Thử nghiệm lão hóa UV

         Một số vật liệu ngoại thất khi sử dụng, dưới tác động điều kiện thời tiết như gió, ánh sáng, tia cực tím, nhiệt độ,… có thể thay đổi tính chất và giảm tuổi thọ theo thời gian (thường gọi lão hóa).

Thử nghiệm lão hóa UV với mục đích để kiểm tra độ bền lão hóa thời tiết cần mô phỏng các yếu tố giống như môi trường thực tế (tia cực tím, nhiệt độ, độ ẩm,…) tác động lên mẫu thử trong thời gian ngắn bằng thiết bị “Tủ giả lập môi trường”. Nhờ việc đánh giá độ bền lão hóa thời tiết thông qua thay đổi tính chất (màu sắc, độ bóng, độ mờ, vết rạn nứt...) của vật liệu trước và sau thử nghiệm, các doanh nghiệp giải quyết các vấn đề dự đoán tuổi thọ của các sản phẩm màng sơn phủ, sơn, các chi tiết, linh kiện điện tử, hay các vật liệu vải, gỗ, kim loại, vật liệu xây dựng…

Phòng thí nghiệm Viện Độ bền Nhiệt đới của Trung tâm Nhiệt đới Việt-Nga  có đủ năng lực và hiện đang thử nghiệm Độ bền lão hoá thời tiết các loại vật liệu theo tiêu chuẩn quốc tế.

Từ năm 2019, Phòng thử nghiệm Viện Độ bền Nhiệt đới đã được đầu tư trang bị đầy đủ năng lực về các phép thử và các thiết bị thực hiện phép thử lão hóa thời tiết sử dụng đèn UV và đèn Xenon nhằm đáp ứng tốt các yêu cầu của khách hàng. Các thiết bị mà Viện Độ bền Nhiệt đới đầu tư là mô phỏng các mô hình ảnh hưởng của môi trường trong điều kiện tự nhiên bao gồm:  ảnh hưởng của ánh sánh mặt trời (ngoài trời, trong nhà…), thông qua việc điều chỉnh các giai đoạn  cường độ bức xạ, nhiệt độ, độ ẩm ngưng tụ….Phòng thử nghiệm của Viện Độ bền Nhiệt đới được Văn phòng Công nhận chất lượng (BoA) thuộc Bộ Khoa học và Công nghệ, Cục Tiêu chuẩn-Đo lường-Chất lượng/Bộ Tổng tham mưu cấp chứng nhận năng lực thử nghiệm với các phép thử thuộc các lĩnh vực cơ, hóa học, điện-điện tử. Cùng với hệ thống thiết bị hiện đại và phương pháp áp dụng theo tiêu chuẩn quốc tế, Phòng thử nghiệm ngày càng tiếp cận gần hơn với nhu cầu thử nghiệm đa dạng từ các đơn vị trên toàn quốc.

Nguyên lý hoạt động của máy thử nghiệm lão hóa UV tia cực tím :

Thông qua việc điều chỉnh cường độ ánh sáng tia UV, nhiệt độ, môi trường sương mù, phun sương, có thể mô phỏng môi trường trong điều kiện tự nhiên, kiểm tra độ bền của sản phẩm nhuộm màu và độ bám màu sắc. Máy có thể cài đặt chu kỳ tuần hoàn cho các giai đoạn như tia sáng UV, nhiệt độ nóng cao, nhiệt độ ẩm, kết sương, môi trường tối. Máy thử nghiệm thường sử dụng nhiệt độ 50^o, 60^o, 70^o để tiến hành thử nghiệm test chất lượng, độ ẩm thử nghiệm thích hợp nhất là 50%, sử dụng loại đèn UVA340, UVB313, UVA351, cường độ bức xạ  280 ~ 400 nm.

Ngành nghề sử dụng thích hợp cho máy thử nghiệm UV : Ngành dầu mực, sơn dầu, sơn phủ, ngành hóa chất, ngành cao su, ngành nhựa, ngành chất tạo màu, chất phủ keo. Máy có thể tăng tốc độ lão hóa, trong vòng vài ngày là có kết quả thử nghiệm, rút ngắn thời gian thay vì phải để ở ngoài trời chờ đợi nửa năm hoặc vài năm.

Phương pháp đánh giá cường độ chịu UV:

Thông thường mọi người đánh giá kết thử nghiệm của máy test độ bền chịu UV theo 2 tiêu chí chính sau :

Đánh giá bề mặt ngoại hình : Đối với chất tạo màu chủ yếu đánh giá về bên ngoài, cao su và nhựa cũng có thể dùng để đánh giá bên ngoài, các hạng mục kiểm tra gồm độ bóng sáng, sự biến hóa của màu sắc, sự hóa bột, nổi đốm, nổi bọt khí, đường nứt mẽ, sự ổn định kích thước. Nên dùng các công cụ thiết bị đo lường phụ trợ để kiểm tra, ví dụ như máy đo độ bóng, máy phân tích so màu.

Đánh giá tính năng lực và các tính năng liên quan : Đối với cao su, có  thể tiến hành đo lường cường độ chịu kéo, tỷ lệ kéo giãn, đo độ cứng, đối với nhựa có thể đo cường độ chịu va đập, tỷ lệ nứt mẽ kéo giãn, cường độ chịu kéo, cường độ uốn cong.

Hình 1: Tủ thử nghiệm lão hóa UV FLUORESCENT/UV INSTRUMENT hãng Atlas/Mỹ

Tủ thử nghiệm lão hóa UV FLUORESCENT/UV INSTRUMENT hãng Atlas/Mỹ là một trong những thiết bị đảm bảo tiêu chuẩn quốc tế để thực hiện các phép tử lĩnh vực lão hóa UV. Thiết bị sử dụng 8 bóng đèn huỳnh quang 40 W UVA-340, UVB-313 hoặc UVA-351 cho nhiều ứng dụng khác nhau. Màn hình cảm ứng cung cấp thao tác và điều khiển đơn giản đa ngôn ngữ, cài đặt và kiểm soát cường độ bức xạ. Phạm vi cài đặt: UVA (0,35-1,55 W/m²); cường độ bức xạ: UVB (0,35-1,23 W/m²).

Tiêu chuẩn áp dụng:

- ASTM D4329: Standard Practice for Fluorescent UV Exposure of Plastics

- ASTM D4587: Standard Practice for Fluorescent UV-Condensation Exposures of Paint and Related Coatings

- ASTM D4799: Standard Test Method for Accelerated Weathering Test Conditions and Procedures for Bituminous Materials (Fluorescent UV and Condensation Method)

- ASTM D5208: Standard Practice for Operating Fluorescent Ultraviolet (UV) and Condensation Apparatus for Exposure of Photodegradable Plastics

- ASTM G151: Standard Practice for Exposing Nonmetallic Materials in Accelerated Test Devices that Use Laboratory Light Sources

- ASTM G154: Standard Practice for Operating Fluorescent Light Apparatus for UV Exposure of Nonmetallic Materials

- DIN EN 12224: Geotextiles and geotextile-related products - Determination of the resistance to weathering

- DIN EN 1297: Flexible sheets for waterproofing - Bitumen, plastic, and rubber sheets for roofing - Method of artificial ageing by long term exposure to the combination of UV-radiation, elevated temperature and water

- DIN EN 13523-10: Coil coated metals - Test methods - Part 10: Resistance to fluorescent UV light and water condensation

- DIN EN ISO 4892-1: Plastics - Methods of exposure to laboratory light sources - Part 1: General guidance

- EN 927-6: Paints and varnishes - Coating materials and coating systems for exterior wood - Part 6: Exposure of wood coatings to artificial weathering using fluorescent UV and water

- ISO 11997-2: Paints and varnishes - Determination of resistance to cyclic corrosion conditions - Part 2: Wet (salt fog)/dry/humidity/UV light

- ISO 16474-3: Paints and varnishes - Methods of exposure to laboratory light sources - Part 3: Fluorescent UV lamps

- ISO 4892-3: Plastics - Methods of exposure to laboratory light sources - Part 3: Fluorescent UV-lamps

- prEN 1062-4: Paints and varnishes - Coating materials and coating systems for exterior masonry - Part 4: Preconditioning of exterior coatings to UV radiation and water in apparatus

- SAE J2020: Accelerated Exposure of Automotive Exterior Materials Using a Fluorescent UV and Conde

Thiết bị thử nghiệm lão hóa UV tại PNT Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga