造成材料老化的主要因素是阳光和潮湿,太阳光是造成很多材料降解的一个主要因素。降解的类型,如物理性能下降、粉化、开裂、起皮、褪色及颜色变化等与材料的敏感度和光谱有关,每种材料对光谱响应不同。汽车材料,特别是非金属材料(塑料、橡胶和漆膜等)在使用过程中,会受到各种气候环境的影响,不可避免地会出现不同程度的老化。为了延缓汽车零部件及其材料的老化,研究环境老化对于材料性能的影响,往往通过户外曝晒试验来预测其使用寿命。户外曝晒试验试验周期较长,难与整车开发进度相匹配。实验室通常采用氙灯老化试验模拟和强化户外环境因素等方法,来缩短试验周期。
汽材的氙灯老化试验的老化因素主要有:
1、太阳光以光波的形式在空气中传播,光波的能量与频率成正比,与波长成反比。在太阳光谱中,波长短的紫外线具有较强的能量,它只有太阳总辐射量的1%左右,但其对非金属材料的影响很大。非金属材料的大分子链吸收紫外线的能量,按自由基机理进行分解,导致出现氧化、臭氧化、水解等现象。聚合物的结晶取向、结晶大小、结晶构造等也都会受到影响,从而使材料的性能下降。
2、温度产生的热能促使高分子化学键断裂,导致材料降解。在较高温度下,分子的活性较大,易引发热老化反应。温度影响化学反应的速度,高温将加速光对汽车老化的作用。一般认为,材料的温度每升高10℃,化学反应的速度就会提高1~3倍。
3、汽车的工作环境比较复杂,需要适应各种天气,雨淋对汽车外部材料特别是漆膜的影响较大。汽车内饰材料基本不会受到雨水的影响,汽车内部空气的相对湿度也不会很高。在影响汽车内饰材料老化的因素中,湿度是一个相对次要的因素。
氙灯老化测试的参考标准:
ISO4892.2-2006塑料实验室光源曝晒方法第2部分氙灯光源
GB/T16422.2-1999塑料实验事光源暴露试验方法第2部分:氙弧灯
ASTMG155-2005塑料户外氙灯老化试验方法
ASTMD4459-2006室内使用的对塑料曝光用的加速耐光性氙弧型