Che cos'è UV Weathering?
L'invecchiamento UV imita, in un breve tempo di laboratorio, la degradazione che dura anni a cui un materiale è sottoposto all'esterno. Il campione è esposto a cicli controllati di luce, temperatura e umidità. Esistono due fonti di luce comuni: lampade UV fluorescenti (ISO 4892-3 / ASTM G154) e arco allo xeno, che imita meglio lo spettro solare (ISO 4892-2 / ASTM G155).
Scopo di UV Weathering
Lo scopo è quello di valutare comparativamente lo scolorimento, la perdita di brillantezza, le screpolature e il calo della resistenza meccanica nei prodotti destinati all'uso esterno. La prova non dà una vita assoluta; confronta diverse formulazioni nelle stesse condizioni.
A quali prodotti si applica UV Weathering?
- Prodotti in plastica e compositi per facciate esterne
- Parti esterne ed interne di automobili
- Sistemi di verniciatura e rivestimento
- Tessuti e tessuti per tende da sole
- Mobili da giardino e attrezzature da gioco
In quali settori si utilizza UV Weathering?
Norme relative a UV Weathering
- ISO 4892-2 (esposizione a lampade ad arco di xeno)
- ISO 4892-3 (esposizione a lampade UV fluorescenti)
- ASTM G154 (esposizione accelerata con UV fluorescente)
- ASTM G155 (esposizione accelerata con arco allo xeno)
- ISO 105-B02 (solidità del colore alla luce nei tessili — metodo correlato)
Condizioni di UV Weathering
- Sorgente luminosa
- Arco fluorescente UV o allo xeno; dalle specifiche
- Ciclo
- Programma composto da fasi di luce e condensazione/spruzzatura
- Temperatura
- La temperatura del pannello nero viene mantenuta a un livello definito dallo standard
- Tempo
- Tempo di esposizione totale o energia radiante; dalle specifiche
Apparecchiatura per UV Weathering
- Camera di invecchiamento UV fluorescente (tipo QUV)
- Camera di prova ad arco allo xeno
- Sistema di misura e controllo dell'irraggiamento
- Colorimetro (spettrofotometro) e glossmetro
- Materiali di riferimento
Requisiti del campione per UV Weathering
- Il campione deve essere prelevato in modo da rappresentare il lotto o il ciclo di produzione.
- È necessario indicare la descrizione del campione, il tipo di materiale e la direzione di produzione, se presente.
- La norma da applicare e l'eventuale specifica del cliente dovranno essere fornite insieme al campione.
- Il test può essere distruttivo; il numero richiesto di campioni deve essere confermato in anticipo.
- Le superfici da testare dovranno essere protette durante il trasporto.
Durata di UV Weathering
La durata dell'esposizione dipende dalle specifiche e può raggiungere centinaia o migliaia di ore; lo studio dura settimane. I punti di valutazione intermedia dividono la durata totale per consentire il monitoraggio.
Procedura di UV Weathering
- 1La sorgente luminosa, il programma del ciclo e la durata totale vengono determinati dalle specifiche.
- 2I campioni vengono tagliati e vengono effettuate le misurazioni iniziali (colore, brillantezza, meccanica).
- 3I campioni vengono posizionati sui pannelli della camera.
- 4Il programma viene avviato e l'irraggiamento viene continuamente controllato.
- 5I campioni vengono rimossi e valutati in punti intermedi definiti.
- 6Le posizioni dei campioni all'interno del pannello vengono ruotate.
- 7Alla fine vengono effettuate le misurazioni finali e viene calcolata la variazione.
Criteri di accettazione di UV Weathering
Lo standard del metodo definisce come viene eseguito il test, non quale deve essere il risultato. Il limite di accettabilità deriva dallo standard del materiale o del prodotto, dalle specifiche del cliente o dalla normativa pertinente; questa pagina quindi non dà un limite numerico.
Valutazione dei risultati
Il risultato viene fornito come differenza di colore, perdita di brillantezza e cambiamento delle proprietà meccaniche rispetto all'inizio. Il limite di accettazione deriva dalle specifiche del prodotto. Il risultato di laboratorio non è direttamente una vita sul campo; convertirlo in un valore di campo richiede una correlazione convalidata per quel materiale.
Rapporto di UV Weathering
- Descrizione del campione, informazioni sul materiale/prodotto e numero di lotto, se presente
- Metodo di preparazione del campione e condizioni di condizionamento
- Condizioni standard e di prova applicate
- Strumento utilizzato e stato della calibrazione
- Risultati e unità di misura
- Incertezza di misura (se richiesta)
- Una dichiarazione secondo cui il risultato si applica solo al campione sottoposto a prova
Accreditamento
EUROLAB detiene un accreditamento riconosciuto a livello internazionale ottenuto da organismi di accreditamento parte degli accordi di riconoscimento multilaterale IAF e ILAC, secondo ISO / IEC 17025 per prove di laboratorio, ISO / IEC 17020 per ispezione e sorveglianza e ISO / IEC 17021-1 e ISO / IEC 17065 per certificazione di sistema e prodotto. Questa catena garantisce che i rapporti e i certificati emessi siano accettati in tutto il mondo.
Se questo test può essere offerto nell'ambito accreditato dipende dal prodotto e dallo standard applicato; poiché l'accreditamento è basato sul metodo, l'ambito viene confermato per iscritto in fase di offerta.
Ambito e autorizzazioniRegolamenti correlati
- Norme armonizzate applicate in base alla famiglia di prodotto
- UE 765/2008 (sorveglianza del mercato e quadro di accreditamento)
- Normative di prodotto pertinenti e specifiche del cliente
Prove sulle materie plastiche — Cosa copre questo ambito di prova?
La sezione seguente descrive l'ambito a cui appartiene la prova UV Weathering; le condizioni e i criteri di accettazione di questa prova specifica sono riportati nelle sezioni precedenti. L'ambito specifico del vostro prodotto viene confermato per iscritto in fase di offerta.
Le prove sulla plastica determinano il comportamento meccanico, termico e di combustione di un materiale polimerico. A differenza dei metalli, le materie plastiche sono VISCOELASTICHE: il loro comportamento dipende dalla velocità di carico, dalla temperatura e dall'umidità. Lo stesso materiale fornisce quindi risultati diversi in condizioni diverse, e le condizioni di prova sono parte inseparabile del risultato.
La conseguenza pratica della viscoelasticità è questa: un pezzo in plastica continua a deformarsi nel tempo sotto un carico costante (scorrimento viscoso) e la sollecitazione che sopporta a deformazione costante diminuisce nel tempo (rilassamento delle tensioni). Un giunto avvitato si allenta, un morsetto perde la sua forza di serraggio, un ripiano si inflette nel tempo. Una prova di trazione a breve termine non mostra questo comportamento; serve una prova a lungo termine o un modello accelerato.
Il comportamento termico è il secondo asse principale. L'indice di fluidità a caldo indica la lavorabilità del materiale e la coerenza da lotto a lotto; la temperatura di flessione sotto carico e il punto di rammollimento Vicat forniscono un limite approssimativo della temperatura di servizio. L'analisi termica (DSC, TGA, DMA) rivela l'identità del materiale: temperatura di transizione vetrosa, comportamento di fusione, cristallinità, contenuto di carica e temperatura di decomposizione.
Il comportamento di combustione è il terzo asse ed è direttamente collegato alle norme di prodotto. La classe UL 94 e l'indice di ossigeno limite vengono riportati nella scheda tecnica del materiale; per l'involucro di un apparecchio elettrico è richiesta una classe specifica, mentre a un prodotto da costruzione si applica un diverso sistema di classificazione.
L'invecchiamento è la parte dell'ambito più spesso saltata. Le materie plastiche si degradano per effetto di UV, calore, umidità e ossigeno: il colore cambia, la superficie si screpola, la resistenza all'urto diminuisce. Per un pezzo destinato all'uso esterno, ciò che conta non sono i valori del primo giorno ma quelli dopo l'invecchiamento. Le apparecchiature ad arco allo xeno e UV fluorescente accelerano questo degrado e consentono il confronto.
Il risultato di questa famiglia viene solitamente riportato nella scheda tecnica del materiale, e le norme di prodotto fanno riferimento a tale scheda. Ma può esserci una differenza tra il valore di scheda e il comportamento del pezzo reale: l'orientazione formatasi durante lo stampaggio, le linee di giunzione e le tensioni interne fanno sì che il pezzo si comporti diversamente dal provino.
L'uso di contenuto riciclato ha aggiunto una nuova questione all'ambito. La resina riciclata varia da lotto a lotto; le proprietà meccaniche, il colore e il comportamento di combustione possono variare tra i lotti. Per un produttore che utilizza materiale riciclato, il controllo del materiale in ingresso non è quindi una scelta ma una necessità.
Gruppi di metodi in questo ambito
Meccanico
Trazione, compressione, flessione, urto Charpy e Izod, durezza (Shore), scorrimento viscoso e cricco da tensione ambientale.
Termico
Indice di fluidità a caldo (MFI), temperatura di flessione sotto carico (HDT), temperatura di rammollimento Vicat, dilatazione termica lineare.
Analisi termica
Temperature di transizione e cristallinità mediante DSC, composizione e decomposizione mediante TGA, comportamento meccanico dinamico mediante DMA.
Combustione
Classificazione UL 94, indice di ossigeno limite (LOI), prove al filo incandescente e alla fiamma ad ago.
Invecchiamento
Invecchiamento accelerato con arco allo xeno e UV fluorescente, invecchiamento ad aria calda, umidità e condensa.
Fisico
Densità, assorbimento d'acqua, contenuto di ceneri, permeabilità ai gas e al vapore acqueo di film e lastre.
Confusioni frequenti in questo ambito
- Un risultato su materie plastiche senza velocità e temperatura di prova indicate non può essere interpretato; il comportamento viscoelastico dipende da questi parametri.
- Il risultato di un provino non si trasferisce direttamente al pezzo reale; l'orientazione di stampaggio e le linee di giunzione sono determinanti.
- I valori HDT e Vicat NON sono temperature di esercizio; sono un'indicazione approssimativa di un limite superiore e non si applicano sotto carico.
- La classe UL 94 dipende dallo spessore; uno spessore di parete diverso richiede una nuova verifica.
- Per i polimeri che assorbono umidità (come il poliammide), i risultati sono fuorvianti se non si effettua il condizionamento.
- I risultati ASTM D638 e ISO 527 non sono direttamente equivalenti; le geometrie dei campioni e le definizioni di velocità differiscono.
Quali decisioni supportano questi risultati
- Selezione dei materiali e approvazione dei fornitori
- Soddisfacimento dei requisiti di infiammabilità e termici della norma di prodotto
- Verifica dell'uso di contenuto riciclato e controllo dei lotti
- Controllo del processo di stampaggio e coerenza dei lotti
- Dimostrazione della resistenza all'invecchiamento per l'uso esterno
Test correlati
Domande frequenti su UV Weathering
A quanti anni all’aria aperta corrispondono 1000 ore?
Non esiste una conversione universale. Il fattore di accelerazione dipende dal materiale, dalla zona climatica e dal ciclo di prova; una conversione non convalidata è fuorviante.
Fluorescente UV o arco allo xeno?
Gli UV fluorescenti testano la degradazione dominata dagli UV a lunghezza d'onda corta in modo rapido ed economico. L'arco allo xeno imita meglio lo spettro solare ed è preferito negli studi sullo sbiadimento dei colori.