UV Weathering چیست؟
پیری اشعه ماوراء بنفش، در یک زمان آزمایشگاهی کوتاه، تجزیه چند ساله یک ماده در فضای باز را تقلید می کند. نمونه در معرض چرخه های کنترل شده نور، دما و رطوبت قرار می گیرد. دو منبع نور معمولی وجود دارد: لامپ های فلورسنت UV (ISO 4892-3 / ASTM G154) و قوس زنون که بهتر از طیف خورشیدی تقلید می کند (ISO 4892-2 / ASTM G155).
هدف UV Weathering
هدف ارزیابی نسبی محو شدن رنگ، از بین رفتن براقیت، ترک خوردن و کاهش مقاومت مکانیکی در محصولاتی است که برای استفاده در فضای باز در نظر گرفته شده است. آزمون زندگی مطلق نمی دهد. فرمول های مختلف را تحت شرایط یکسان مقایسه می کند.
UV Weathering بر چه محصولاتی اعمال می‌شود؟
- محصولات پلاستیکی و کامپوزیت نمای خارجی
- قطعات بیرونی و داخلی خودرو
- سیستم های رنگ و پوشش
- پارچه های نساجی و سایبان
- مبلمان باغ و وسایل بازی
UV Weathering در چه صنایعی کاربرد دارد؟
استانداردهای مرتبط با UV Weathering
- ISO 4892-2 (قرار گرفتن در معرض لامپ های قوس زنون)
- ISO 4892-3 (قرار گرفتن در معرض لامپ های UV فلورسنت)
- ASTM G154 (قرار گرفتن در معرض تسریع با UV فلورسنت)
- ASTM G155 ( نوردهی سریع با قوس زنون)
- ISO 105-B02 (ثبات رنگ در برابر نور در منسوجات — روش مرتبط)
شرایط UV Weathering
- منبع نور
- فلورسنت UV یا قوس زنون؛ از مشخصات
- چرخه
- برنامه متشکل از مراحل نور و تراکم / اسپری
- دما
- دمای پانل سیاه در یک سطح استاندارد تعریف شده نگه داشته می شود
- زمان
- کل زمان قرار گرفتن در معرض یا انرژی تابشی؛ از مشخصات
تجهیزات UV Weathering
- محفظه پیری UV فلورسنت (نوع QUV)
- محفظه تست قوس زنون
- سیستم اندازه گیری و کنترل تابش
- رنگ سنج (اسپکتروفتومتر) و براق سنج
- مواد مرجع
الزامات نمونه برای UV Weathering
- نمونه باید به گونه ای گرفته شود که نشان دهنده دوره تولید یا دسته باشد.
- توضیحات نمونه، نوع مواد و جهت تولید در صورت وجود باید ذکر شود.
- استاندارد مورد استفاده و هرگونه مشخصات مشتری باید همراه با نمونه ارائه شود.
- آزمایش ممکن است مخرب باشد. تعداد نمونه مورد نیاز باید از قبل تایید شود.
- سطوحی که مورد آزمایش قرار می گیرند باید در حین حمل و نقل محافظت شوند.
مدت UV Weathering
مدت زمان نوردهی به مشخصات بستگی دارد و می تواند به صدها تا هزاران ساعت برسد. مطالعه هفته ها طول می کشد امتیاز ارزیابی موقت کل مدت زمان را تقسیم می کند تا امکان نظارت وجود داشته باشد.
روش اجرای UV Weathering
- 1منبع نور، برنامه چرخه و مدت زمان کل از مشخصات تعیین می شود.
- 2نمونه ها برش داده می شوند و اندازه گیری های اولیه (رنگ، براق، مکانیکی) انجام می شود.
- 3نمونه ها روی پانل های محفظه قرار می گیرند.
- 4برنامه شروع شده و تابش به طور مداوم بررسی می شود.
- 5نمونه ها برداشته می شوند و در نقاط میانی تعریف شده ارزیابی می شوند.
- 6موقعیت نمونه ها در پانل چرخانده می شود.
- 7اندازه گیری های نهایی در پایان انجام می شود و تغییر محاسبه می شود.
معیارهای پذیرش UV Weathering
استاندارد روش نحوه انجام آزمایش را مشخص می کند، نه اینکه چه نتیجه ای باید باشد. محدودیت پذیرش از استاندارد مواد یا محصول، مشخصات مشتری یا مقررات مربوطه ناشی می شود. بنابراین این صفحه محدودیت عددی ارائه نمی دهد.
ارزیابی نتایج
نتیجه به صورت تفاوت رنگ، از دست دادن براقیت و تغییر خواص مکانیکی نسبت به شروع داده می شود. محدودیت پذیرش از مشخصات محصول ناشی می شود. نتیجه آزمایشگاهی مستقیماً یک زندگی مزرعه نیست. تبدیل آن به یک مقدار فیلد به یک همبستگی معتبر برای آن ماده نیاز دارد.
گزارش UV Weathering
- توضیحات نمونه، اطلاعات مواد/محصول و شماره دسته در صورت وجود
- روش آماده سازی نمونه و شرایط تهویه
- شرایط استاندارد و آزمون اعمال می شود
- ابزار مورد استفاده و وضعیت کالیبراسیون
- نتایج و واحدهای اندازه گیری
- عدم قطعیت اندازه گیری (در صورت درخواست)
- بیانیه ای مبنی بر اینکه نتیجه فقط برای نمونه ارسال شده برای آزمایش اعمال می شود
اعتباربخشی
EUROLAB دارای اعتبار شناخته شده بین المللی است که از نهادهای اعتباربخشی طرف قراردادهای شناسایی چندجانبه IAF و ILAC، تحت ISO/IEC 17025 برای تست های آزمایشگاهی، ISO/IEC 17020 برای بازرسی و نظارت، و ISO/IEC 17021-1 و سیستم گواهی محصول ISO/IEC. این زنجیره تضمین می کند که گزارش ها و گواهی های صادر شده در سراسر جهان پذیرفته می شوند.
اینکه آیا این آزمون می تواند در محدوده معتبر ارائه شود به محصول شما و استاندارد اعمال شده بستگی دارد. از آنجایی که اعتبارسنجی مبتنی بر روش است، دامنه به صورت کتبی در مرحله نقل قول تأیید می شود.
محدوده و مجوزهامقررات مرتبط
- استانداردهای هماهنگ با توجه به خانواده محصول اعمال می شود
- اتحادیه اروپا 765/2008 (چارچوب نظارت بر بازار و اعتباربخشی)
- مقررات مربوط به محصول و مشخصات مشتری
آزمون پلاستیک — این حوزه آزمون چه چیزی را پوشش می‌دهد؟
بخش زیر حوزه‌ای را توصیف می‌کند که آزمون UV Weathering به آن تعلق دارد؛ شرایط و معیارهای پذیرش این آزمون خاص در بخش‌های بالا آمده است. دامنه ویژه محصول شما در مرحله پیشنهاد قیمت به‌صورت مکتوب مشخص می‌شود.
آزمون‌های پلاستیک رفتار مکانیکی، حرارتی و احتراقی یک ماده پلیمری را تعیین می‌کنند. برخلاف فلزات، پلاستیک‌ها ویسکوالاستیک هستند: رفتار آن‌ها به سرعت بارگذاری، دما و رطوبت بستگی دارد. از این رو، ماده یکسان در شرایط مختلف نتایج متفاوتی می‌دهد و شرایط آزمون بخش جدایی‌ناپذیر نتیجه است.
پیامد عملی ویسکوالاستیسیته این است: یک قطعه پلاستیکی تحت بار ثابت با گذشت زمان همچنان تغییر شکل می‌دهد (خزش) و تنشی که در تغییرشکل ثابت تحمل می‌کند با گذشت زمان کاهش می‌یابد (تخفیف تنش). یک اتصال پیچی شل می‌شود، یک بست نیروی گیره‌ای خود را از دست می‌دهد، یک قفسه با گذشت زمان خم می‌شود. یک آزمون کشش کوتاه‌مدت این رفتار را نشان نمی‌دهد؛ آزمون بلندمدت یا مدل شتاب‌یافته لازم است.
رفتار حرارتی محور اصلی دوم است. نرخ جریان مذاب نشان‌دهنده قابلیت فرآوری ماده و یکنواختی بین بچ‌ها است؛ دمای انحراف حرارتی و نقطه نرم‌شدن ویکات حد تقریبی دمای کارکرد را نشان می‌دهند. تحلیل حرارتی (DSC، TGA، DMA) هویت ماده را آشکار می‌کند: دمای انتقال شیشه‌ای، رفتار ذوب، بلورینگی، میزان پرکننده و دمای تجزیه.
رفتار احتراق سومین محور است و مستقیماً به استانداردهای محصول مرتبط می‌شود. کلاس UL 94 و شاخص اکسیژن حدی در برگه اطلاعات ماده ثبت می‌شود؛ برای بدنه یک دستگاه الکتریکی کلاس خاصی لازم است، در حالی که برای یک محصول ساختمانی سیستم طبقه‌بندی دیگری اعمال می‌شود.
پیرسازی پرحذف‌ترین بخش این حوزه است. پلاستیک‌ها تحت تأثیر اشعه فرابنفش، گرما، رطوبت و اکسیژن تخریب می‌شوند: رنگ تغییر می‌کند، سطح ترک می‌خورد، مقاومت ضربه کاهش می‌یابد. برای قطعه‌ای که قرار است در فضای باز استفاده شود، آنچه اهمیت دارد مقادیر روز اول نیست بلکه مقادیر پس از پیرسازی است. تجهیزات قوس زنون و فرابنفش فلورسنت این تخریب را تسریع کرده و امکان مقایسه را فراهم می‌کنند.
خروجی این حوزه معمولاً در برگه اطلاعات ماده ثبت می‌شود و استانداردهای محصول به آن برگه ارجاع می‌دهند. اما ممکن است بین مقدار برگه اطلاعات و رفتار قطعه واقعی تفاوت وجود داشته باشد: جهت‌گیری ایجادشده حین قالب‌گیری، خطوط جوش و تنش‌های داخلی باعث می‌شود قطعه متفاوت از نمونه رفتار کند.
استفاده از محتوای بازیافتی پرسش تازه‌ای به این حوزه افزوده است. رزین بازیافتی از بچی به بچ دیگر تغییر می‌کند؛ خواص مکانیکی، رنگ و رفتار احتراق ممکن است بین بچ‌ها جابه‌جا شود. بنابراین برای تولیدکننده‌ای که از مواد بازیافتی استفاده می‌کند، کنترل مواد ورودی یک انتخاب نیست بلکه یک ضرورت است.
گروه‌های روش در این حوزه
مکانیکی
کشش، فشار، خمش، ضربه شارپی و ایزود، سختی (شور)، خزش و ترک‌خوردگی تنشی محیطی.
حرارتی
شاخص جریان مذاب (MFI)، دمای انحراف حرارتی (HDT)، دمای نرم‌شدن ویکات، انبساط حرارتی خطی.
تحلیل حرارتی
دماهای انتقال و بلورینگی با DSC، ترکیب و تجزیه با TGA، رفتار مکانیکی دینامیکی با DMA.
احتراق
طبقه‌بندی UL 94، شاخص اکسیژن حدی (LOI)، آزمون‌های سیم داغ و شعله سوزنی.
پیری
پیرسازی شتاب‌یافته با قوس زنون و فرابنفش فلورسنت، پیرسازی با هوای گرم، رطوبت و چگالش.
فیزیکی
چگالی، جذب آب، محتوای خاکستر، نفوذپذیری گاز و بخار آب در فیلم و ورق.
موارد رایج اشتباه‌گرفته‌شده در این حوزه
- نتیجه آزمون پلاستیک بدون ذکر سرعت و دمای آزمون قابل تفسیر نیست؛ رفتار ویسکوالاستیک به این پارامترها بستگی دارد.
- نتیجه نمونه به‌طور مستقیم به قطعه واقعی منتقل نمی‌شود؛ جهت‌گیری قالب‌گیری و خطوط جوش تعیین‌کننده هستند.
- مقادیر HDT و ویکات دمای کارکرد نیستند؛ صرفاً نشانه‌ای تقریبی از حد بالا هستند و تحت بار اعمال نمی‌شوند.
- کلاس UL 94 به ضخامت بستگی دارد؛ ضخامت دیواره متفاوت نیازمند بازتأیید است.
- برای پلیمرهای جاذب رطوبت (مانند پلی‌آمید)، اگر شرطی‌سازی انجام نشود نتایج گمراه‌کننده خواهند بود.
- نتایج ASTM D638 و ISO 527 مستقیماً معادل نیستند. هندسه نمونه و تعاریف نرخ متفاوت است.
این نتایج از کدام تصمیم پشتیبانی می‌کنند
- انتخاب ماده و تأیید تأمین‌کننده
- برآورده‌کردن الزامات قابلیت اشتعال و حرارتی استاندارد محصول
- تأیید استفاده از محتوای بازیافتی و کنترل بچ
- کنترل فرآیند قالب‌گیری و یکنواختی بچ
- اثبات مقاومت در برابر پیرسازی برای استفاده در فضای باز
تست های مرتبط
پرسش‌های متداول درباره UV Weathering
1000 ساعت در فضای باز مربوط به چند سال است؟
هیچ تبدیل جهانی وجود ندارد. ضریب شتاب به مواد، منطقه آب و هوا و چرخه آزمایش بستگی دارد. تبدیل نامعتبر گمراه کننده است.
فلورسنت UV یا قوس زنون؟
اشعه ماوراء بنفش فلورسنت، تخریب تحت سلطه اشعه ماوراء بنفش با طول موج کوتاه را به سرعت و به صورت اقتصادی آزمایش می کند. قوس زنون بهتر از طیف خورشیدی تقلید می کند و در مطالعات محو شدن رنگ ترجیح داده می شود.