戰斗在汽車生產線的技術人員們都知道，汽車選材里最讓人頭疼的一項要求就是老化測試，由于老化測試周期長一旦出現失效，將會嚴重影響到SOP進程。
我們先來看一下A君到底遇到了什么問題：
1） 同一種材料，米色OK而紅色失效；
2） 同一種材料，皮紋件失效而光面件OK；
3） 同一種材料，做后視鏡OK而格柵NG；
4） 同一種材料，同樣的ISO4892-1里通用的兩種測試方法，氙燈OK而UV燈失效；
5） 同一種材料，SAE J2412 OK 而 PV1303失效；
……
看得出來，A君排比句學的不錯也提出了很多現實的問題，不過A君也提出了一個自認為高明的大招：你們做塑料的多加點耐候劑不就什么都解決了嘛！
小編實在坐不住了，聚合物耐老化是一個系統工程，絕非小小耐候劑就能解決所有問題，今天小編先帶大家認識一下聚合物老化的幾個因素以及老化測試方法：
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加速老化試驗中有不同的光源來模擬塑料件的實際老化過程，如氙燈、碳弧燈和UV等，其實這些光源設計的目的主要是為了模擬不同的應用環境，如UV等可以配置daylinght Fliter和 windowglass Fliter分別來模擬外飾和內飾的老化過程，不同的濾鏡可以實現不同的光波長，而不同聚合物其敏感波長不同，所以在不同光源下同一種材料的老化結果可能會有很大差異。回復“光穩定劑”查看更多
敏感波長越短，分子結構破壞所需能量越大，分子鍵越不容易被打斷，但這并不表示其耐候性越好，如PC和PP，光很重要但并不是惟一影響因素。
圖1：不同波長的光對塑料破壞的形象描述
表1：不同塑料對應的敏感波長
如表2所示，黑色比白色材料表面溫度高15℃，溫度雖然不會直接導致材料變色或分子鏈斷裂。但溫度會使光老化過程加速，如表3所示。
目前車廠內飾標準要求黑標溫度為89℃，外飾要求為70℃，所以光老化過程實際伴隨著長期高溫熱老化。根據Arrhenius方程溫度使光老化速度呈指數倍增加，耐候劑表示對熱老化無能為力。
表2：不同顏色塑料的表面溫度（室溫為45℃）
表3：溫度會使塑料光老化加速
有些聚合物對水分極敏感，如POM、聚酯和EVA等，微量的水分即能引起聚合物降解或膨脹。加速老化試驗可以模擬雨水沖擊或雨露等環境對聚合物老化的影響，在光和熱的條件下，微量水分會對聚合物分子鏈造成極大破壞，耐候劑表示與此劃清界限。A君意猶未盡…
圖2：由于吸水作用，塑料的膨脹導致表面和內部有拉伸力
耐候劑對聚合物老化的作用具有局限性，特別是對于分子鏈中具有某些結構的聚合物來說耐候劑的作用就被稀釋了，如酯基、酰胺基和鹵素基團等，這些結構極或者是濕度敏感或者是熱敏感的。所以我們在談如何改善聚合物老化時需要綜合考慮“老化三要素”。
要理解老化三要素（光、溫度和濕度）就需要首先了解能夠提供這些模擬環境的老化設備，目前在車廠、在外測機構、在改性廠能看到的老化儀基本出自兩家公司：Altalas和Q-Lab。而無論是那一家，其在老化儀的設計原理和控制系統上都沒有大的區別，其核心主要是輻照和濕度的控制，接下來小編給大家理一理這些老化設備是如何玩轉老化三要素的。
表4：氙燈、紫外燈和太陽光
目前，常見的加速老化中主體模擬了兩類光源，一類為波段為300-800nm，包含了紫外區、可見光和近紅外區，就是我們通常說的氙燈；另一類為波段為300-400nm，就是通常用的紫外燈。
其實這兩種光源設計的初衷是不同的，區別在于時間。前者光譜接近太陽光，并且可以通過配置不同濾鏡來過濾某些特殊波長的光，從而結果更接近實際，但所需要的試驗周期較長，內飾一般1-2周，外飾則需要幾個月。后者短波光能量更強，主要考察材料的耐久性，如車身漆。
表5：紫外燈耐老化測試
表6：氙燈耐老化測試
當然，還有一點需要提醒大家注意的，UV光譜光源為熒光，光源穩定性好，如上圖所示，而氙燈在使用一段時間后需要矯正或更換，否則光譜會發生改變，影響結果的重復性，誤導開發人員。
圖3：外飾材料的水分環境測試
通常外飾材料需要考驗其水分環境下的穩定性，通常有兩種：一種是雨水沖擊，一種是雨露，前者重點是沖擊，后者重點是時間，特別是酸雨冷凝在材料表面長時間會導致表面腐蝕的發生。氙燈在模擬水分環境存在一定的局限性，主要有兩點：
1、無法模擬雨露；
2、噴淋水不經過加熱直接到樣品表面，會導致表面溫度快速下降，從而影響光老化和熱老化程度。
表7：不顏色的塑料的表面溫度
不同的顏色所吸收的光波段是不同的，所以會導致不同的表面溫度，如上圖所示，同一設定溫度下黑色的表面溫度比白色要高15℃。雖然黑色色板老化后色差一般較白色小，但由于表面溫度高經常會出現皮紋發亮或色板變形問題，同樣被判定耐候失效。所以同一種材料并非黑色樣品耐候就一定比白色好，個中緣由就在這里。回復“老化”查看更多
正如小編開頭所說，無論哪一種老化設備其控制核心和原則都是基于老化三要素，所以還是那句老化：耐候其實很簡單，用心牢記三要素（光、溫度和濕度）。
來源：PCABS技術微論壇
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