[科普中國]-風(fēng)化試驗

有兩類風(fēng)化試驗：室外自然風(fēng)化試驗和在專門的試驗箱里的加速風(fēng)化試驗。使用能給予人造光源發(fā)出的光和斷續(xù)的人工降雨的裝置而研究材料的腐蝕、生銹、劣化等狀態(tài)的試驗。也稱加速耐候試驗。1

原理風(fēng)化是指地球表面或附近的巖石因大氣因素、水和生物的作用而解體并分解的各種過程。

這些過程中，有些是機(jī)械的，如因溫度的突然巨變而引起的膨脹和收縮、水在裂縫中凍結(jié)的擴(kuò)張力、植物根部引起的刺穿以及流水的撞擊等；有些是化學(xué)的，如氧化、水合、碳化以及因水的溶解而失去化學(xué)元素等。風(fēng)化很重要，因為它有助于土壤的形成，并為材料的降解（腐蝕）做準(zhǔn)備。

有兩類風(fēng)化試驗：室外自然風(fēng)化試驗和在專門的試驗箱里的加速風(fēng)化試驗。

由于對快速獲得高質(zhì)量的決策數(shù)據(jù)的需求增加，所以越來越多公司轉(zhuǎn)向加速風(fēng)化試驗。盡管如此，如果沒有經(jīng)過自然風(fēng)化的確認(rèn)和與之關(guān)聯(lián)，任何加速風(fēng)化工作都是不完整的。自然風(fēng)化可以提供所需的數(shù)據(jù)，以確保產(chǎn)品不會發(fā)生花費不菲的責(zé)任問題。

在風(fēng)化實驗室里，將塑料樣品暴露于強(qiáng)烈的光照、熱和水的循環(huán)中。加速試驗不能提供用于準(zhǔn)確預(yù)測塑料在實際室外暴露時的老化性能的信息，但通過受控試驗，的確可以進(jìn)行有意義的材料比較，幫助工程師作出有根據(jù)的選擇。2

試驗舉例加速風(fēng)化實驗包括：

·氙弧光暴露：

ASTM D2565、ASTM D4459、ASTM DG155 IS0 4892、SAE J1885、SAE J1960

·預(yù)測性加速風(fēng)化：

氙弧光HPAW；

·熒光暴露；

·加速風(fēng)化；

·紫外線輻射、濕氣、熱：

QUV ASTM D4329, D4587, IS0 4892, SAE J2020

·其他。

暴露前后的老化性能評價包括：

·光學(xué)試驗；

·光澤：

ASTM D2457、ASTM D523；

·折射指數(shù)：

ASTM D542、IS0 489：

·霧霾和光傳遞：

ASTM D751、ASTM D1044：

·三維顏色測定：

按XYZ或LAB刻度；

ASTM D6290，ASTM E1347；

·灰度，按AATCC；

·黃色指數(shù)，ASTM E313；

·機(jī)械特性與試驗。

Atlas公司提供一整套風(fēng)化試驗儀器設(shè)備以及實驗室加速試驗服務(wù)。

為了制定出經(jīng)過科學(xué)設(shè)計的風(fēng)化試驗計劃，該公司研制了Ci4000風(fēng)化試驗設(shè)備，它在將最新的數(shù)字和光學(xué)方法運用于大型實驗室風(fēng)化試驗儀器設(shè)備方面具有巨大優(yōu)勢。它還確立了新的可再現(xiàn)性、可重復(fù)性和工作效率標(biāo)準(zhǔn)。

Ci4000利用氙燈和一個濾光系統(tǒng)來模擬太陽輻射。它模擬太陽光的紫外、紅外和可見光。利用經(jīng)過剪裁的可互換的濾光玻璃，可以讓氙燈光譜與產(chǎn)品在使用環(huán)境下的光線條件相匹配。

數(shù)字式控制系統(tǒng)讓所有用戶都可以體驗到其大部分先進(jìn)的特點。該系統(tǒng)采用了新的圖標(biāo)，能夠快速、方便地得到必要的信息，并針對試驗方法、多語言能力和自動化的兩種漆面發(fā)光校驗等預(yù)先規(guī)劃了14個因素。電傳感器可以提供相對濕度的測量結(jié)果并能自動控制在試件的水平。3

工藝由于光與熱具有系統(tǒng)效應(yīng)，在黑色塑料薄膜下的溫度有可能超過50℃，因此非生物過氧化反應(yīng)得以刺激和提高。多個氙弧風(fēng)化試驗機(jī)可以提供類似的溫度，且產(chǎn)生的UV短波長要高于實驗條件下的太陽光波長，這些都是塑料在土壤中發(fā)生生物降解的實際條件。國際標(biāo)準(zhǔn)描述了典型的商業(yè)化實驗室測試技術(shù)，基于氙弧風(fēng)化試驗機(jī)可以模擬環(huán)境條件，使塑料降解成為物理碎片。很多年來，這些工藝已經(jīng)被生產(chǎn)商和用戶用于判斷塑料產(chǎn)品的耐用性，但是風(fēng)化工藝卻沒有被列為標(biāo)準(zhǔn)的一部分。3

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李曉林 - 教授 - 西南大學(xué)