- Ultraviolett (UV) Strahlung: verursacht Polymerkettenbruch (Photo -Abbau).
- Luftfeuchtigkeit und Wärmezyklen: Temperaturschwankungen und Feuchtigkeitsänderungen auslösen die Expansion und Kontraktion des Materials und beschleunigen das Altern.
- Oxidation: Sauerstoff in der Luft reagiert mit dem Material.
- Anwendungsszenario: Plastikprodukte für den Außenbereich (z. B. Baumaterialien, Auto -Außenbereiche, Außenmöbel usw.).
2. Alterungswiderstand
- Definition: Der Alterungsbeständigkeit ist ein breiteres Konzept, das sich auf die kombinierte Fähigkeit eines Materials bezieht, einem breiten Bereich von Alterungsfaktoren zu widerstehen, einschließlich natürlicher Klima, hohen Temperaturen, chemischen Medien, mechanischen Spannungen usw. Es deckt nicht nur Umgebungen im Freien, sondern auch die alternden Bedingungen für Laborbeschleunigungen ab (z. B. Hochtemperaturöfen, Salzspray -Tests usw.).
- Kerneinflussfaktoren:
-Wärmealterung: Hohe Temperaturen führen zu molekularem Kettenbruch oder Vernetzung (thermoxidatives Altern).
- Chemische Medien: Säuren, Alkalien, Lösungsmittel usw. Triggerschwellung oder chemische Reaktionen.
- Licht-/Sauerstoff-Synergie: UV-Licht und Sauerstoff arbeiten zusammen (photooxidatives Altern).
- Biologischer Abbau: Erosion von Materialien durch Mikroorganismen (z. B. einige abbaubare Kunststoffe).
- Anwendungsszenarien: Alle Materialien, die sich einem Alterungsprozess durchlaufen können (z. B. Industriepipelines, elektronische Komponentenpakete, medizinische Geräte usw.).
3. Verknüpfungen
- Die Wetterfähigkeit ist eine Untergruppe des Alterungswiderstandes: Die Wetterfähigkeit ist im Wesentlichen die Leistung eines Materials in Bezug auf den Alterungswiderstand in einer bestimmten Umgebung (Freien).
- Die Verbesserungsmittel sind ähnlich: Beide können durch Zugabe von Zusatzstoffen wie Antioxidantien, Lichtstabilisatoren (z. B. UV -Absorber) und Carbonschwarz verbessert werden.
Beispiel Beschreibung
- Kfz -Stoßstangen: Sowohl der Widerstand mit hoher Verwitterung (Widerstand gegen UV, Regen) als auch Widerstand gegen thermische und sauerstoffhaltige Alterung (Temperaturen mit hoher Motorkompartiment).
- Agrarfilme: Wetterbarkeit (Resistenz gegen UV, Temperaturunterschiede) ist der Schlüssel, während die chemische Alterungsbeständigkeit (Pestizid -Exposition) sekundär sein kann.
Zusammenfassen:
Die Wetterfähigkeit konzentriert sich mehr auf die Haltbarkeit in natürlichen Klimazonen, während der Alterungswiderstand ein umfassenderes Konzept ist, das die Fähigkeit eines Materials abdeckt, das Altern in einer Vielzahl von Umgebungen zu widersetzen. In der Praxis sollte der Fokus gemäß den spezifischen Nutzungsbedingungen ausgewählt werden.
Das Thema des Alterungsbeständigkeit von Kunststoffen:
Auf die Frage nach dem Alterungswiderstand eines Kunststoffs können die folgenden sechs Aspekte systematisch beantwortet werden, um der anderen Partei zu helfen, die Eignung des Materials vollständig zu bewerten
1. Materialtyp und Zusammensetzung
- Art des Basisharzes: Die Alterungsbeständigkeit verschiedener Kunststoffe (z. B. PP, ABS, PC, PVC) variiert signifikant. Zum Beispiel ist PC UV-resistent, aber anfällig für Hydrolyse, und PP ist anfällig für Photooxidation.
- Additives System: Vorhandensein oder Abwesenheit von Schlüsselzusatzstoffen wie Antioxidantien, Lichtstabilisatoren (z. B. HALs), UV-Absorber (z. B. UV-326) usw., die einen direkten Einfluss auf den Alterungswiderstand haben.
- Füllstoffe/Verstärkungen: Die Verstärkung der Glasfaser kann die Wärmefestigkeit verbessern, Calciumcarbonatfüller können jedoch die Fotografie beschleunigen.
2. Umweltstressfaktoren
-Lichtbedingungen: Die Intensität und Dauer der Bestrahlung im UV-Band (z. B. UVA-340-Lampen simulieren das Tageslicht) Es ist zu klären, ob das Anwendungsszenario im Freien oder langfristig Licht ist.
- Thermo-oxidatives Altern: Arbeitstemperaturbereich (z. B. über 80 ° C beschleunigt den PP-Abbau von PP), hohe Temperatur und synergistische Effekt mit hoher Luftfeuchtigkeit (z. B. heißer und feuchter Test 85 ° C/85%RH).
- Chemisches Medium: Kontakt mit der Art von Säure, Alkali, Lösungsmitteln wie ABS schlechte Resistenz gegen Öl und Fett, PVC -Säure und Alkali -Resistenz, aber in Ketonen leicht löslich.
- Mechanische Spannung: Dynamische Belastung (z. B. wiederholtes Biegen) beschleunigt die Spannungsrisse und muss mit Ermüdungstestdaten kombiniert werden.
3. Charakterisierungsindikatoren für das Altern
- Scheinbare Veränderungen: Der vergbte Index δyi ＞ 2 ist für das bloßende Auge, Oberflächen -Chalking -Grad (ASTM D4214) erkennbar.
- Mechanischer Zerfall: Rate der Zugfestigkeit (z.
- Funktionsversagen: Abnahme der Dielektrikum (kritisch für elektrische Teile), Änderung der Luftdurchlässigkeit (Beeinflussung von Verpackungsmaterialien).
4. Testmethoden und Standards
- Beschleunigter Alterungstest:
- Quv: ASTM G154, häufig verwendet UVA-340-Lampe, 0,68W/m²@340nm, Zyklus mit Kondensation (z. B. 4H UV+4H-Kondensation).
- Xenon-Lampenalterung: ISO 4892-2, Spektrum näher am Sonnenlicht, die Bestrahlung kann kontrolliert werden (z. B. 0,35w/m²@340nm).
- Wärmealterung: UL 746B, Temperatur normalerweise 20-30 ° C über dem TG des ausgewählten Materials.
- Natürlicher Expositionstest: 5 Jahre Daten in einem Solarium in Florida (45 ° -Winkel nach Süden) entsprechen mehreren Monaten beschleunigter Labortests.
5. Anforderungen an Branchenzertifizierung
- Automobilmaterialien: PV3930-Zyklusalterung (-40 ° C ~ 80 ° C + Feuchtigkeit + UV) ist erforderlich, mit einer Gesamtdauer von mehr als 3000 Stunden.
- Photovoltaikmodule: IEC 61215 erfordert eine UV-Vorbehandlung (15 kWh/m²) + Luftfeuchtigkeit + Wärme (1000H 85 ° C/85%RH).
- Medizinprodukte: ISO 10993-10 bewertet Änderungen der gelösten Substanzen nach dem Altern.
6. Verbesserungsprogramm
.
- Prozessregelung: Verringerung der Verarbeitungstemperatur (z. B. PP -Verarbeitungstemperatur von 230 ℃ auf 200 ℃, um den thermischen Abbau zu verringern).
- Nachbearbeitungstechnologie: Vakuumaluminisierter Film (> 50 nm Dicke) kann 99% der UV-Strahlen blockieren.
Beispiel Antwortrahmen:
"Die Beurteilung des Alterungswiderstands von XX -Plastik beginnt mit dem Substrat - zum Beispiel ist ABS von Natur aus schlecht in der Verwitterung und stützt sich auf Additive. Angenommen, das Material hat 0,5% Tinuvin 770 Lichtstabilisator hinzuge. Wärmealterung) wird eine ergänzende UV -Beschichtungsbehandlung mit einer Filmdicke von mindestens 20 μm empfohlen. "
Die Kombination von quantitativen Indikatoren und spezifischen Anwendungsszenarien kann eine direkte Grundlage für technische Entscheidungen liefern. Weitere erforderliche Daten können Material DS oder Teststandards für gezielte Analysen bereitstellen.
Der alternde Widerstand von Kunststoffen kann in einer Reihe von Dimensionen analysiert werden, einschließlich der folgenden:
1. Thermische Alterungsleistung
Die thermische Alterung bezieht sich auf den molekularen Kettenbruch, die Vernetzung und andere chemische Reaktionen, die bei Kunststoff bei hohen Temperaturen auftreten, was zu einem Rückgang der Materialleistung führt. Hochtemperatur beschleunigt die Bewegung von plastischen molekularen Ketten, wodurch schwache Bindungen brechen und so eine Reihe chemischer Reaktionen auslösen. Zum Beispiel ist Polypropylen (PP) bei hohen Temperaturen zu molekularen Kettenbrüchen anfällig, wodurch das Material spröde wird.
2. Leistung leichter Alterung
Die Lichtalterung wird hauptsächlich durch ultraviolette Strahlen verursacht, die eine hohe Energie aufweisen und die chemischen Bindungen in den molekularen Ketten von Kunststoffen unterbrechen können, was zu Vergilbung, Sprödigkeit und Oberflächenrissen des Materials führt. Zum Beispiel wird Polyethylen (PE) unter langfristiger UV-Bestrahlung einen photoden Abbau durchlaufen, und Risse werden auf der Oberfläche erscheinen.
3. Sauerstoffalterneigenschaften
Die Sauerstoffalterung bezieht sich auf die oxidative Reaktion, die auftritt, wenn Kunststoffe einer Sauerstoffumgebung ausgesetzt sind, was normalerweise zu vergilt, Verschlechterung und einem Verlust der mechanischen Eigenschaften des Materials führt. Zum Beispiel wird Polyamid (PA) oxidativ altern, wenn er längere Zeit Luft ausgesetzt ist, was zu einem Verlust von Materialeigenschaften führt.
4. Eigenschaften chemischer Alterung
Chemische Alterung ist eine chemische Reaktion, die auftritt, wenn Kunststoffe Chemikalien ausgesetzt sind, was zu einem Rückgang der Materialeigenschaften führt. Beispielsweise löst sich Polycarbonat (PC) auf, wenn sie bestimmten organischen Lösungsmitteln ausgesetzt werden.
5. Leistung physischer Alterung
Das physische Alterung bezieht sich auf die Veränderungen der Leistung von Kunststoffen unter der Wirkung mechanischer Spannung, Temperaturänderungen und anderen physikalischen Faktoren. Beispielsweise können Kunststoffe während des langfristigen Gebrauchs Stressentspannung, Kriechen und andere Phänomene erleben.
6. Mechanische Alterungsleistung
Das mechanische Altern bezieht sich auf die Leistungsänderungen von Kunststoffen unter langfristiger mechanischer Stress, wie z. B. Zugfestigkeit, Biegefestigkeit, Schlagfestigkeit und andere mechanische Eigenschaften des Rückgangs.
7. Bio-Aging-Eigenschaften
Bio-Aging bezieht sich auf den Abbau oder die Veränderung der Eigenschaften von Kunststoffen, die in biologischen Umgebungen auftreten (z. B. Boden, Ozean usw.). Zum Beispiel zersetzen sich einige biologisch abbaubare Kunststoffe allmählich in bestimmten Umgebungen
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In praktischen Anwendungen werden Kunststoffe häufig von einer Vielzahl von Faktoren gleichzeitig beeinflusst, wie z. B. Wärme, Licht, Sauerstoff, chemische Substanzen usw. Daher ist die Bewertung der umfassenden Alterungsleistung für die Auswahl und Anwendung von Materialien von großer Bedeutung.
Durch die Analyse der oben genannten multiplen Dimensionen kann der Alterungswiderstand von Kunststoffen umfassend bewertet werden, um das richtige Material für eine bestimmte Anwendungsumgebung auszuwählen.
