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在加速老化測試中水分滲透模擬最好的方法是什么?

發布于:2019-12-18T16:12:01 閱讀次數:1207

當我們的在討論實驗室加速老化測試時,我們研究的是光、熱和水分在材料加速老化過程中的作用。 在三者之中。水環境模擬是大部分實驗室加速老化測試方法中的難題。 盡管QUV紫外老化試驗箱Q-SUN氙燈老化試驗箱都可模擬自然條件中的水環境,但兩者所采用的模擬方式有顯著的差異。

加速水滲透

在實驗室加速老化測試過程中, 模擬溫度和輻照度相對簡單。輻照度的模擬,通常選擇模擬夏天中午的陽光的輻照強度或者高輻照度,以更快的加速材料老化。溫度加速老化測試通常采用持續的高溫或者快速的溫度變化以加速老化進程。

注意:陽光和溫度的加速往往不是線性的,偏離真實自然環境的輻照度和溫度設定雖然可以更快的加速老化測試,但由于與自然環境不一致,加速老化測試結果與自然老化的相關性也會下降。

水環境的模擬與光照模擬和溫度模擬有很大的不同,戶外材料每天要面臨8~12小時潮濕環境的考驗。在很多情況下,加速老化測試需要模擬水對材料的深度滲透。這意味著材料表面必須保持長期潮濕。

一種加速水分作用的方法是提高水的溫度。 隨著溫度的提升,水蒸氣提升了試驗箱中的水分,從而讓水滲透到材料內部??刂圃囼炏渲兴臏囟认鄬唵?,加速老化試驗箱可把溫度提升到60℃。

第一階段

冷凝步驟開始12分鐘后,試樣表面開始形成一層冷凝膜。甚至在此之前,在樣品表面形成了微小的水滴。

第二階段

20分鐘后,這層薄膜幾乎覆蓋了整個試樣表面。

第三階段

24分鐘后,樣品表面開始形成小液滴

第四階段

30分鐘后,這些小水滴覆蓋了整個試樣表面。

第五階段

40分鐘后,隨著更多的水分在試樣表面凝結,更大的液滴開始形成。

在冷凝循環過程中,水蒸汽的積累會不斷在試樣表面會形成水分、小水滴和大水滴。在冷凝環節開始20分鐘以后,試樣表面幾乎完全被水覆蓋。 在4個小時的循環過程中,水滴不斷形成并從試樣上滴落,這種豐富的水環境和高溫環境,使得QUV紫外老化試驗箱擁有無與倫比的加速水滲透能力。

冷凝循環的難點

冷凝是加速水吸收的良好方法,但某些因素會抑制冷凝的形成。

1)冷凝的時長

正如前面提到的,使產品表面初步潮濕需要20~30分鐘的時間,短時間(小于1個小時)的冷凝步驟水滲透遠沒有長時間冷凝來得明顯。因此大部分的紫外線老化試驗箱需要進行4小時或更長時間的冷凝步驟, 默認情況下,QUV程序設置要求冷凝步驟至少持續2個小時。

2)樣品厚度

如果樣品過厚,或用于不規則的幾何形狀,由于熱傳遞作用,有可能導致后續的冷凝功能受到抑制。

3)絕緣材料

與厚試樣一樣,高絕緣材料很難完全冷卻,促進冷凝形成。因此塑料的加速老化測試常采用水噴霧和冷凝步驟,以保證適當的水量。

很多用戶以為在QUV紫外老化試驗過程中,樣品只暴露在少量水環境中。實際上,在超過4個小時的冷凝循環過程中,樣品幾乎聯系暴露于水環境中。而且提高了溫度加速了水吸收。

除非您測試的是一種厚的絕緣材料,否則QUV紫外老化試驗箱是加速老化測試模擬冷凝的最佳方法。

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