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硫化橡胶人工气候老化试验方法

本标准适用于硫化橡胶在紫外光照和冷凝作用交替条件下暴露的耐候性试验。

1、引用标准

紫外老化试验箱采用能最佳模拟阳光中UV段光谱的荧光紫外灯,并结合控温、供湿等装置来模拟对材料造成变色、亮度、强度下降;开裂、剥落、粉化、氧化等损害的阳光(UV段)高温、高湿、凝露、黑暗周期等因素,同时通过紫外光与湿气之间的协同作用使得材料单一耐光能力或单一耐湿能力减弱或失效,从而广泛用于对材料耐气候性能的评价。

GB 250-84 评定变色用灰色样卡(idt ISO 105 A02:1984)

GB/T 528-92 硫化橡胶和热塑性橡胶拉伸性能的测定

GB 730-86 耐光和耐气候色牢度蓝色羊毛标准(idt ISO 105 B:1984)

GB 2941-91 橡胶试样环境调节和试验的标准温度、湿度及时间(eqv ISO 471:1983 ISO 1826:1981)

GB/T 9865.1-1996 硫化橡胶或热塑性橡胶样品和试样的制备第一部分:物理试验(idt ISO 4661-1:1986)

GB/T 12831-91 硫化橡胶人工气候(氙灯)老化试验方法(neq ISO 4665-3:1987)

GB/T 14835-93 硫化橡胶在玻璃下耐阳光曝露试验方法(neq ISO 4665-2:1985)

2、方法提要

硫化橡胶暴露在紫外光、温度和冷凝等老化因素的环境中,按规定的时间检测试样性能的变化,从而评价硫化橡胶的耐候性。

3、试验装置

3.1 紫外老化试验箱

紫外老化试验箱

Q-Lab公司紫外老化试验箱

QUV/se配备了可以对UV辐照度进行精确监控的太阳眼辐照度控制系统。具有冷凝功能来模拟户外湿气侵蚀。提供快速、重现性高的测试,更长的灯管寿命并按ISO计量标准要求进行校准。

3.2 荧光灯

试验箱中可按照规定安装8支荧光灯。荧光灯分为UV-A、UV-B、UV-C、UV-D和UV-E五种类型,各种类型的荧光灯出现最大峰值辐射的波长不同。在本实验中,除非另有规定,一般使用UV-B灯。即型号为UVB-313EL的荧光灯。

荧光灯光能量输出随使用时间而逐步衰减,为了减少荧光能量衰减造成对试验的影响,在8支荧光灯中每隔1/4的荧光灯寿命时间,在每排由一支新灯管换一支旧灯。其国家技术监督局 1996-10-28 批准

3.3 试样架

试样架是由框式基架,衬垫板和伸张弹簧组成。框式基架和衬垫板是由铝合金材料制成。

3.4测定辐射量的仪器和标准物质

根据条件和需要,可选用辐射量测定仪或标准物质来测定试样接受的光能量。

3.4.1 辐射量测定仪

辐射量测定仪有积算照度计和辐射计。

3.4.2 标准物质

蓝色羊毛标准应按GB 730的有关规定;灰色标准样卡应按GB 250的有关规定。

4、试样

4.1 试样制备应按GB/T 9865的有关规定。

4.2 试样的形状规格根据评价指标和相应测试标准的要求确定,如测试拉伸性能的试样应按GB/T 528规定。

4.3 试样数量根据检测项目次数确定,每项每次检测的有效试样一般不少于3个。

4.4 测定颜色变化的试样应按GB/T 12831中6.2的规定。

5、紫外老化试验箱试验条件

5.1 试验循环时间一般规定为4h紫外光暴露接着4h冷凝。如果需要可采用8h紫外光暴露接着4h冷凝。

5.2 紫外光暴露温度一般规定为(50±3)℃。根据材料的特性和应用环境可选用(60±3)℃或其他温度。

5.3 冷凝温度一般规定为(50±3)℃。

5.4 紫外光暴露期间,选用热空气供给试验箱的平衡温度应该保持在±3℃之内。

5.5 冷凝暴露期间,选用水槽中热水的平衡温度应该保持在±3℃之内。

5.6 供给水槽的用水可以使用蒸馏水、去离子水或可饮用的自来水。

5.7 试样表面与灯平面最近距离为50㎜且相平行。

5.8 试样表面所接受的280~400nm波长范围的辐照度通常不能大于50W/㎡,且不应有低于270nm波长的辐射。

5.9 为了便于检查和结束试验,暴露试验时间一般规定为24h的倍数、7d或7d的倍数。

6、试验过程

6.1 试样安装

试样按自由状态安装在试样架上,试样的暴露表面朝向灯。当试样完全没有装满架时要用空白板填满剩下的空位,以保持箱内的试验条件稳定。在暴露期间定期调换暴露区中央和暴露区边缘的试样位置,以减少不均匀的暴露。

6.2 暴露试验

启动试验箱,调好规定的试验条件,并记录开始暴露时间,在整个暴露期间要保持规定的试验条件恒定。

6.3 紫外光辐射量的测定

6.3.1 仪器测定辐射量

定期将紫外光积算照度计或辐射计放在暴露试样架侧旁直接测定接受紫外光的辐射量。

6.3.2 蓝色羊毛标准测定辐射量

使用蓝色羊毛标准测定辐射量的方法见附录A。

6.4 检测试样

按规定的暴露时间或辐射量从试验箱中取出试样进行各项性能的测定。

6.4.1 力学性能测定

力学性能应根据使用要求选取,一般选用试样拉伸性能变化作指标。试样测定前应按GB 2941规定的进行环境调节,然后按相应测试标准的要求进行测定。

6.4.2 颜色变化的评定

评定试样老化后的表面颜色变化按直观目测或仪器测定法有关标准规定进行。

7、试验结束

试样暴露试验的结果可用试样暴露至某一时间或某一辐射量(J/㎡)时的性能变化率表示,也可用试样性能变化至某一规定值所需的暴露时间或辐射量(J/㎡)表示。

试样性能变化率可按式⑴计算

P=(A-0)/0×100

式中:P—性能变化率﹪;

0—未暴露的试样性能初始值;

A—暴露后的试样性能测定值。