Weathering Testi — ISO 877 / ASTM G7 / ISO 4892 · Kunststoffprüfung

Was ist Weathering?

Bei der Bewitterungsprüfung handelt es sich um eine Testgruppe, die die Alterung eines Materials unter den kombinierten Auswirkungen von Sonne, Hitze, Feuchtigkeit und Schadstoffen beurteilt. Sie wird auf natürliche Weise (im Freien) oder in beschleunigter Form (Labor) durchgeführt.

Zweck von Weathering

Damit soll ermittelt werden, wie lange ein für den Außenbereich vorgesehenes Material sein Aussehen und seine mechanischen Eigenschaften behält.

Bei welchen Produkten wird Weathering angewendet?

Bauprofile und Fassadenelemente
Außenteile für Kraftfahrzeuge
Farb- und Beschichtungssysteme
Gartenmöbel und Kunststoffe für den Außenbereich
Membranen und Dächer

In welchen Branchen wird Weathering eingesetzt?

KunststoffeAutomobilVerpackungVerbraucherprodukte

Normen zu Weathering

ISO 877
ASTM G7
ASTM G24
ISO 4892-2
ISO 4892-3
ASTM G155Beschleunigte Alterung mit Xenonlichtbogen prüfen
ASTM G154fluoreszierendes UV beschleunigt die Alterung prüfen

Prüfbedingungen für Weathering

Verfahren: Natürliche Freibewitterung oder beschleunigte Alterung im Labor
natürliche Belichtung: Plattenwinkel, Ausrichtung und Klimazone sind in der Norm definiert
Beschleunigt: Xenon-Bogen- oder Fluoreszenz-UV-Zyklen
Zeit: Jahrelange natürliche Exposition; Hunderte bis Tausende Stunden im Zeitraffer

Prüfgerät für Weathering

Außenbelichtungsständer (natürliche Methode)
Xenon-Bogen oder fluoreszierende UV-Kammer
Farb-, Glanz- und mechanische Messgeräte
Meteorologische Datenerfassung (natürliche Methode)

Probenanforderungen für Weathering

Ausgangsfarbe, Glanz und mechanische Werte müssen gemessen werden
Eine Referenzprobe muss im Dunkeln aufbewahrt werden
Winkel und Ausrichtung des Panels müssen für eine natürliche Belichtung aufgezeichnet werden
Im Allgemeinen mindestens drei Exemplare

Dauer von Weathering

Ein bis fünf Jahre bei natürlicher Exposition; Bei beschleunigten Methoden kann es je nach Spezifikation Wochen bis Monate dauern.

Ablauf von Weathering

1Es werden erste Messungen durchgeführt und eine Referenzprobe aufbewahrt.
2Eine Methode wird ausgewählt: natürliche Belichtung oder beschleunigtes Radfahren.
3Die Proben werden im definierten Winkel und an der definierten Stelle platziert.
4In definierten Abständen werden Zwischenmessungen durchgeführt.
5Am Ende der Belichtung werden Farbunterschied, Glanz und mechanische Eigenschaften verglichen.

Annahmekriterien für Weathering

Das Akzeptanzkriterium wird in der Spezifikation als maximaler Farbunterschied, maximaler Glanzverlust oder minimale erhaltene mechanische Eigenschaft angegeben.

Auswertung der Ergebnisse

Beschleunigte Ergebnisse lassen sich nicht direkt auf eine natürliche Exposition übertragen; Eine Korrelation kann nur mit Koeffizienten hergestellt werden, die für dieselbe Materialklasse validiert wurden. Daher muss im Bericht immer die Methode angegeben werden.

Prüfbericht zu Weathering

Angewandter Standard und Methode
Belichtungsbedingungen oder Zyklusprogramm
Gesamtdauer bzw. Bestrahlungsstärke
Farbe, Glanz und mechanische Ergebnisse
Referenzmustervergleich

Akkreditierung

EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung, die von Akkreditierungsstellen erhalten wurde, die Vertragspartei der multilateralen Anerkennungsvereinbarungen IAF und ILAC sind, gemäß ISO/IEC 17025 für Labortests, ISO/IEC 17020 für Inspektion und Überwachung sowie ISO/IEC 17021-1 und ISO/IEC 17065 für System- und Produktzertifizierung. Diese Kette stellt sicher, dass die ausgestellten Berichte und Zertifikate weltweit akzeptiert werden.

Ob dieser Test im akkreditierten Rahmen angeboten werden kann, hängt von Ihrem Produkt und der angewandten Norm ab; Da die Akkreditierung methodenbasiert erfolgt, wird der Umfang bereits im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Geltungsbereich und Berechtigungen

Kunststoffprüfung — Was umfasst dieser Prüfbereich?

Der folgende Abschnitt beschreibt das Gebiet, zu dem der Test Weathering gehört; die Bedingungen und Abnahmekriterien dieses konkreten Tests stehen in den obigen Abschnitten. Der für Ihr Produkt spezifische Umfang wird schriftlich im Angebotsstadium festgelegt.

Kunststoffprüfungen bestimmen das mechanische, thermische und Brennverhalten eines Polymerwerkstoffs. Anders als Metalle sind Kunststoffe VISKOELASTISCH: Ihr Verhalten hängt von Belastungsgeschwindigkeit, Temperatur und Feuchtigkeit ab. Dasselbe Material liefert daher unter unterschiedlichen Bedingungen unterschiedliche Ergebnisse, und die Prüfbedingungen sind ein untrennbarer Teil des Ergebnisses.

Die praktische Folge der Viskoelastizität ist Folgendes: Ein Kunststoffteil verformt sich unter konstanter Last mit der Zeit weiter (Kriechen), und die bei konstanter Verformung getragene Spannung nimmt mit der Zeit ab (Spannungsrelaxation). Eine Schraubverbindung lockert sich, eine Klemme verliert ihre Klemmkraft, ein Regal hängt mit der Zeit durch. Ein kurzzeitiger Zugversuch zeigt dieses Verhalten nicht; es ist ein Langzeitversuch oder ein beschleunigtes Modell erforderlich.

Das thermische Verhalten ist die zweite Hauptachse. Die Schmelzflussrate zeigt die Verarbeitbarkeit des Materials und die Konsistenz von Charge zu Charge; die Wärmeformbeständigkeitstemperatur und der Vicat-Erweichungspunkt geben eine grobe Grenze für die Einsatztemperatur an. Die thermische Analyse (DSC, TGA, DMA) offenbart die Identität des Materials: Glasübergangstemperatur, Schmelzverhalten, Kristallinität, Füllstoffgehalt und Zersetzungstemperatur.

Das Brennverhalten ist die dritte Achse und ist direkt mit Produktnormen verknüpft. Die UL-94-Klasse und der Grenzsauerstoffindex werden in das Materialdatenblatt aufgenommen; für das Gehäuse eines Elektrogeräts wird eine bestimmte Klasse verlangt, während für ein Bauprodukt ein anderes Klassifizierungssystem gilt.

Alterung ist der am häufigsten übersprungene Teil des Gebiets. Kunststoffe zersetzen sich unter UV, Wärme, Feuchtigkeit und Sauerstoff: Die Farbe ändert sich, die Oberfläche reißt, die Schlagzähigkeit sinkt. Bei einem für den Außenbereich bestimmten Teil zählen nicht die Werte am ersten Tag, sondern die Werte nach der Alterung. Xenon-Bogen- und Fluoreszenz-UV-Geräte beschleunigen diesen Abbau und ermöglichen einen Vergleich.

Das Ergebnis dieser Familie wird meist in das Materialdatenblatt eingetragen, und Produktnormen verweisen auf dieses Datenblatt. Zwischen dem Datenblattwert und dem Verhalten des tatsächlichen Teils kann es jedoch einen Unterschied geben: die beim Spritzgießen entstehende Orientierung, Bindenähte und innere Spannungen lassen das Teil anders reagieren als das Probestück.

Die Verwendung von Rezyklat hat dem Gebiet eine neue Frage hinzugefügt. Rezyklierte Harze variieren von Charge zu Charge; mechanische Eigenschaften, Farbe und Brennverhalten können sich zwischen Chargen verschieben. Für einen Hersteller, der Rezyklat verwendet, ist die Eingangskontrolle des Materials daher keine Option, sondern eine Notwendigkeit.

Methodengruppen in diesem Bereich

Mechanisch
Zug, Druck, Biegung, Charpy- und Izod-Schlagzähigkeit, Härte (Shore), Kriechen und umgebungsbedingte Spannungsrissbildung.
Thermisch
Schmelzflussindex (MFI), Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT), Vicat-Erweichungstemperatur, lineare Wärmeausdehnung.
Thermische Analyse
Übergangstemperaturen und Kristallinität durch DSC, Zusammensetzung und Zersetzung durch TGA, dynamisch-mechanisches Verhalten durch DMA.
Brennverhalten
UL-94-Klassifizierung, Grenzsauerstoffindex (LOI), Glühdraht- und Nadelflammprüfungen.
Altern
Beschleunigte Alterung durch Xenonbogen und fluoreszierendes UV, Warmluftalterung, Feuchtigkeit und Kondensation.
Physikalisch
Dichte, Wasseraufnahme, Aschegehalt, Gas- und Wasserdampfdurchlässigkeit von Folien und Platten.

Häufig verwechselt in diesem Bereich

Ein Kunststoffergebnis ohne angegebene Prüfgeschwindigkeit und -temperatur kann nicht interpretiert werden; das viskoelastische Verhalten hängt von diesen Parametern ab.
Ein Probestückergebnis überträgt sich nicht direkt auf das tatsächliche Teil; die Spritzgussorientierung und Bindenähte sind entscheidend.
HDT- und Vicat-Werte sind KEINE Einsatztemperaturen; sie sind ein grober Hinweis auf eine Obergrenze und gelten nicht unter Last.
Die UL-94-Klasse hängt von der Dicke ab; eine andere Wandstärke erfordert eine erneute Verifizierung.
Bei feuchtigkeitsaufnehmenden Polymeren (wie Polyamid) sind die Ergebnisse irreführend, wenn keine Konditionierung durchgeführt wird.
Die Ergebnisse von ASTM D638 und ISO 527 sind nicht direkt gleichwertig; Die Probengeometrien und Ratendefinitionen sind unterschiedlich.

Welche Entscheidungen diese Ergebnisse unterstützen

Materialauswahl und Lieferantenfreigabe
Erfüllung der Brennbarkeits- und Wärmeanforderungen der Produktnorm
Überprüfung der Verwendung von Rezyklatanteil und Chargenkontrolle
Kontrolle des Formgebungsprozesses und Chargenkonsistenz
Nachweis der Alterungsbeständigkeit für den Außeneinsatz

Häufige Fragen zu Weathering

Wie viele Jahre natürlicher Exposition entspricht ein beschleunigter Test?

Es gibt keinen universellen Umrechnungsfaktor. Der Zusammenhang hängt von der Materialklasse, dem Abbaumechanismus und der Klimazone ab. Spezifikationen definieren daher meist direkt die Testdauer oder die Gesamtbestrahlungsstärke.

Weathering