrahlung
Korrosionstest ist eine spezielle Methode, um Materialien unter beschleunigtem Rost und anderen Korrosionsbedingungen zu untersuchen. Die Standorte für Korrosionstests sind Honk Van Holland, Niederlande, Naples, Florida, Kure Beach, North Carolina, Choshi, Japan, und Sotschi, Russland. Mehrere andere Standorte auf der ganzen Welt wurden für spezielle Expositionstests identifiziert. Diese Standorte können für das Eintauchen in Meerwasser verwendet werden – Probenexposition bei Ebbe, Eintauchen bei Flut (hauptsächlich für marine Kunststoffe und Beschichtungen), Industriestädte, hohe Breiten, kaltes Klima und andere einzigartige Umgebungen wie zJacksonville, Florida, zum Testen von Autolacken.
Jacksonville ist eines der größten Import- und Exportgebiete für Autohersteller. Die Region hat eine einzigartige Umgebung mit relativ hoher jährlicher Strahlung und Luftfeuchtigkeit. Es gibt auch mehrere Fabriken, die Umweltverschmutzung verursachen können. An Außenlackierungen von Autos, die an Autohäuser ausgeliefert wurden, wurde offenbar Säurekorrosion festgestellt. Da diese Autos von der Gesellschaft nicht akzeptiert werden können, bevor sie auf den Markt kommen, haben sie die Aufmerksamkeit der Autohersteller auf sich gezogen. Viele Autohersteller verlangen heute, dass der Lack vor der Verwendung dieser Umgebung ausgesetzt wird.
Natürlich beschleunigte Bewitterungsmethoden
Eine der am häufigsten gestellten Fragen zur Alterung: "Wie lange dauert es, mein Material zu testen?" Die Ergebnisse hängen natürlich von der Länge des Servis ab, für das das Testmaterial ausgelegt ist. Es können Tage oder Stunden sein, wie Golfbälle, Zahnbürsten oder Fotosabbaubare Kunststoffe. Im Vergleich dazu müssen Dauerbelastungen wie Wandfarbe, Autobahnschilder, Versiegelungen, elektronische Isolatoren und Schutzfolien 10, 15 oder sogar 30 Jahre oder länger getestet werden, damit die Witterungsbeständigkeit des Materials zu 100 % gewährleistet werden kann. Ohne bestimmte Annahmen ist es für Kunden jedoch unmöglich, die Ergebnisse der Materialalterung unter solchen natürlichen Bedingungen abzuwarten. Es gibt nur Möglichkeiten, das Experiment zu beschleunigen. Zudem erhofft man sich eine längere Lebensdauer der Produkte und eine immer kürzere Verarbeitung neuer Produkte. Daher sind beschleunigte Tests eine wirtschaftliche und interessante Methode.

 

Basierend auf allen praktischen Anforderungen können die in Süd-FLORIDA und Zentral-ARIZONA durchgeführten Tests als beschleunigte Tests angesehen werden, da die Materialalterung in diesen Klimazonen in den meisten Fällen schnell voranschreitet Teile der Welt. Wir denken die Erfahrungriment geht viel schneller, wenn wir zugeben, dass die meisten Materialien nicht immer der Sonne zugewandt sind. Wird das Material auf eine senkrechte Fläche (z. B. eine Wandseite) aufgetragen, gilt die Prüfung in einem Winkel von 450 als beschleunigt. Die Proben erhielten mindestens 30 % der Strahlendosis in einem Winkel von 450°, und Studien zeigten, dass die tatsächliche Abbaurate 2,5-mal höher war. Wird die Probe im "Sunlight Tracking"-Rack getestet und die Probe den ganzen Tag senkrecht in die Sonne gehalten, ist die insgesamt empfangene Strahlungsenergie 1,7-mal so groß und die Abbaurate wird entsprechend beschleunigt. Es ist jedoch möglich, den Test mit natürlichem Licht zu beschleunigen.
Der Fresnel-Solarcluster ist das am weitesten verbreitete und am häufigsten verwendete Outdoor-Testgerät für beschleunigte Alterung, wie z. B.: EMMA und EMMAQUA. Ihre Namen werden abgekürzt als:
EMMA - Äquatoriale Montierung mit Spiegel für beschleunigte Tests
EMMAQUA - Äquatoriale Montierung mitSpiegel für beschleunigte Tests, durch Wasser.
Dieses Gerät wurde ursprünglich in den 1960er Jahren im DEST-Labor in Phoenix, Arizona, entwickelt. Sie mieteten ein reflektierendes Fresnel-Solarkonzentrator-Spiegelsystem, das 10 flache Spiegel verwendet, um das Sonnenlicht auf die Probe auf das Ziel der Ausrüstung zu fokussieren. Fokussieren Sie das Sonnenlicht auf die Probe durch die Intensität des einfallenden Lichts, die ungefähr das 5-fache der globalen normalen Intensität der einfallenden UV-Strahlung beträgt. Da diese Methode die Probe dem gesamten Spektralbereich des verstärkten natürlichen Sonnenlichts aussetzt, ist sie theoretisch die effektivste Methode. Eine der machbaren beschleunigten Alterungsmethoden. Die Betriebsparameter der Ausrüstung, des Sprühens usw. werden durch den ASTM G90-Standard spezifiziert, ein Verfahren zur beschleunigten Alterung von nichtmetallischen Materialien unter Verwendung von verstärktem natürlichem Licht. EMMAQUA-Engagements werden in der Regel auf Jahresbasis berechnetse durchschnittliche Gesamt-UV-Strahlung, die der Wüste (Arizona) oder den subtropischen (Südflorida) Regionen entspricht.
Nur die Strahlungsenergie des direkten Strahls kann auf der belichteten Probe gespeichert werden. Dieses Gerät ist eine nachgeführte Solarhalterung mit einer in Nord-Süd-Richtung positionierten Mittelachse. Die Anpassungsfunktion des steigenden Nordens zur Steuerung des Breitengrads kann als jahreszeitliche Änderung erklärt werden, wenn der Breitengrad der Sonne seinen höchsten Punkt erreicht. Der Spiegel wird tangential zum konkaven Punkt der imaginären Parabel platziert. Die Proben werden auf Gestellen angeordnet und in Nord-Süd-Ausrichtung auf die Targets gelegt. Die vibrierende oder gepulste Düse sprüht demineralisiertes Wasser gemäß dem vorgegebenen Programm auf die Probe.
Die Temperatur der exponierten Lack- und Kunststoffproben wird um 5-100°C niedriger gehalten als die statische Expositionstemperatur der Probe. Dies gilt insbesondere fürdünne, flache Exemplare. Die Probe wird durch die Umgebungsluft gekühlt. Die Strömungsgeschwindigkeit der Umgebungsluft entlang des Luftkanals des Luftreflektors über dem Target beträgt ca. 35 km/h (10 nVs). Die thermische Umgebung der Probe hängt von der Temperatur der umgebenden Luft, der Dicke der Probe und dem Wärmeübergang ab. Dicke Proben (> 1C Jahre) sind für diese Methode im Allgemeinen ungeeignet, da der Luftstrom nicht ausreicht, um die angesammelte Strahlungsenergie zu kompensieren.
Wie oben erwähnt, sprüht die vibrierende Düse deionisiertes Wasser direkt auf die Probe. Drei übliche Zyklen sind in ASTM G90 spezifiziert. Zyklus (1) wird typischerweise auf Kunststoffe angewendet und verwendet den ganzen Tag über Wassernebel, um mehrere thermische Schocks während der normalen Exposition zu liefern; Zyklus (2) beinhaltet keine Wassernebel und simuliert Trockenexposition Wüstenklimaexposition; Zyklus (3) wird normalerweise verwendetÄhnlich wie bei Autolacken simuliert das Besprühen von Proben mit Wasser eine Betauung, wenn sie einem subtropischen Klima ausgesetzt sind. Verschiedene Wassersprühverfahren plus Einweichen-Gefrier-Auftauen, Einweichen über Nacht und Wassersprühen können im Programm programmiert werden. Die aktuellen strengen Qualitätskontrollmaßnahmen gewährleisten die Einhaltung der Anforderungen an die Expositionsleistung, z. B. muss die Qualität des Sprühwassers weniger als 200 ppb betragen , Spiegeloberfläche Reflexion muss mindestens ein halbes Jahr überprüft werden, um eine genaue Belichtung zu gewährleisten. Die Spiegeloberfläche sollte gemäß den angegebenen Verfahren gewaschen oder gespült werden. Schließlich sollte die Messung der UV-Strahlung ASTM G90 entsprechen,
Variabilität der Außenbewitterung
entsprechend der entsprechenden Verwendung. Aber die Variabilität existiert und wiederholbare Ergebnisse können nicht garantiert werden. Es ist klar din verschiedenen Klimazonen haben unterschiedliche Strahlung, Feuchtigkeit, Temperatur und Verschmutzung. Zeitumstellungen beinhalten Tag und Nacht. Es gibt auch langanhaltende Jahreszeitenwechsel, die ein Ergebnis der Natur sind. Vulkane spucken eine große Menge Staub und Schadstoffe in die Luft, was zu den höchsten Umgebungstemperaturen und Strahlungswerten führt. Die Erwärmung und Abkühlung des östlichen Pazifiks, der El Nifio und La Nina bildet, würde in vielen der betroffenen Regionen der Welt 2-3 Jahre lang Änderungen der Temperatur, Feuchtigkeit und Windströmung verursachen. Wenn nicht darauf geachtet wird, die Proben zu schützen, wird der Wind die Proben in der Expositionsanlage in Südflorida ernsthaft beschädigen, und die Änderung der Dicke der Ozonschicht wird eine Abnahme oder Zunahme der Menge an UV-B-Strahlung verursachen. die Erdoberfläche erreichen.
Die Nutzungsjahre des Substrats und des Probenhalters vor der ExpositionTheorem, die schnelle Änderung der klimatischen Bedingungen nach der Exposition und die oben genannten Änderungen der Jahreszeiten und langen Zeiträume können die inhärenten Bedingungen im natürlichen Expositionstest ändern. Alterungstests, die von geschulten und erfahrenen Experten durchgeführt werden, sollten jedoch immer in jedes F&E-Programm aufgenommen werden, um grundlegende Informationen über die Witterungsbeständigkeit neuer Materialien zu liefern, da es keinen künstlichen beschleunigten Alterungstest gibt, der die gleiche Umgebung wie ein natürlicher Test simulieren kann.

Mehr über Alterungsprüfgeräte: http://www.qinsun-tester.cn/productlist/list-5-1.html