塑料 标准气候老化试验方法中性能变化的表观活化能测定 编制说明

塑料在标准气候老化试验方法中性能变化的表观活化能测定

编制说明

（征求意见稿）

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（一）工作简况

一、任务来源

根据国家标准化管理委员会关于下达2023年第三批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知“国标委发【2023】58号”，本项目计划名称为《塑料标准气候老化试验方法中性能变化的表观活化能测定》，计划项目编号为20231378-T-606，由广州合成材料研究院有限公司承担该项目国家标准的制定工作，计划下达时间为2023年12月，项目周期16个月，按要求应在2025年3月完成报批。该标准的技术归口单位为全国塑料标准化技术委员会老化方法分会（SAC/TC15/SC5），项目于2022年1月开展工作。本标准主要起草单位有广州合成材料研究院有限公司等，广州合成材料研究院有限公司为主要牵头单位，其他单位作为协作单位共同完成标准起草和技术论证等有关工作。

二、工作进程

1、前期研究（2023年12月~2024年4月）：第一起草单位成立了标准工作组，工作组成员首先收集、查阅了有关的国际标准及国内外文献资料；并在对ISO23706：2020标准内容进行充分理解和翻译的基础上，提出了修订工作方案和标准工作组讨论稿。2024年4月17日，在江西宜春，全国塑料标委会老化方法分会组织的2024年度工作会议中，第一起草单位介绍了本标准的意义与重要性，与会人员讨论了活化能测定的可行性、分析了工作方案；由第一起草单位、金发科技股份有限公司、上海汽车集团股份有限公司乘用车公司、苏州市信测标准技术服务有限公司、新疆吐鲁番自然环境试验研究中心、中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院、华测检测认证集团股份有限公司、标格达精密仪器（广州）有限公司、北京华塑晨光科技有限公司等多家单组成标准工作组，并协同参与后续验证试验方案。

2、开展试验研究，形成标准征求意见稿（2024年5月~2024年8月）：在上述工作基础上，第一起草单位和标准工作组委托北京华塑晨光科技有限公司负责制备标准样品，并于2024年6月14日组织召开验证试验方案讨论会。会上对试验设备、试验方法、试验步骤、数据处理进行了详细的分析、讨论，八家单位按要求，有计划地进度开展验证试验。第一起草单位收集主要起草单位的意见，并反复共同研讨。2024年8月6日和8月9日，秘书处组织起草单位主要成员进行了第二次工作会议，对标准征

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求意见稿讨论稿进行了研讨和审读，并针对征求意见讨论稿提出了修改意见。经过标准工作组修改，并由第一起草单位起草人编制完成，提出了本标准的征求意见稿及相关附件。

三、国家标准主要起草人及工作

本标准项目牵头单位为广州合成材料研究院有限公司，并作为主要起草单位负责该标准的起草，主要起草人负责本标准项目的整体进度和协调安排，保证项目按时完成，其余人员主要负责配合完成验证试验、标准起草、标准的文本校对和相互协调，共同参与技术研讨。

（二）国家标准编制原则和标准主要内容说明

一、编制原则

标准编制过程中考虑的原则：结合中国现有国情，加快和国际接轨的步伐，提高塑料行业的国际竞争力的原则；积极采纳国内优质产品指标和先进技术，有利于促进技术进步，提高产品稳定性的原则；有利于合理利用资源，提高经济效益的原则；符合用户要求，保护消费者利益，促进对外贸易的原则；科学性、先进性、统一性的原则；标准科学合理，技术先进，形成国内企业能够承受，具有生产实践上的可操作性的原则。

本标准等同采用国际标准ISO23706：2020《塑料在常规气候老化试验方法中性能变化的表观活化能的测定》，按照GB/T1.1—2020、GB/T1.2—2020进行起草编制。在技术内容上与ISO23706：2020完全相同。

本标准详细描述了一种的根据阿伦尼乌斯方程测定加速气候老化试验中光化学降解反应活化能（Ea）的试验方法。我国现行没有同类的标准可参照使用。GB/T7142—2002《塑料长期热暴露后时间-温度极限的测定》（eqvISO2578:1993）适用于评估塑料的贮存寿命，不适用评价有光源辐射下的寿命。

标准工作组本着以上标准编制原则，积极与国际标准接轨，进行本标准制定。

二、标准主要内容的说明

1．关于标准名称和编号

本标准名称与国际标准ISO23706：2020《塑料在常规气候老化试验方法中性能变化的表观活化能的测定》的名称保持一致。标准的编号按GB/T1.2-2020规定的双

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编号方法表示。

2.目次

与ISO标准保持一致。

3．前言

本标准删除了ISO前言，增加了国家标准的前言，并按GB/T1.1—2020、GB/T1.2—2020标准要求进行表述。

4.标准范围

与ISO标准保持一致。

5．规范性引用文件

与ISO标准保持一致。并按GB/T1.2—2020标准要求进行表述。

6．关于术语、定义和缩略语

关于3.1.2，为符合GB/T1.1—2020，对术语中的公式进行编号，排序为“（1）”，同时增加了引导语“计算见公式1”。

关于3.2，为区别BST、BPT、WST、WPT四种温度差异的原因，对BST的“用绝缘表面温度传感器测量的温度”修改为“用黑色绝缘表面温度传感器测量的温度”；对BPT的“用非绝缘表面温度传感器测量的温度”修改为“用黑色非绝缘表面温度传感器测量的温度”；对WST的“用绝缘表面温度传感器测量的温度”修改为“用白色绝缘表面温度传感器测量的温度”；对WPT的“用非绝缘表面温度传感器测量的温度”修改为“用白色非绝缘表面温度传感器测量的温度”。

7．原理

与ISO标准基本保持一致。由于ISO23706：2020对两处“若使用的辐射源不产生红外辐射”中的举例，一次为“UVA荧光紫外灯”另一次为“UVA-340荧光紫外灯”，由于荧光紫外灯均不会产生红外辐射，所以统一用“UVA荧光紫外灯”。

8.仪器

与ISO标准保持一致。

9．试样

与ISO标准保持一致。

10．试验方法

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与ISO标准保持一致。

11．暴露条件

与ISO标准保持一致。

12．步骤

与ISO标准保持一致。

13.试验报告

结合附录A和附录B，ISO标准的表述有误。ISO23706：2020原文为“评估每个温度下性能特征值随时间变化的曲线图；达到特定性能变化所需时间的对数与相应绝对温度倒数的耐热图”。测定活化能需用辐照量不仅仅是时间，且按公式A.3和A.4，均是自然对数。因此修改为“评估每个温度下性能特征值随辐照量或时间变化的曲线图；达到特定性能变化所需辐照量或时间的自然对数与相应绝对温度倒数的耐热图”14.附录

与ISO标准基本保持一致。

关于公式A.1，增加了有效辐照度的单位“单位为W·m-2”，与术语3.1.2相符。

关于A.4，ISO标准倒数第二段中的“（例如1，4，5）”未在ISO标准全文找到相关材料，指意不明，经排查与参考文献没有对应关系，因此删除。

关于附录B，ISO标准相关系数用符号“R”，同时也出现了气体常数用符号“R”表示，为避免误解，同时根据ISO2578中的相关系数符号位“r”，因此本标准用“r”表征相关系数。

关于公式C.1，本标准为Et、Tt分别补充了“单位为W·m-2”、“单位为K”的描述。

关于附录D中的c），ISO标准用ISO16472来测定化学性能的变化。经查验，ISO16472《动物饲料淀粉酶处理中性洗涤纤维含量（aNDF）的测定》，与本标准无关；结合本标准的规范性引用文件，应为ISO10640《塑料用FTIR和UV/可见光谱评估聚合物光老化的方法》，因此修改为“ISO10640”。

15．参考文献

按采标要求保留了使用的国际参考文献，且无须将文献名称翻译成中文。

（三）综述报告、试验和技术经济论证及预期效果

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1.综述

活化能（Ea）是表征温度对降解反应影响的一种重要材料特性，是材料发生化学反应所需的能垒，且仅对特定的材料和特定的降解历程有效。虽然阿伦尼乌斯理论不足以表征复杂的降解行为，但它作为基础方法可以有助于更好地理解温度对聚合物材料气候老化的作用。在大多数情况下，除了温度，材料的使用环境不能避免光、水分的共同影响。阿伦尼乌斯方程不仅反映了温度与化学反应速率的关系，也可用来表征光化学/气候老化反应的反应速率。本试验方法测定的光化学降解过程中的活化能允许将温度作为定量因素纳入到不同的气候老化试验进行关联评估。通过了解活化能有助于提高人工气候老化推算值的可靠性。

2.试验论证及数据（待验证试验完成后补充）

3.预期效果

目前，光化学降解/气候老化反应的活化能的信息有限。本方法虽然不适宜用于自然气候老化（温度不可控），但是阿伦尼乌斯理论在人工气候老化中的应用，有助于了解活化能，提高人工气候老化推算值的可靠性，使得温度作为定量因素纳入到不同的气候老化试验进行关联评估。本标准一些基本的试验规定有助于增加阿伦尼乌斯方程的应用意义以及加速气候老化中活化能测定的可靠性。利用实验室光源（氙弧灯、荧光紫外灯），根据阿伦尼乌斯方程测定光化学降解反应活化能（Ea），可以用来研究和预测材料在环境中的转化和降解过程。

（四）采用国际标准的程度

本标准修改采用最新国际先进标准ISO23706:2020，其内容符合我国国情。

（五）与有关现行法律、法规、政策及相关标准的协调性

本标准是在塑料老化过程中使用辐射表（计）测量平面上辐照度的方法标准，不是工业产品类标准，不涉及生产安全、环境保护、节约能源等方面的法律法规要求，与国家现行法律法规和强制性国家标准规定没有相违背的地方。本标准与相关标准协调不冲突，并完善了相关塑料行业老化试验方法标准体系。

（六）专利情况说明

本标准内容没有涉及知识产权问题。

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（七）重大分歧意见的处理经过和依据

在本标准的制修订过程中，无重大分歧意见。

（八）作为强制性国家标准或推荐性国家标准的建议建议作为