汽车橡塑件老化试验

汽车橡塑件老化试验研究【摘要】：汽车内外饰件多是橡塑材料，易受自然环境中阳光、温度、湿度等的影响而产生老化现象。本文主要介绍了橡塑件的老化影响因素，研究车型A、B在海南暴晒一年的老化现象形成规律，以及探讨老化试验方法。【关键词】：老化影响因素老化现象形成规律试验方法TestingMethodsofAgingforPlasticandRubberComponentsofVehiclesAbstract:Mostofexteriorandinteriorofvehiclesareplasticandrubber.Thesecomponentsareliabletoagingwiththeaffectofthesunshine,temperature,humidity,heentironment.Inthisarticle,thefactorsofagingareintroduced,andexposingvehicleAandBinHainanProvinceforoneyearisresearchedforagingrule,alsotestingmethodsarediscussed.Keywords:factorsofaging,agingrule,testingandevaluatingmethods前言随着汽车向小型化、轻量化方向发展，橡塑材料在汽车上的用量日益增加。尤其是内外饰件，橡塑材料以其生产工艺简单、成本低廉、成品感观舒适等优点而得到大量应用，并渐成主流趋势。但橡塑材料也存在一个很大的缺点，即使用时易受到自然环境中的阳光、温度、湿度等的影响而不可避免地产生老化现象，例如仪表台板发白、遮阳板起皱、前罩装饰件变形等。这些情况都会让顾客对汽车的总体评价大打折扣。为了筛选符合要求的材料品种，预知其耐气候老化性能，在产品开发阶段，通常要做户外自然曝晒试验和人工加速老化试验。老化影响因素【1～3】2.1阳光阳光以光波的形式在空气中传播，光波能量（E）与频率（V）成正比，与波长（λ）成反比。在太阳光谱中，波长短的紫外线具有较强的能量，它虽然只有太阳总辐射量的1%左右，但其对橡塑材料的影响很大。橡塑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，同时，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。炮阳光对材料州老化的影响腿主要从以下刘三个方面考哨虑孩：袄（1）光谱盒分布超：主要是短娱波长的紫外米线部分在整沸个光谱范围铲中所占的比谢重快。层在自然环境接中，高海拔府、云层薄的泪地区接收到施的紫外线更惑多，殖橡塑哲材料在这种丑地区更容易趁因撞发生光化学熊反应而老化网；真（2）光照懒辐射监强度俘：汪在地球不同狂的纬度地区假、同一地区惕的不同季节剂、同一天的知不同时段，球光照缺辐射发强度都有所拼不同闭；邮（3）光照蚕时间河：光照时间氏对材料的老悉化起着受累鹿积的效应醉。搜2.2犬温度皇（1）续热能引起材钱料降解，链热老化反应诚会在较高温抓度下发生攀，军而在低温下慨这种反应则换很慢或不会兰发生。爹（2）执高温错对衰化学反应害起陆加速钢作用沙。材料的温迟度每升高甲10坊℃臂，梦化学反应的雷速度就会翻斗倍脱。结如对光化学柔反应辈的影响，热光化学反应慌不是简单的叹一步反应奸，笔在大分子链轨吸收光能释娘放出自由基仍后，还要进宏行一连串的甚后继反应柏。虽然温度协不影响光致蒙化学反应中萄的光致反应跑速度，却影闹响后继的因扫光致反应产掠生的自由基搜小分子间的周化学反应速录度意，从而加速甚了整个反应涉进程。疼（辆3汉）热循环的浇影响：温度节的突然蝶变化坏会使材料与道环境之间产胶生温差，造拣成内应力过敌大而扩大原珠有缺陷张。虫汽车橡塑材背料通常会出臣现不同程度凭的尺寸变化算。语而且麻热循环略可加速橡塑笨材料的老化泳进程薄。乒2.3湿风度弱（1）湿气企的影响：高陪湿空气中的鹿水蒸气会附葡着在产品的卡表面，形成施一层水膜，艳水膜与空气秋中的酸性气朴体（CO闯2馋、SO编2卡、NO行2酬等）作用而栏具有稀酸性北质，对材料康产生腐蚀作盾用己。着湿热的环境赌还会促进霉仰菌的生长。淡（2）露水穴的影响：露却水富含氧气沸，长时间停德留在产品表发面，会加速衰材料的氧化老。露水的凝命结和蒸发引换起的干湿交悟替会加速材卡料的吸湿和略腐蚀过程，碗引起尼龙等用亲水型塑料文的膨胀和收蜡缩，加速增届塑剂的损失童。姻2.4其则他败自然环境复专杂多样，稀橡塑叶材料老化除池了上诉三个扑主要影响因恋素之外，还钥与肃大龟气污染物、绞盐雾、齐微生物恨等有关。毛这些因素都蜜可以揉引起材料老肤化或起到加燃速作用。牛（1）大气隔污染物：S幼O也2鼻、胳H院2读S、柔氮氧化物等革大气污染物蓝溶解于雨水上、露水中，喝降落附着在吹产品表面，许形成酸性溶露液柏，嚼引起腐蚀。雄（姻2）营盐雾是由海惭洋和盐湖中粒的激浪冲击羽岩岸时，飞晒溅的水沫成辞为雾状进入鼻大气中而形捞成。其中的钥Cl酱—舌是强电解质肿，会加剧金怨属的电化学炮锈蚀，导致拨漆层起泡、认脱落，引起民密封橡胶老吸化。陷（3）帝微生物中快对橡塑产品亮影响较大的嫁是霉菌。霉印菌能将某些铸材料作为食骨物，使其分魄解直至破坏谅，导致材料驱性能明显变誓化。大量霉案菌附着于材仍料表面形成或生物膜，膜聪中含有其新债陈代谢产生骄的腐蚀性物悲质，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蚀。齿2.5小打结谅汽车在实际螺使用时弹的议自然环境想条件复杂可多变复，怠汽车的种种处老化现象都枯是多种环境双因素综合作权用的结果。港就车门外夹瘦条而言，阳恳光、温度、粉湿度、大气哲污染物和霉麻菌都会影响夺它的外观和鉴性能。马橡胶材料受组阳光中紫外组线的辐射而商发生光化学钩反应，高温毕本身导致热间老化，同时肺加快反应速灾度斧。粱高湿和大气知污染物导致港表面形成酸播性腐蚀膜，捞高温高湿的微环境和表面衬有机物质的巧富集也为霉升菌的生长提藏供了一个绝扔佳的环境，堪霉菌的新陈目代谢产物更终近一步加剧怀了腐蚀，精这几大因素窝相互影响，哥共同作用俱才导致了产鉴品最终的老直化现象帖。因此，在调讨论环境对透产品的缝影响时，不励能仅考虑单跪一因素或几争个因素，而多应考虑滨多认因素绞的拘综合刘作用躲。森老化现象形稿成规律渴车辆的耐用丘性是影响客巴户购买决定绳的重要因素拴，而车辆的辨老化折旧速彼率亩是坏决定耐用性腥的关键因素庸之一间。在老化拼现象的发展妙过程中，堂故障发首次恋出现的时间扮、煮老化牲程度的变化妨速率缓都是值得孙关注淘的烦。可以亏从除老化发展过按程中雪探究产品老阻化的规律，极准确预测耻产品早期故槽障率和栏评估改市场风险。祥现有亡车型A、B壤在海南进行叶为期一年的粥老化试验冈。博在试验期间鞠，值贺气温、湿度抖的变化较小君，税光照辐射量荐随时间的变胡化情况如图脉1所示。捷由图可见，西累积辐射总胸量与时间几型乎是成正比功的。息删00100020003000400050006000123456789101112日照辐射累计总量紫外线辐射累计总量辐照量/KJ/m2时间/月扔图1届他光照辐射量雨随时间的变裤化情况陪老化现象蹲的维数量与时间停的关系如图糠2原所示。蝇从试验结果湿看，覆老化现象喷从第二月开丰始大量出现壁，在第五月丈基本暴露完朝全睁。碗这一段时间瓦的变化情况尸可以用训“控井喷毁”怠来形容埋。故障数/个故障数/个图2老化现象数量与时间的关系051015202530123456789101112时间/月AB讲产品的老化地速率与时间统也并不是成塑正比的，在熔开始的时候秩很快，后面略的时间里，浑老化程度不甩断加深，但把速度减慢。踢图伸3愧是样件表面川光泽度随时拒间的变化关脚系。00.511.522.533.512300.511.522.533.51234时间/季度失光率/%后保险杠翼子板症结合以上三聪个图来看，到老化现象遵梳循这样一条掠发生规律：甜在温度、湿广度、阳光照植辐射强度券等老化影响践因素肝变化不大的用情况下，鹊故障出现的沾数量与时间迎的鸦关系掏并不是线性思的，故障的摧出现有一个搁“冲爆发冬”冒期，其后不伐断恶化，恶锯化的速率是壶前快后慢的妖。雀我们要关注兰的正是如何惧使不可避免磁的老化现象温尽可能地延井后出现，以好及减缓队故障想恶化的速度巨。托试验评价方否法驱4.1小整车经暴奋晒妙试验妥整车暴晒试瓦验是或将整车试样各置于能代表殖某一气候类派型区域的室恢外自然大气岁环境条件下扫进行暴露试厘验，让其经收受阳光、温楼度、湿度、穷雨水、氧、很臭氧及其他抽环境因素的斩综合作用。扣按规定的暴耕露试验期限箩，定期检测枣整车用非金消属材料制品哥的外观、力绞学、电学、阿化学或其他喂性能变化和惰金属材料制惕品的腐蚀变牙化，从而评白价整车试样涛耐大气环境炎老化腐蚀性门能及操作使忠用性能。适整车暴晒试蜜验的试验条送件是最接近赛产品实际使傲用情况的，竿可以真实直弓观地反映出皇产品性能在边多耀种环境并因素复杂作柔用下的演变纹规律。就验初证效果来看识，它不仅能绳考察橡塑件百本身的性能命，还能体现截其在整车中多的使用性能拼，是验证产惨品环境适应驳性的有效手吃段。但相对感于汽车产品申的开发周期促来说，耗时处太长。姥4.2零部押件IP/D烂P箱暴晒躺试验爱【月4贡】荒IP/DP清（Inst挡rumen恩t衫Panel判/Door共Pane苏l）箱是指但用于乖汽车仪表板倦、门内饰板锻等内饰件近暴晒寸试验的玻璃史箱。趁它酷通过线性轴码扇燥控制杠箱内的温度壳在吴特定搏范围内帖，为试样提取供了一致的筝气流飘。幼零部件IP丑/DP箱暴捞晒试验即是手将内饰零部餐件置于这种副特制的玻璃屡箱中进行的裤老化试验。翻IP/DP员箱暴晒试验禾的优点在于伙能在零部件乘投入使用之三前进行试验穿，及早发现塑问题。挺但神与整车暴晒蝴试验相比，运也存在蓬以下三个殃弊端：使（1）贫热负荷太高朝：佳IP/DP敢箱试验是将雄部件置于阳民光直射的环愿境中去考察领。郊对于安装在课非阳光直射鞭区域的内饰就件而言，与纱实际谅车辆上的虏使用环境相搁比，荷部件承受的割热负荷太高省，孩考察条件太敌苛刻候，试验结果座失真牌；腰（2）鞭不能确定零景部件的使用兼功能情况纳：由于没有辰安装在整车勺上，对零部这件的考察往柏往仅限于外奉观，使用功佛能的变化情树况得不到污考察势；印（3）蜡与整车暴晒判试验相比，输由于没有安庄装位置的差慨异，而不能匹反映出康温度差异。眠表1是丰车型A、B排的辱部分内饰件灵近胁年夏天新在整车暴晒柿中测得的最责高温度值爬，由表1可灶见，安装在芬不同位置的来内饰件，由束于受到的光搞照情况不同挣而有温度差医异。IP/柱DP箱中的篮温度则始终助保持在某一愁特定水平，哨白天在7照0群±笔3辰℃沉，夜晚在3蒜8叹±简5积℃免。始表1部窄分内饰件在桃整车暴晒中这测得的蛇表面匠最高温度值浴序号亲零部件名称筒表面最高温塞度值芬(疏℃岩)纯车型A扇车型B粥1仙遮阳板删69.6银68.9恭2导安全拉手楚61.3于64.1胃3独中央储物盒秒59.2狐58翻.1坟4绍组合开关右极手柄品81.6夺82.7管5叉内开手柄湖62.3武59.8伙6爽副驾驶扶手允67.3摆62.1烧7恨换挡防尘罩秆57.4洪59.8完8系保险盒盖炎65.2爷54.1伙9溪应急灯开关败80.3学82.8闪10却仪表台板最铺前端中央扫99.6匪98.9陡4.3零部陆件人工加速走老化试验捧不同于上述巨两种自然暴浩晒试验，零晴部件人工加大速老化试验疮是在试验室汉中进行的。划通过分析腐产品使用环份境条件，制根据各因素弃对老化现象成的影响作用批大小，帆筛选出一项才或几项主要摆的因素进行志人工模拟艺试验漫。滤如人工加速僵光老化试验爱、起热老化试验李、蹈盐雾试验、容腐蚀试验、惯霉菌试验以绝及多因子组雅合模拟自然槐环境的加速三试验。皱零部件人工邻加速老化试向验的优点在干于试验周期库短，重现性悦好猎，可用于快心速比较几种推材料的耐候孙性优劣，从异中筛选合适靠的材料。涨缺点是老化层应力单一，熊不能完全模摄拟出垂产品实际使懒用环境。而午且容易由于劳条件储控制不当而翅造成梁结果另失真。扒目前，将人杰工模拟试验汪与自然环境粥试验全对比研究膛，舱探寻炉两者之间的奏相关性，讲通过人工加策速老化试验间进行柴产品故障榨预测预报和项寿命评估、壁环境与产品劣失效分析、兼环境作用机届理研究等摊正成为热点辆。醒4.4须现状讨论斧近年来汽车待工业发展迅雾速，用户对块产品质量的杯要求也越来称越高。汽车使耐候性是可母靠性考核点踢之一，提高虾汽车的耐候弊性能，对于继品牌美誉度惨、市场影响警力都大有好末处。国内企撑业在老化试湾验叠领域做得还熊远远不够。鸡（1）无论着是整车暴晒蚂，还是IP矮/DP箱暴孙晒，试验方素法和评价标疑准都是借鉴置国外企业的竹，没有结合辽中国市场的营具体情况进宁行合理的调消整。试验场吵地仅限于海万南，且与国斧内其他地区预的关联性也办没有明确。渴（宜2健）曾评价标准不些完善。目前帐对老化的评汽价还只是针蚁对零部件的圈，且不同零解部件、不同唉老化现象的属评级也有很蝇大差异，缺侨乏对整车的水评价。5、结论渣模（1）汽车毙的老化现象页是钩使用裳环境鱼中多诱因素综合作仆用的结果阁，效在尿考察镇环境对产品证的影响时，根不能仅考虑粱单一因素或给几个因素，诉而应考虑多指因素的综合掏作用。溉（2）对车酷型A、B在根海南进行的惊一年整车暴锡晒进行研究句发现，在温厘度、湿度、洞日照辐射强冷度等老化影