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Warren D. Ketola:充分利用實驗室加速老化測試

發(fā)布于:2010-12-24

     當(dāng)您開始啟動您的加速老化測試項目,并要考慮測試結(jié)果和費用時,您一定希望通過這項測試可以得到較好的結(jié)果。如果有一個“神奇公式”可以用于任何時間、任何測試中,那該多好!可是,這是不現(xiàn)實的。為此,我愿意與大家一起分享我通過多年經(jīng)驗總結(jié)的一些成功的測試準(zhǔn)則。這篇文章將討論加速老化測試的“等級”,和適用于任何成功的加速老化測試項目的兩個可靠的基本準(zhǔn)則。

最普遍使用的規(guī)范測試
加速老化測試可以分為三類:
(1)按標(biāo)準(zhǔn)要求測試,
(2)研究或產(chǎn)品開發(fā)測試,
(3)使用壽命預(yù)測測試。

    雖然按照標(biāo)準(zhǔn)要求進行加速老化測試是最為普遍的,但是所得結(jié)果的價值最差。更不幸的是,很多情況下,好多公司只進行加速老化測試。標(biāo)準(zhǔn)中的大多數(shù)加速老化測試條件往往是隨意選擇的,只要求曝曬一定時間。而這些測試條件和曝曬時間可能對某些材料有用,但它們的選擇通常只是為了測試的方便和快速。甚至還有一些條件的選擇,是為讓所有產(chǎn)品都能通過測試。多數(shù)情況下,人們認為如果材料通過了標(biāo)準(zhǔn)測試條件,那么在戶外或者在實際使用條件下也是耐用的。但事實上,按標(biāo)準(zhǔn)要求測試通常不能分辨勉強通過和非常耐候的產(chǎn)品差異,標(biāo)準(zhǔn)測試有時也會將可能在戶外合格的產(chǎn)品剔除掉。最糟糕的情況是,按照標(biāo)準(zhǔn)進行的加速老化測試結(jié)果,無法將耐候性很差的材料或產(chǎn)品辨別出來。如果您的產(chǎn)品必須符合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的加速老化測試中的要求,那您不得不使用該測試方法。然而,您必須明白,這一測試結(jié)果僅僅表示您的產(chǎn)品符合(或不符合)這個測試標(biāo)準(zhǔn)。事實上,您并沒有獲得任何關(guān)于您產(chǎn)品的實際耐候性的結(jié)果。所以,重要的是您不能完全依靠通過加速老化測試標(biāo)準(zhǔn)來評估您的產(chǎn)品。

研究和產(chǎn)品開發(fā)測試
    下面討論第二類加速老化測試——用于研究或產(chǎn)品開發(fā)的測試。這類測試的目的是在您開發(fā)產(chǎn)品時,自信地選擇不同的材料或工藝,或者選擇適合您要求的產(chǎn)品。為了建立這些測試的可信度,您需要與戶外的曝曬結(jié)果進行對比——因此,關(guān)鍵是首先要開展戶外曝曬實驗。理想的情況是,您有一系列材料或產(chǎn)品的戶外結(jié)果,包括好、中、差。如果您在加速老化測試中測試這些材料,您可以使用 Spearman 相關(guān)性評級來很快確定,您所選擇的加速老化測試條件,對您的產(chǎn)品是否有用。(關(guān)于使用相關(guān)性評級和其他統(tǒng)計分析技術(shù),可參考 ASTM G169 標(biāo)準(zhǔn),“老化測試的基本統(tǒng)計方法應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)指南”。)假設(shè)您的戶外老化測試不夠充分,無法使您與加速老化測試結(jié)果進行有意義的比較。您會問:“那么我該使用什么樣的加速老化條件呢?”回答這個問題,您要考慮哪種老化類型對您的客戶來說是最關(guān)鍵的。如果首先考慮顏色穩(wěn)定性,那么您必須要使用氙燈實驗設(shè)備(比如,Q-Sun),因為它能提供全紫外光譜和接近太陽光的可見光。如果表面完整性(例如,光澤保持率),或者機械性能耐久性(例如抗沖擊,抗拉強度或柔韌性)最關(guān)鍵,您可以使用熒光紫外UVA曝曬(如,配備UVA-340 燈管的 QUV ),也可以使用氙弧燈曝曬設(shè)備。

QUV

QUV 是加速老化設(shè)備中先進真實再現(xiàn)實際戶外暴露時材料表面

    你可以在任何類型的設(shè)備中選擇各種不同的曝曬條件。在您選擇曝曬條件時,有三條原則可以為您提供幫助:高輻照度會產(chǎn)生快速效果,但是會增加測試運行費用,因為您可能需要頻繁地更換燈管或過濾器。選擇較高的測試溫度,但是不要選擇不合實際的高溫(用于戶外產(chǎn)品的70oC 黑板溫度對很多材料來說,是一個合適
的設(shè)置)。選擇最可能發(fā)生的潮濕侵蝕(水噴淋、相應(yīng)濕度、冷凝時間)。在大多數(shù)情況下,當(dāng)材料因露水作用而長時間處于潮濕狀態(tài),產(chǎn)品老化會加速。熒光紫外/冷凝 (
QUV) 暴露是先進可以真正給產(chǎn)品表面形成凝露的加速老化測試。


 Warren Ketola 是老化研究界公認的權(quán)威, 在ASTM、ISO 和其他國際標(biāo)準(zhǔn)化組織里擔(dān)任領(lǐng)導(dǎo)職務(wù),他在 3M 公司商業(yè)膠帶和交通保障系統(tǒng)工作了37 年,目前是明尼蘇達州圣保羅 WK 老化咨詢機構(gòu)的主要負責(zé)人。