高分子材料的实验室加速老化和户外自然老化

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1、汽车非金属材料的实验室加速老化和户外自然老化摘要木文对汽车非金属材料的两种耐候性试验方法一实验室加速老化和户外自然老化的相关情况进行了介绍，分析比较了二者各自的优缺点和相关性，并根据实际工作实践，提出了一些实际工作中应注意的问题，纠止了一些常见的错误观念。关键词汽车非金属材料实验室加速老化户外自然老化世界汽车工业的快速发展带动人量的现代老化研究。今犬的汽车是儿十种不同材料的复杂组合,包括涂层、塑料、纺织品、皮革、颜料等,它们都有特定的耐候性,即在户外的耐老化性。全球主要的汽车制造商已经在各种气候条件

2、下进行了儿十年的户外自然老化和实验室加速老化试验。老化试验趋于系统化并积累了大量的试验数据。汽车非金属材料的耐候性试验方法主要冇两大类：实验室加速老化和户外自然老化。户外自然老化是在典型的自然环境条件下进行的，虽然试验耗时比较长，一般要1〜2年时间，但因其结果最能够说明材料的耐候性好坏和汽车整体的环境适应性，因此这一试验方法仍是各大汽车公司常用的方法，尤其是进行质量仲裁和开发新产品时。冃前国际上授知名的规模最大的自然曝霜试验全球服务网络属于美国ATLAS气候服务集团，表1给出了这一机构的自然曝蛊试验

3、场及其全球服务网络成员。每年仅在美国风凰城就冇來自世界各地的20多部整车进行自然曝露（老化）试验。我国也有一个的由广州电器科学研究院牵头的提供各种典型气候条件卜-的白然老化服务机构一机械工业环境技术研究中心（METRO,表2列出了METRC所属的自然曝露试验场。表1美国ATLAS公司的典型户外自然曝霧试验场及其全球服务网络成员曝露试验场（附属）气候类型曝露试验场（合作）气候类型美国迈阿密亚热带气候新加坡热带气候美国凤凰城沙漠气候加拿人渥太华寒带气候美国比斯坎湾潮水浸泡日本銚子腐蚀性气候美国那不勒斯含

4、盐空气H本冲绳腐蚀性气候美国杰克逊维尔蚀刻澳大利亚墨尔本沙潦气候美国路易维尔酸雨澳大利亚汤斯维尔亚热带气候美国芝加哥工业区俄罗斯索契含盐空气-黑海美国亚普雷斯科特高地气候哥伦比亚喀他赫纳行海工业荷兰卢金欧洲内陆中国广州亚热带气候荷兰湾含盐空气中国海南亚热带气候法国桑那瑞地小海地区韩国Seosan航海工业氏久以来，汽车制造商都面对一个两难的境地，即其产品“由概念到市场”的生产周期是很快的，但材料的选择和户外自然老化试验的时间却是相对漫长的。特别是一些汽车材料或部件供应商，英关心的也许只是拿到产品的耐候

5、性证明，因此他们更乐意采用实验室加速老化试验，以在短期内了解材料或部件耐候性好坏。表2我国的典型自然曝需试验场曝露试验场气候类型*广东广州亚湿热工业气候海南琼海湿热气候四川江津酸雨西藏拉萨高原气候廿肃敦煌沙漠气候武汉亚湿热工业气候山东青岛海洋气候内蒙海拉尔寒冷气候云南昆明亚湿热高原气候（1930米）青海西宁寒温高原气候（2200米）青海伍道梁寒温高原气候（4260米）*根据我国的气像类型划分实验室加速老化试验通过模拟自然环境条件,用具冇人工光源的设备来加速非金属材料的老化过程。通常要先对待试样品的实

6、际使用环境进行考察和分析，找出待试样品在实际使用环境中引起老化的主要因索和这些因索可能达到的极大值，并在此基础上确定实验室老化试验的参数。目前此类设备主要包括氤灯加速老化试验箱和紫外荧光加速老化试验箱，控制的因素主要有三个：辐照量、温度和湿度。但实验室加速老化试验的结果是否就能够表示材料或产品在实际使用环境中的耐候性，怎样来建立二者Z间的关联性，二者Z间是否存在某一确定的量化关系，是否通过若干小时的实验室加速老化试验就能够预测材料或部件在实际使用环境中的使用寿命，这些问题长久以来都是汽车制造企业，特

7、别是材料或零部件供应商期待解决的问题，也是笔者在实际工作中经常被客户问到的问题。实际上，在选择实验室加速老化时必须首先考虑两个问题：一是其与户外自然老化的相关性，二是其加速作用。相关性是指实验室加速老化试验产生的结果与户外自然老化试验的结果的吻合性。即对不同耐候性的材料进行试验评价时二者的结果是否一致。加速作用是指相对于户外自然老化，达到同样或相似试验结果时试验进程能够提速多少。请注意，仅当加速试验结來与八外自然老化试验结來-•致时，对实验室加速试验加速效果的估计才是有意义的。加速因子通常用达到同样

8、结果时八外口然老化试验所需的吋间除以实验察加速老化所需的吋间得到。引起汽车非金属材料老化的因索很多，环境与材料Z间的相互作用是非常复杂的。由于实验室加速试验只是模拟和强化了自然界中影响材料老化的主要因索，如太阳辐照、温度和湿度等，因此，并不存在一种普遍适用的简单的方法或公式来计算加速因了。另外，也是最重要的一点是，加速因子是材料的一种特性，其随材料的种类和配方的改变而改变，面对不同种类的材料的无数的配方，不可能建立单一的加速模型并通过实验室加速试验来预测材料在自然老化