如何模擬自然環(huán)境中的老化情況？
來(lái)源：天氏庫(kù)力 發(fā)布日期
2020-09-23 瀏覽：
如果模擬正常的自然環(huán)境老化所需的周期很長(zhǎng)，不利于監(jiān)控，因此采用加速老化，構(gòu)建模型的方式以期在短時(shí)間內(nèi)獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果，便于記錄。那么，在實(shí)驗(yàn)室條件下，如何模擬自然環(huán)境中的老化情況？本文天氏庫(kù)力小編便對(duì)加速老化實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行介紹。
首先，我們先來(lái)分析一下材料老化的影響因素：
1、物理因素：如：陽(yáng)光，溫度等；
2、化學(xué)因素：如：氧氣，臭氧，酸堿等；
3、生物因素：如：植物，動(dòng)物，微生物等；
4、其他因素：如：風(fēng)，輻射等。
材料老化的影響因素圖
老化的實(shí)驗(yàn)方法：
根據(jù)實(shí)際情況下的具體老化因素，判斷采用何種老化方法去試驗(yàn)。
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常用老化方法 |
用途 |
主要儀器 |
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熱空氣加速老化試驗(yàn)法：高溫常壓下的空氣中的老化試驗(yàn) |
評(píng)估產(chǎn)品在加熱條件下的使用壽命 |
高溫箱和熱老化試驗(yàn)箱 |
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濕熱加速老化試驗(yàn)法：在一定的濕、熱條件下老化試驗(yàn) |
評(píng)估產(chǎn)品在熱、濕條件下的使用壽命 |
恒溫恒濕箱和快速溫變濕熱試驗(yàn)箱 |
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人工氣候試驗(yàn)法：模擬大氣環(huán)境中的光、氧、熱、濕度等因素的一種人工加速老化試驗(yàn)方法 |
評(píng)估產(chǎn)品在光、氧、熱、濕度條件下的使用壽命 |
氙弧燈光源、熒光紫外燈光源、開放式碳弧燈光源 |
人工加速老化實(shí)驗(yàn)方法主要包括：熱空氣老化實(shí)驗(yàn)、濕熱老化實(shí)驗(yàn)、人工氣候?qū)嶒?yàn)法（光老化實(shí)驗(yàn)、臭氧老化實(shí)驗(yàn)、鹽霧腐蝕實(shí)驗(yàn)、耐寒性實(shí)驗(yàn)）以及抗霉實(shí)驗(yàn)等等。
熱空氣老化實(shí)驗(yàn)：加熱可使高聚物分子發(fā)生鏈斷裂從而產(chǎn)生自由基，形成自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，導(dǎo)致聚合物降解和交聯(lián)，性能劣化。根據(jù)材料的使用要求來(lái)確定具體的實(shí)驗(yàn)溫度，溫度上限可根據(jù)有關(guān)技術(shù)規(guī)范，一般對(duì)于熱塑性材料應(yīng)低于其維卡軟化點(diǎn)，對(duì)于熱固性材料應(yīng)低于其熱變形溫度。
濕熱老化實(shí)驗(yàn)：有些高分子材料會(huì)在高溫高濕的環(huán)境中存儲(chǔ)或者使用，高溫的水汽對(duì)高分子材料具有一定的反滲透能力，降低了分子間的作用力，導(dǎo)致老化失效。濕熱老化實(shí)驗(yàn)?zāi)M標(biāo)準(zhǔn)大氣環(huán)境（氮?dú)?、氧氣、二氧化碳和水蒸氣），溫?0℃-60℃，濕度90%RH以上。
人工氣候試驗(yàn)法：常見的是光老化、臭氧老化和鹽霧實(shí)驗(yàn)等。
●光老化---波長(zhǎng)越短，所含能量就越高，越有可能破壞分子的化學(xué)鍵。紫外光在塑料老化過(guò)程中扮演了重要角色。實(shí)驗(yàn)室模擬光老化主要采用氙弧燈光源、熒光紫外燈光源、開放式碳弧燈光源等作為光源。以下為光老化原理：
●臭氧老化---臭氧雖然在大氣中的含量很微小，卻是橡膠龜裂的主要因素。臭氧老化法主要是通過(guò)模擬和強(qiáng)化大氣中的臭氧條件，快速鑒定橡膠抗臭氧的能力。例如，橡膠等高分子防水材料經(jīng)常做此項(xiàng)老化實(shí)驗(yàn)。
●鹽霧腐蝕實(shí)驗(yàn)---當(dāng)鹽霧的微粒沉降附著在材料的表面上，便迅速吸潮溶解成氯化物的水溶液，在一定的溫濕度條件下，溶液中的氯離子通過(guò)材料的微孔逐步滲透到內(nèi)部，引起材料的老化或金屬的腐蝕。因此，鹽霧實(shí)驗(yàn)用來(lái)鑒定材料的電化學(xué)腐蝕的性能。例如，設(shè)在海邊的一些電力機(jī)組、油田等長(zhǎng)期受海洋影響的設(shè)備，經(jīng)常做鹽霧腐蝕實(shí)驗(yàn)。
a.光引發(fā)：
b.鏈增長(zhǎng)：
c.鏈終止：
人工模擬環(huán)境老化常用測(cè)試設(shè)備：
1、熱老化試驗(yàn)箱
2、恒溫恒濕試驗(yàn)箱
3、氙燈老化試驗(yàn)箱
4、紫外老化試驗(yàn)箱
5、臭氧老化試驗(yàn)箱
6、鹽霧腐蝕試驗(yàn)箱
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