汽車橡塑件老化試驗(yàn)

汽車橡塑件老化試驗(yàn)研究【摘要】：汽車內(nèi)外飾件多是橡塑材料，易受自然環(huán)境中陽光、溫度、濕度等的影響而產(chǎn)生老化現(xiàn)象。本文主要介紹了橡塑件的老化影響因素，研究車型A、B在海南暴曬一年的老化現(xiàn)象形成規(guī)律，以及探討老化試驗(yàn)方法?！娟P(guān)鍵詞】：老化影響因素老化現(xiàn)象形成規(guī)律試驗(yàn)方法TestingMethodsofAgingforPlasticandRubberComponentsofVehiclesAbstract:Mostofexteriorandinteriorofvehiclesareplasticandrubber.Thesecomponentsareliabletoagingwiththeaffectofthesunshine,temperature,humidity,heentironment.Inthisarticle,thefactorsofagingareintroduced,andexposingvehicleAandBinHainanProvinceforoneyearisresearchedforagingrule,alsotestingmethodsarediscussed.Keywords:factorsofaging,agingrule,testingandevaluatingmethods前言隨著汽車向小型化、輕量化方向發(fā)展，橡塑材料在汽車上的用量日益增加。尤其是內(nèi)外飾件，橡塑材料以其生產(chǎn)工藝簡單、成本低廉、成品感觀舒適等優(yōu)點(diǎn)而得到大量應(yīng)用，并漸成主流趨勢。但橡塑材料也存在一個(gè)很大的缺點(diǎn)，即使用時(shí)易受到自然環(huán)境中的陽光、溫度、濕度等的影響而不可避免地產(chǎn)生老化現(xiàn)象，例如儀表臺(tái)板發(fā)白、遮陽板起皺、前罩裝飾件變形等。這些情況都會(huì)讓顧客對汽車的總體評(píng)價(jià)大打折扣。為了篩選符合要求的材料品種，預(yù)知其耐氣候老化性能，在產(chǎn)品開發(fā)階段，通常要做戶外自然曝曬試驗(yàn)和人工加速老化試驗(yàn)。老化影響因素【1～3】2.1陽光陽光以光波的形式在空氣中傳播，光波能量（E）與頻率（V）成正比，與波長（λ）成反比。在太陽光譜中，波長短的紫外線具有較強(qiáng)的能量，它雖然只有太陽總輻射量的1%左右，但其對橡塑材料的影響很大。橡塑材料的大分子鏈吸收紫外線的能量，按自由基機(jī)理進(jìn)行分解，導(dǎo)致出現(xiàn)氧化、臭氧化、水解等現(xiàn)象，同時(shí)，聚合物的結(jié)晶取向、結(jié)晶大小、結(jié)晶構(gòu)造等也都會(huì)受到影響，從而使材料的性能下降。炮陽光對材料州老化的影響腿主要從以下劉三個(gè)方面考哨慮孩：襖（1）光譜盒分布超：主要是短娛波長的紫外米線部分在整沸個(gè)光譜范圍鏟中所占的比謝重快。層在自然環(huán)境接中，高海拔府、云層薄的淚地區(qū)接收到施的紫外線更惑多，殖橡塑哲材料在這種丑地區(qū)更容易趁因撞發(fā)生光化學(xué)熊反應(yīng)而老化網(wǎng)；真（2）光照懶輻射監(jiān)強(qiáng)度俘：汪在地球不同狂的緯度地區(qū)假、同一地區(qū)惕的不同季節(jié)劑、同一天的知不同時(shí)段，球光照缺輻射發(fā)強(qiáng)度都有所拼不同閉；郵（3）光照蠶時(shí)間河：光照時(shí)間氏對材料的老悉化起著受累鹿積的效應(yīng)醉。搜2.2犬溫度皇（1）續(xù)熱能引起材錢料降解，鏈熱老化反應(yīng)誠會(huì)在較高溫抓度下發(fā)生攀，軍而在低溫下慨這種反應(yīng)則換很慢或不會(huì)蘭發(fā)生。爹（2）執(zhí)高溫錯(cuò)對衰化學(xué)反應(yīng)害起陸加速鋼作用沙。材料的溫遲度每升高甲10坊℃臂，夢化學(xué)反應(yīng)的雷速度就會(huì)翻斗倍脫。結(jié)如對光化學(xué)柔反應(yīng)輩的影響，熱光化學(xué)反應(yīng)慌不是簡單的嘆一步反應(yīng)奸，筆在大分子鏈軌吸收光能釋娘放出自由基仍后，還要進(jìn)宏行一連串的甚后繼反應(yīng)柏。雖然溫度協(xié)不影響光致蒙化學(xué)反應(yīng)中萄的光致反應(yīng)跑速度，卻影鬧響后繼的因掃光致反應(yīng)產(chǎn)掠生的自由基搜小分子間的周化學(xué)反應(yīng)速錄度意，從而加速甚了整個(gè)反應(yīng)涉進(jìn)程。疼（輛3漢）熱循環(huán)的澆影響：溫度節(jié)的突然蝶變化壞會(huì)使材料與道環(huán)境之間產(chǎn)膠生溫差，造揀成內(nèi)應(yīng)力過敵大而擴(kuò)大原珠有缺陷張。蟲汽車橡塑材背料通常會(huì)出臣現(xiàn)不同程度憑的尺寸變化算。語而且麻熱循環(huán)略可加速橡塑笨材料的老化泳進(jìn)程薄。乒2.3濕風(fēng)度弱（1）濕氣企的影響：高陪濕空氣中的鹿水蒸氣會(huì)附葡著在產(chǎn)品的卡表面，形成施一層水膜，艷水膜與空氣秋中的酸性氣樸體（CO闖2饞、SO編2卡、NO行2酬等）作用而欄具有稀酸性北質(zhì)，對材料康產(chǎn)生腐蝕作盾用己。著濕熱的環(huán)境賭還會(huì)促進(jìn)霉仰菌的生長。淡（2）露水穴的影響：露卻水富含氧氣沸，長時(shí)間停德留在產(chǎn)品表發(fā)面，會(huì)加速衰材料的氧化老。露水的凝命結(jié)和蒸發(fā)引換起的干濕交悟替會(huì)加速材卡料的吸濕和略腐蝕過程，碗引起尼龍等用親水型塑料文的膨脹和收蠟縮，加速增屆塑劑的損失童。姻2.4其則他敗自然環(huán)境復(fù)專雜多樣，稀橡塑葉材料老化除池了上訴三個(gè)撲主要影響因戀素之外，還鑰與肅大龜氣污染物、絞鹽霧、齊微生物恨等有關(guān)。毛這些因素都蜜可以揉引起材料老膚化或起到加燃速作用。牛（1）大氣隔污染物：S幼O也2鼻、胳H院2讀S、柔氮氧化物等革大氣污染物藍(lán)溶解于雨水上、露水中，喝降落附著在吹產(chǎn)品表面，許形成酸性溶露液柏，嚼引起腐蝕。雄（姻2）營鹽霧是由海慚洋和鹽湖中粒的激浪沖擊羽巖岸時(shí)，飛曬濺的水沫成辭為霧狀進(jìn)入鼻大氣中而形撈成。其中的鑰Cl醬—舌是強(qiáng)電解質(zhì)腫，會(huì)加劇金怨屬的電化學(xué)炮銹蝕，導(dǎo)致?lián)芷釋悠鹋?、認(rèn)脫落，引起民密封橡膠老吸化。陷（3）帝微生物中快對橡塑產(chǎn)品亮影響較大的嫁是霉菌。霉印菌能將某些鑄材料作為食骨物，使其分魄解直至破壞諒，導(dǎo)致材料驅(qū)性能明顯變誓化。大量霉案菌附著于材仍料表面形成或生物膜，膜聰中含有其新債陳代謝產(chǎn)生驕的腐蝕性物悲質(zhì)，例如H袋+煌、H倍2仙S、NH次4旗等。引起材餐料的快速局匠部腐蝕。齒2.5小打結(jié)諒汽車在實(shí)際螺使用時(shí)彈的議自然環(huán)境想條件復(fù)雜可多變復(fù)，怠汽車的種種處老化現(xiàn)象都枯是多種環(huán)境雙因素綜合作權(quán)用的結(jié)果。港就車門外夾瘦條而言，陽懇光、溫度、粉濕度、大氣哲污染物和霉麻菌都會(huì)影響奪它的外觀和鑒性能。馬橡膠材料受組陽光中紫外組線的輻射而商發(fā)生光化學(xué)鉤反應(yīng)，高溫畢本身導(dǎo)致熱間老化，同時(shí)肺加快反應(yīng)速災(zāi)度斧。粱高濕和大氣知污染物導(dǎo)致港表面形成酸播性腐蝕膜，撈高溫高濕的微環(huán)境和表面襯有機(jī)物質(zhì)的巧富集也為霉升菌的生長提藏供了一個(gè)絕扔佳的環(huán)境，堪霉菌的新陳目代謝產(chǎn)物更終近一步加劇懷了腐蝕，精這幾大因素窩相互影響，哥共同作用俱才導(dǎo)致了產(chǎn)鑒品最終的老直化現(xiàn)象帖。因此，在調(diào)討論環(huán)境對透產(chǎn)品的縫影響時(shí)，不勵(lì)能僅考慮單跪一因素或幾爭個(gè)因素，而多應(yīng)考慮濱多認(rèn)因素絞的拘綜合劉作用躲。森老化現(xiàn)象形稿成規(guī)律渴車輛的耐用丘性是影響客巴戶購買決定繩的重要因素拴，而車輛的辨老化折舊速彼率畝是壞決定耐用性腥的關(guān)鍵因素庸之一間。在老化拼現(xiàn)象的發(fā)展妙過程中，堂故障發(fā)首次戀出現(xiàn)的時(shí)間扮、煮老化牲程度的變化妨速率緩都是值得孫關(guān)注淘的煩?？梢蕴潖某匣l(fā)展過按程中雪探究產(chǎn)品老阻化的規(guī)律，極準(zhǔn)確預(yù)測恥產(chǎn)品早期故槽障率和欄評(píng)估改市場風(fēng)險(xiǎn)。祥現(xiàn)有亡車型A、B壤在海南進(jìn)行葉為期一年的粥老化試驗(yàn)岡。博在試驗(yàn)期間鞠，值賀氣溫、濕度抖的變化較小君，稅光照輻射量薦隨時(shí)間的變胡化情況如圖脈1所示。捷由圖可見，西累積輻射總胸量與時(shí)間幾型乎是成正比功的。息刪00100020003000400050006000123456789101112日照輻射累計(jì)總量紫外線輻射累計(jì)總量輻照量/KJ/m2時(shí)間/月扔圖1屆他光照輻射量雨隨時(shí)間的變褲化情況陪老化現(xiàn)象蹲的維數(shù)量與時(shí)間停的關(guān)系如圖糠2原所示。蠅從試驗(yàn)結(jié)果濕看，覆老化現(xiàn)象噴從第二月開豐始大量出現(xiàn)壁，在第五月丈基本暴露完朝全睜。碗這一段時(shí)間瓦的變化情況尸可以用訓(xùn)“控井噴毀”怠來形容埋。故障數(shù)/個(gè)故障數(shù)/個(gè)圖2老化現(xiàn)象數(shù)量與時(shí)間的關(guān)系051015202530123456789101112時(shí)間/月AB講產(chǎn)品的老化地速率與時(shí)間統(tǒng)也并不是成塑正比的，在熔開始的時(shí)候秩很快，后面略的時(shí)間里，渾老化程度不甩斷加深，但把速度減慢。踢圖伸3愧是樣件表面川光澤度隨時(shí)拒間的變化關(guān)腳系。00.511.522.533.512300.511.522.533.51234時(shí)間/季度失光率/%后保險(xiǎn)杠翼子板癥結(jié)合以上三聰個(gè)圖來看，到老化現(xiàn)象遵梳循這樣一條掠發(fā)生規(guī)律：甜在溫度、濕廣度、陽光照植輻射強(qiáng)度券等老化影響踐因素肝變化不大的用情況下，鵲故障出現(xiàn)的沾數(shù)量與時(shí)間迎的鴉關(guān)系掏并不是線性思的，故障的摧出現(xiàn)有一個(gè)擱“沖爆發(fā)冬”冒期，其后不伐斷惡化，惡鋸化的速率是壺前快后慢的妖。雀我們要關(guān)注蘭的正是如何懼使不可避免磁的老化現(xiàn)象溫盡可能地延井后出現(xiàn)，以好及減緩隊(duì)故障想惡化的速度巨。托試驗(yàn)評(píng)價(jià)方否法驅(qū)4.1小整車經(jīng)暴奮曬妙試驗(yàn)妥整車暴曬試瓦驗(yàn)是或?qū)⒄囋嚇痈髦糜谀艽碇衬骋粴夂蝾惻尚蛥^(qū)域的室恢外自然大氣歲環(huán)境條件下掃進(jìn)行暴露試?yán)弪?yàn)，讓其經(jīng)收受陽光、溫樓度、濕度、窮雨水、氧、很臭氧及其他抽環(huán)境因素的斬綜合作用?？郯匆?guī)定的暴耕露試驗(yàn)期限籮，定期檢測棗整車用非金消屬材料制品哥的外觀、力絞學(xué)、電學(xué)、阿化學(xué)或其他喂性能變化和惰金屬材料制惕品的腐蝕變牙化，從而評(píng)白價(jià)整車試樣濤耐大氣環(huán)境炎老化腐蝕性門能及操作使忠用性能。適整車暴曬試蜜驗(yàn)的試驗(yàn)條送件是最接近賽產(chǎn)品實(shí)際使傲用情況的，竿可以真實(shí)直弓觀地反映出皇產(chǎn)品性能在邊多耀種環(huán)境并因素復(fù)雜作柔用下的演變紋規(guī)律。就驗(yàn)初證效果來看識(shí)，它不僅能繩考察橡塑件百本身的性能命，還能體現(xiàn)截其在整車中多的使用性能拼，是驗(yàn)證產(chǎn)慘品環(huán)境適應(yīng)駁性的有效手吃段。但相對感于汽車產(chǎn)品申的開發(fā)周期促來說，耗時(shí)處太長。姥4.2零部押件IP/D爛P箱暴曬躺試驗(yàn)愛【月4貢】荒IP/DP清（Inst擋rumen恩t衫Panel判/Door共Pane蘇l）箱是指但用于乖汽車儀表板倦、門內(nèi)飾板鍛等內(nèi)飾件近暴曬寸試驗(yàn)的玻璃史箱。趁它酷通過線性軸碼扇燥控制杠箱內(nèi)的溫度殼在吳特定搏范圍內(nèi)帖，為試樣提取供了一致的箏氣流飄。幼零部件IP丑/DP箱暴撈曬試驗(yàn)即是手將內(nèi)飾零部餐件置于這種副特制的玻璃屢箱中進(jìn)行的褲老化試驗(yàn)。翻IP/DP員箱暴曬試驗(yàn)禾的優(yōu)點(diǎn)在于伙能在零部件乘投入使用之三前進(jìn)行試驗(yàn)穿，及早發(fā)現(xiàn)塑問題。挺但神與整車暴曬蝴試驗(yàn)相比，運(yùn)也存在蓬以下三個(gè)殃弊端：使（1）貧熱負(fù)荷太高朝：佳IP/DP敢箱試驗(yàn)是將雄部件置于陽民光直射的環(huán)愿境中去考察領(lǐng)。郊對于安裝在課非陽光直射鞭區(qū)域的內(nèi)飾就件而言，與紗實(shí)際諒車輛上的虜使用環(huán)境相擱比，荷部件承受的割熱負(fù)荷太高省，孩考察條件太敵苛刻候，試驗(yàn)結(jié)果座失真牌；腰（2）鞭不能確定零景部件的使用兼功能情況納：由于沒有辰安裝在整車勺上，對零部這件的考察往柏往僅限于外奉觀，使用功佛能的變化情樹況得不到污考察勢；?。?）蠟與整車暴曬判試驗(yàn)相比，輸由于沒有安莊裝位置的差慨異，而不能匹反映出康溫度差異。眠表1是豐車型A、B排的辱部分內(nèi)飾件靈近脅年夏天新在整車暴曬柿中測得的最責(zé)高溫度值爬，由表1可灶見，安裝在芬不同位置的來內(nèi)飾件，由束于受到的光搞照情況不同掙而有溫度差醫(yī)異。IP/柱DP箱中的籃溫度則始終助保持在某一愁特定水平，哨白天在7照0群±筆3辰℃沉，夜晚在3蒜8嘆±簡5積℃免。始表1部窄分內(nèi)飾件在桃整車暴曬中這測得的蛇表面匠最高溫度值浴序號(hào)親零部件名稱筒表面最高溫塞度值芬(疏℃巖)純車型A扇車型B粥1仙遮陽板刪69.6銀68.9恭2導(dǎo)安全拉手楚61.3于64.1胃3獨(dú)中央儲(chǔ)物盒秒59.2狐58翻.1墳4紹組合開關(guān)右極手柄品81.6奪82.7管5叉內(nèi)開手柄湖62.3武59.8伙6爽副駕駛扶手允67.3擺62.1燒7恨換擋防塵罩稈57.4洪59.8完8系保險(xiǎn)盒蓋炎65.2爺54.1伙9溪應(yīng)急燈開關(guān)敗80.3學(xué)82.8閃10卻儀表臺(tái)板最鋪前端中央掃99.6匪98.9陡4.3零部陸件人工加速走老化試驗(yàn)捧不同于上述巨兩種自然暴浩曬試驗(yàn)，零晴部件人工加大速老化試驗(yàn)瘡是在試驗(yàn)室漢中進(jìn)行的。劃通過分析腐產(chǎn)品使用環(huán)份境條件，制根據(jù)各因素棄對老化現(xiàn)象成的影響作用批大小，帆篩選出一項(xiàng)才或幾項(xiàng)主要擺的因素進(jìn)行志人工模擬藝試驗(yàn)漫。濾如人工加速僵光老化試驗(yàn)愛、起熱老化試驗(yàn)李、蹈鹽霧試驗(yàn)、容腐蝕試驗(yàn)、慣霉菌試驗(yàn)以絕及多因子組雅合模擬自然槐環(huán)境的加速三試驗(yàn)。皺零部件人工鄰加速老化試向驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)在干于試驗(yàn)周期庫短，重現(xiàn)性悅好獵，可用于快心速比較幾種推材料的耐候?qū)O性優(yōu)劣，從異中篩選合適靠的材料。漲缺點(diǎn)是老化層應(yīng)力單一，熊不能完全模攝擬出垂產(chǎn)品實(shí)際使懶用環(huán)境。而午且容易由于勞條件儲(chǔ)控制不當(dāng)而翅造成梁結(jié)果另失真。扒目前，將人杰工模擬試驗(yàn)汪與自然環(huán)境粥試驗(yàn)全對比研究膛，艙探尋爐兩者之間的奏相關(guān)性，講通過人工加策速老化試驗(yàn)間進(jìn)行柴產(chǎn)品故障榨預(yù)測預(yù)報(bào)和項(xiàng)壽命評(píng)估、壁環(huán)境與產(chǎn)品劣失效分析、兼環(huán)境作用機(jī)屆理研究等攤正成為熱點(diǎn)輛。醒4.4須現(xiàn)狀討論斧近年來汽車待工業(yè)發(fā)展迅霧速，用戶對塊產(chǎn)品質(zhì)量的杯要求也越來稱越高。汽車使耐候性是可母靠性考核點(diǎn)踢之一，提高蝦汽車的耐候弊性能，對于繼品牌美譽(yù)度慘、市場影響警力都大有好末處。國內(nèi)企撐業(yè)在老化試灣驗(yàn)疊領(lǐng)域做得還熊遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。雞（1）無論著是整車暴曬螞，還是IP矮/DP箱暴孫曬，試驗(yàn)方素法和評(píng)價(jià)標(biāo)疑準(zhǔn)都是借鑒置國外企業(yè)的竹，沒有結(jié)合遼中國市場的營具體情況進(jìn)寧行合理的調(diào)消整。試驗(yàn)場吵地僅限于海萬南，且與國斧內(nèi)其他地區(qū)預(yù)的關(guān)聯(lián)性也辦沒有明確?？剩ㄒ?健）曾評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不些完善。目前帳對老化的評(píng)汽價(jià)還只是針蟻對零部件的圈，且不同零解部件、不同唉老化現(xiàn)象的屬評(píng)級(jí)也有很蠅大差異，缺僑乏對整車的水評(píng)價(jià)。5、結(jié)論渣模（1）汽車斃的老化現(xiàn)象頁是鉤使用裳環(huán)境魚中多誘因素綜合作仆用的結(jié)果閣，效在尿考察鎮(zhèn)環(huán)境對產(chǎn)品證的影響時(shí)，根不能僅考慮粱單一因素或給幾個(gè)因素，訴而應(yīng)考慮多指因素的綜合掏作用。溉（2）對車酷型A、B在根海南進(jìn)行的驚一年整車暴錫曬進(jìn)行研究句發(fā)現(xiàn)，在溫厘度、濕度、洞日照輻射強(qiáng)冷度等老化影