汽車非金屬內外飾材料, 需要哪(nǎ)些老化測試?
作者:
salmon範(fàn)
編輯:
草莓视频网站儀器
來源:
www.tuyatang.com
發布(bù)日(rì)期: 2019.07.13
汽車在使用過程(chéng)中會不可避免地受到環境作(zuò)用的影響,如同其他工業產品,汽車的使用性能會隨(suí)著時間的推移(yí)逐步降低(dī),材料、零部件(jiàn)、汽車整車逐步老(lǎo)化。氣候(hòu)老化是(主要指光老化)由光、熱、水等環境氣候(hòu)因素引起的老化。
目前,我國在汽車內外飾材料的人工加(jiā)速氣候老(lǎo)化試驗標準方麵還較為欠缺:一是我國(guó)的汽車工業起步較晚,對於內外飾材料的老化研究還不夠;二是目前我國還是以配套加(jiā)工為主,自主研發較少,對於(yú)內外飾材料的人工加速氣候老化試驗主(zhǔ)要還是采用外國汽車廠(chǎng)商的標(biāo)準。
1.自然暴(bào)曬試驗結果評價
1.1 溫度分布
圖2 是某車海南自(zì)然曝露時主要部件溫度統(tǒng)計值(環境溫度25~39℃),溫度分(fèn)布區域統(tǒng)計見表(biǎo)2。
1.2 耐候(hòu)測(cè)試後外觀狀態的評價
耐候測試後(hòu),材料可能出(chū)現不同模(mó)式的失(shī)效,伴隨不同的(de)外觀變化,常見的外(wài)觀變化有幾(jǐ)種狀態,如圖3所示。
2. 汽車內外飾件主(zhǔ)要失效模式及原(yuán)因分析(xī)
汽車用內外飾件材料以(yǐ)高分子材料(liào)(塑料、橡膠、膠粘劑(jì)、織(zhī)物等)為主,內外(wài)飾件(jiàn)的環境老化問題主要是高分子材料的(de)老化問(wèn)題,所以對內外飾件環境老化問題分析從根本(běn)上來說就是高分子的老(lǎo)化分析(xī)。
2.1 高分子材料的老化
高分子材料的老(lǎo)化是指(zhǐ)高分子材料在儲存和使用(yòng)過程中,由於(yú)內外因素的綜合作用,逐漸失去原有的一些性質,使性能劣化的現象。根據老化原因,高分子材料主要(yào)有以下一(yī)些老化情(qíng)況:
①光老(lǎo)化:日光是導致高分子材料老化的主要因素,尤其是使用在室外的高分子材料。在光的作用下,高分子化合物由於吸收光能(néng)而發(fā)生光化(huà)學反應(yīng),使化學(xué)鍵破壞。光波波長越短,能量(liàng)越高,對化學鍵的破壞(huài)能力也就越強。
②熱(rè)老化:熱的作用不僅能使共價鍵斷(duàn)裂,導致大分子裂解,也能使大分子(zǐ)間(jiān)產生交聯,還能加速高分子化合物(wù)氧(yǎng)化,從而使高分子材料發生熱老化。
③氧化:許多(duō)高(gāo)分子材料被大氣中的氧或(huò)臭(chòu)氧所氧化,致使高分子鏈斷(duàn)裂而發生(shēng)氧化(huà)型老化。高分子材料被氧化的程度與高分子化合物的化學結構有關,也與氧或臭氧在高分子材料中的擴散(sàn)與吸收的速度有關。
一般情況下,具有不飽和碳(tàn)鏈的高分(fèn)子化合物比具(jù)有飽和碳(tàn)鏈的高分子化合物容易老化;構造疏鬆的高分子材料比構造緊密的高分子材料容易老化。
④侵蝕:一般高分子材料抗侵蝕能力都比(bǐ)較強,但也有一(yī)些高分子材料在一(yī)定條件下會受到侵蝕。高(gāo)分子材料所受到(dào)的(de)侵蝕有化學侵蝕(shí)和生物侵蝕。
高分子材(cái)料受到某些(xiē)化學物質作用時,高分(fèn)子鏈產生化學變(biàn)化,而使性能變劣;一些微生物在一定溫度和一定濕度條件下,會使某些高分子材料黴變,發生降解(jiě)反應(yīng),導致老化。
高分子材料的光老化過程(chéng)的初(chū)期老化緩慢,人眼不易觀察到,老化(huà)初期主要是聚合物吸收(shōu)紫外光,產生高分子自由(yóu)基,隨後以自由基鏈式機理,直接或通過氧作用發生降解(jiě),交聯反應並伴隨(suí)有(yǒu)羥基(jī)、烴基等(děng)降解產物生成;老化後期,由於大量羧基、羥基等生色基(jī)團增加了對紫外光的吸收,加速老化進程,以致產生進一步的降解、交聯,使(shǐ)高分子材料(liào)變色、龜裂、力學和物理性能下降。
2.2 高分子材料老化實例分析
2.2.1 ABS 變形分析(xī)
變形的主要原因在於ABS材料出現了問題,而ABS注塑加(jiā)工過程影響(xiǎng)不是很大,可能的原因如下:
a)ABS原料問題。聚合時丁二烯(三種成分中便宜得(dé))含(hán)量(liàng)過(guò)多,導致(zhì)玻璃化溫度降低,或者(zhě)是三種物質聚合時分子量不夠大(dà)。由(yóu)於分子(zǐ)量小,玻(bō)璃化(huà)溫(wēn)度低,但流(liú)動性好,還有材料中添加的增塑劑也會使熱變形溫(wēn)度降低;
b)回用料的添加。就是(shì)報廢的ABS料(liào)被打碎和原料混合來做新模具,因為ABS被(bèi)打碎,所以很多(duō)高分(fèn)子被打斷,而平均(jun1)分子量會降低,注塑時的(de)流動(dòng)性會很好,很容易加工,也能增加材料的韌性,但是分子量低了材料的性能(néng)會降低,其中硬度、缺口強度、玻璃化溫度(dù)都會變低,同時也會出現色差。
2.2.2 高溫老化激(jī)發的主要失效
高溫對(duì)公司材料激發(fā)的主要失效如下(首先變(biàn)形是完全不能(néng)發生的):
ABS:主要激發自(zì)動氧化,由(yóu)於試驗箱內光線弱,對光氧化激發不大,呈現為變色;
PC:激發(fā)效果不大,激發(fā)少量熱裂解,由於箱內濕度不大對水解激發不大,同時對光氧化激發也(yě)不大,呈現(xiàn)為變色;
PMMA:激發少量(liàng)熱裂解;
橡膠(jiāo):激發自動氧化,少量光氧化和熱裂解,對交聯(lián)有一些影響;
矽(guī)膠:相對穩定,激發少,可能會造(zào)成一些脫(tuō)水。
3. 預防(fáng)和改進措施
3.1 內、外飾零件(jiàn)耐老化的技術要求(qiú)
汽車內、外飾零件設計人員應掌握必要的材(cái)料老化知識,對零部(bù)件老化性(xìng)能進行合理的定義,避免因提出過低(dī)或過高的要求而導致質量問題(tí)或成本浪費。比如,地毯因陽光照射很少,老化要求就不用(yòng)定義很高(gāo)。應(yīng)考慮(lǜ)零件在整車上所處的位置(接受陽光照射的情況),而不能僅考慮(lǜ)材料本身(shēn)的老化性能(néng)。
3.2 內、外飾材料的選擇
根據內、外飾零件老化性能(néng)要求,選擇合適的材料,當然同時要綜合考慮零件的(de)其他各項(xiàng)功能性要求。對於一(yī)些可滿(mǎn)足各項(xiàng)功能性要求、而耐老化性能不足的材料,可以對材料配方進行微調,加入一些光穩定劑之類的助(zhù)劑,這些技術目(mù)前都已經比較成熟。
3.3 耐老化性能(néng)的充分驗證
需(xū)要對內、外飾零件的耐老化性能進行充分的驗證、評價,否則會存在較大的質量(liàng)風險。
首(shǒu)先,測試方法很重要,要選取合適的(de)測試條件,以更好地反映、貼近實際的(de)使用狀態。
其次,考察要全麵,不僅(jǐn)要對材料進行耐(nài)老化測試,還要(yào)對零部件以及整車進行(háng)耐候性(xìng)測試和評價。
第三,采取綜(zōng)合的(de)試(shì)驗方式,不僅要進行室內的加速(sù)老化測試,還要開展(zhǎn)戶外暴曬試驗,用戶(hù)外曝曬試驗結果校正室內加速(sù)試驗方法的結果。
3.4
生產過程的質量監控
即使(shǐ)通過了相關的老化測試,也不表示該零件今後就不會出現問題了,還需(xū)要通過加強產品過程質量控製,保證材料和生產工藝等不發生變化,從而使產品質量保持穩定。
3.5 試驗所用到的設(shè)備
針對汽車內、外飾材(cái)料的檢測需求不一樣,我們常用的試驗設備有:
紫外線老化試驗箱、氙燈(dēng)耐(nài)候老化試驗(yàn)箱、高溫老化試(shì)驗箱
、高低溫濕(shī)熱老化試驗箱、高壓(yā)加速老化試驗箱等。