高分子材料人工加速老化实验与自然环境老化实验

高分子材料人工加速老化实验

人工加速老化实验是用人工的方法，在室内或设备内模拟近似于大气环境条件或某种特定的环境条件，并强化某些因素， 以期在短期内获得实验结果。
其目的是提供相对快速的测量材料在长期使用中发生的特性改变程度的方法。
如果初步的加速方法不能产生实际使用中发生的老化作用，或在长期实验中没有发现应出现的机理，加速实验就应该重新鉴定，在问题确定和预实验分析阶段取得数据后加以改进。
究竟采用哪种实验方法取决于要测试的材料、材料的最终应用场合、材料遭破坏的模式和财力等方面。因此，各国标准大都采用这种方法来评价材料的抗老化性能。

人工加速老化实验方法主要包括：耐候性实验、热老化实验(绝氧、热空气热氧化吸氧等实验)、湿热老化实验、臭氧老化实验、盐雾腐蚀实验、耐寒性实验以及抗霉实验等等。

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自然环境老化实验是利用自然环境条件或自然介质进行的实验，主要包括：大气老化实验、埋地实验、仓库贮存实验、海水浸渍实验、水下埋藏实验等等。
自然环境老化实验结果更符合实际、所需费用较低而且操作简单方便，是国内外广泛采用的方法。
其中对高分子材料而言，应用最多的是自然气候曝露实验(又称户外气候实验)。

自然气候曝露实验就是将试样置于自然气候环境下曝露，使其经受日光、温度、氧等气候因素的综合作用，通过测定其性能的变化来评价塑料的耐候性。
目前我国关于直接自然气候曝露的实验方法主要有光解性塑料户外曝露实验方法、涂层自然气候曝露实验方法和塑料自然气候曝露实验方法。
另外，将材料置于玻璃板后的自然气候曝露的实验方法有硫化橡胶在玻璃下耐阳光曝露实验方法和塑料在玻璃板过滤后的日光下间接曝露实验方法。
它们分别规定了各种材料自然气候曝露实验方法的要求及步骤，用于评价高分子材料在室外自然条件以及经玻璃过滤后的日光曝露下的耐候性。

由于大气曝露与贮存实验周期长。为了获得自然条件的老化数据，同时相对加快自然老化的进程，人们又研制了户外自然加速曝露实验方法。
户外自然加速曝露实验方法是在大气曝露实验方法的基础上，人为强化并控制某些环境因素，来加速材料或构件的腐蚀和老化。
近20年来，国内外研制了在自然条件下加速曝露实验方法和设备， 以提高实验和评价的效率和水平。
目前常见的方法有7种，分别是橡胶动态曝露实验、追光式跟踪太阳曝露实验、聚光式跟踪太阳曝露实验、加速凝露曝露实验、喷淋加速曝露实验、黑框曝露实验、玻璃框下曝露实验。

自然气候曝露实验是评价高分子材料老化特性最真实的方法，但材料在大气中受日照、雨淋、冻融等环境条件变化引起的外观、物理与化学性能的变化十分缓慢。
因此，进行自然老化，不但旷日持久，而且因为环境条件变化与影响因素复杂，对实验结果很难准确评价。

高分子材料质量轻、强度高、抗腐蚀性能好，具有很好的保护性能，大量用于航空、汽车、船舰、基础构建、军用品等领域。但是在加工、贮存和使用过程中， 由于受到光、热、氧、水、高能辐射、化学以及生物侵蚀等内外因素的综合作用，高分子材料的化学组成和结构会发生一系列变化，物理性能也会相应变坏，如发硬、发粘、变脆、变色、失去强度等，这种
高分子材料的老化实验大体上可分成两大类：自然环境老化实验和人工加速老化实验。