UV Weathering

Was ist UV Weathering?

Die UV-Alterung ahmt in kurzer Laborzeit die jahrelange Zersetzung eines Materials im Freien nach. Die Probe wird kontrollierten Licht-, Temperatur- und Feuchtigkeitszyklen ausgesetzt. Es gibt zwei gängige Lichtquellen: fluoreszierende UV-Lampen (ISO 4892-3 / ASTM G154) und Xenon-Bogenlampen, die das Sonnenspektrum besser nachahmen (ISO 4892-2 / ASTM G155).

Zweck von UV Weathering

Ziel ist die vergleichende Beurteilung von Farbverblassung, Glanzverlust, Rissbildung und Abnahme der mechanischen Festigkeit bei Produkten, die für den Außenbereich bestimmt sind. Der Test gibt kein absolutes Leben; es vergleicht verschiedene Formulierungen unter den gleichen Bedingungen.

Bei welchen Produkten wird UV Weathering angewendet?

Kunststoff- und Verbundprodukte für Außenfassaden
Außen- und Innenteile für Kraftfahrzeuge
Farb- und Beschichtungssysteme
Textil- und Markisenstoffe
Gartenmöbel und Spielgeräte

In welchen Branchen wird UV Weathering eingesetzt?

KunststoffeVerpackungAutomobilElektronikBauwesen

Normen zu UV Weathering

ISO 4892-2 (Belastung durch Xenon-Bogenlampen)
ISO 4892-3 (Belastung durch fluoreszierende UV-Lampen)
ASTM G154 (beschleunigte Belichtung mit fluoreszierendem UV)
ASTM G155 (beschleunigte Belichtung mit Xenonlichtbogen)
ISO 105-B02 (Farbechtheit gegenüber Licht in Textilien — verwandte Methode)

Prüfbedingungen für UV Weathering

Lichtquelle: Fluoreszierender UV- oder Xenon-Lichtbogen; von der Spezifikation
Zyklus: Programm bestehend aus Licht- und Kondensations-/Sprühschritten
Temperatur: Die Temperatur des schwarzen Panels wird auf einem standardmäßig definierten Niveau gehalten
Zeit: Gesamtbelichtungszeit bzw. Strahlungsenergie; von der Spezifikation

Prüfgerät für UV Weathering

Fluoreszierende UV-Alterungskammer (QUV-Typ)
Xenon-Lichtbogen-Testkammer
System zur Messung und Steuerung der Strahlungsintensität
Farbmessgerät (Spektralfotometer) und Glanzmessgerät
Referenzmaterialien

Probenanforderungen für UV Weathering

Die Probe muss so entnommen werden, dass sie die Charge bzw. den Produktionslauf repräsentiert.
Die Probenbeschreibung, die Materialart und ggf. die Produktionsrichtung müssen angegeben werden.
Der anzuwendende Standard und etwaige Kundenspezifikationen müssen zusammen mit dem Muster angegeben werden.
Der Test kann destruktiv sein; Die erforderliche Probenanzahl muss vorab bestätigt werden.
Zu prüfende Oberflächen müssen während des Transports geschützt werden.

Dauer von UV Weathering

Die Expositionsdauer hängt von der Spezifikation ab und kann Hunderte bis Tausende von Stunden betragen; Die Studie dauert Wochen. Zwischenbewertungspunkte teilen die Gesamtdauer auf, um eine Überwachung zu ermöglichen.

Ablauf von UV Weathering

1Lichtquelle, Zyklusprogramm und Gesamtdauer ergeben sich aus der Spezifikation.
2Es werden Muster zugeschnitten und erste Messungen (Farbe, Glanz, mechanisch) durchgeführt.
3Die Proben werden auf die Kammerplatten gelegt.
4Das Programm wird gestartet und die Einstrahlungsstärke wird kontinuierlich überprüft.
5An definierten Zwischenpunkten werden Proben entnommen und beurteilt.
6Die Positionen der Proben innerhalb des Panels werden gedreht.
7Am Ende werden die endgültigen Messungen durchgeführt und die Änderung berechnet.

Annahmekriterien für UV Weathering

Der Methodenstandard definiert, wie der Test durchgeführt wird, nicht wie das Ergebnis aussehen muss. Die Akzeptanzgrenze ergibt sich aus der Material- oder Produktnorm, der Kundenspezifikation oder der einschlägigen Vorschrift; Auf dieser Seite wird daher keine Zahlenbegrenzung angegeben.

Auswertung der Ergebnisse

Das Ergebnis wird als Farbunterschied, Glanzverlust und Änderung der mechanischen Eigenschaften relativ zum Ausgangswert angegeben. Die Akzeptanzgrenze ergibt sich aus der Produktspezifikation. Das Laborergebnis ist nicht direkt ein Feldleben; Für die Konvertierung in einen Feldwert ist eine für dieses Material validierte Korrelation erforderlich.

Prüfbericht zu UV Weathering

Probenbeschreibung, Material-/Produktinformationen und ggf. Chargennummer
Probenvorbereitungsmethode und Konditionierungsbedingungen
Es gelten Standard- und Testbedingungen
Verwendetes Instrument und Kalibrierungsstatus
Messergebnisse und Einheiten
Messunsicherheit (falls gewünscht)
Eine Aussage, dass das Ergebnis nur für die zum Test eingereichte Probe gilt

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 UV 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 UV Weathering

Wie viele Jahre im Freien entsprechen 1000 Stunden?

Es gibt keine universelle Konvertierung. Der Beschleunigungsfaktor ist abhängig vom Material, der Klimazone und dem Prüfzyklus; Eine nicht validierte Konvertierung ist irreführend.

Fluoreszierender UV- oder Xenonbogen?

Fluoreszierendes UV testet schnell und wirtschaftlich den Abbau, der durch kurzwelliges UV dominiert wird. Xenonlichtbogen ahmen das Sonnenspektrum besser nach und werden bei Studien zum Verblassen von Farben bevorzugt.