高分子材料人工加速老化實驗與自然環境老化實驗

高分子材料人工加速老化實驗

人工加速老化實驗是用人工的方法，在室內或設備內模擬近似于大氣環境條件或某種特定的環境條件，并強化某些因素， 以期在短期內獲得實驗結果。
其目的是提供相對快速的測量材料在長期使用中發生的特性改變程度的方法。
如果初步的加速方法不能產生實際使用中發生的老化作用，或在長期實驗中沒有發現應出現的機理，加速實驗就應該重新鑒定，在問題確定和預實驗分析階段取得數據后加以改進。
究竟采用哪種實驗方法取決于要測試的材料、材料的最終應用場合、材料遭破壞的模式和財力等方面。因此，各國標準大都采用這種方法來評價材料的抗老化性能。

人工加速老化實驗方法主要包括：耐候性實驗、熱老化實驗(絕氧、熱空氣熱氧化吸氧等實驗)、濕熱老化實驗、臭氧老化實驗、鹽霧腐蝕實驗、耐寒性實驗以及抗霉實驗等等。

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自然環境老化實驗是利用自然環境條件或自然介質進行的實驗，主要包括：大氣老化實驗、埋地實驗、倉庫貯存實驗、海水浸漬實驗、水下埋藏實驗等等。
自然環境老化實驗結果更符合實際、所需費用較低而且操作簡單方便，是國內外廣泛采用的方法。
其中對高分子材料而言，應用最多的是自然氣候曝露實驗(又稱戶外氣候實驗)。

自然氣候曝露實驗就是將試樣置于自然氣候環境下曝露，使其經受日光、溫度、氧等氣候因素的綜合作用，通過測定其性能的變化來評價塑料的耐候性。
目前我國關于直接自然氣候曝露的實驗方法主要有光解性塑料戶外曝露實驗方法、涂層自然氣候曝露實驗方法和塑料自然氣候曝露實驗方法。
另外，將材料置于玻璃板后的自然氣候曝露的實驗方法有硫化橡膠在玻璃下耐陽光曝露實驗方法和塑料在玻璃板過濾后的日光下間接曝露實驗方法。
它們分別規定了各種材料自然氣候曝露實驗方法的要求及步驟，用于評價高分子材料在室外自然條件以及經玻璃過濾后的日光曝露下的耐候性。

由于大氣曝露與貯存實驗周期長。為了獲得自然條件的老化數據，同時相對加快自然老化的進程，人們又研制了戶外自然加速曝露實驗方法。
戶外自然加速曝露實驗方法是在大氣曝露實驗方法的基礎上，人為強化并控制某些環境因素，來加速材料或構件的腐蝕和老化。
近20年來，國內外研制了在自然條件下加速曝露實驗方法和設備， 以提高實驗和評價的效率和水平。
目前常見的方法有7種，分別是橡膠動態曝露實驗、追光式跟蹤太陽曝露實驗、聚光式跟蹤太陽曝露實驗、加速凝露曝露實驗、噴淋加速曝露實驗、黑框曝露實驗、玻璃框下曝露實驗。

自然氣候曝露實驗是評價高分子材料老化特性最真實的方法，但材料在大氣中受日照、雨淋、凍融等環境條件變化引起的外觀、物理與化學性能的變化十分緩慢。
因此，進行自然老化，不但曠日持久，而且因為環境條件變化與影響因素復雜，對實驗結果很難準確評價。

高分子材料質量輕、強度高、抗腐蝕性能好，具有很好的保護性能，大量用于航空、汽車、船艦、基礎構建、軍用品等領域。但是在加工、貯存和使用過程中， 由于受到光、熱、氧、水、高能輻射、化學以及生物侵蝕等內外因素的綜合作用，高分子材料的化學組成和結構會發生一系列變化，物理性能也會相應變壞，如發硬、發粘、變脆、變色、失去強度等，這種
高分子材料的老化實驗大體上可分成兩大類：自然環境老化實驗和人工加速老化實驗。