塑料材料老化測試：機理、方法與應用

一、老化機理與環境因素

塑料材料在長期使用中會因光、熱、氧、濕等因素發生化學結構降解，表現為變色、脆化、開裂等失效現象。紫外線（UV）輻射會引發聚合物鏈斷裂，高溫環境加速分子鏈運動導致氧化反應，濕熱條件則促使水解反應發生。例如，汽車外飾塑料在陽光暴曬下易黃變，農用薄膜在田間濕熱環境中易脆化。

二、主流老化測試方法

1. 人工加速老化實驗

• 紫外老化測試（ASTM G154）：通過氙燈模擬太陽光譜，評估材料抗UV能力，測試周期通常500-2000小時
• 熱氧老化測試（ISO 188）：在70-150℃恒溫箱中加速氧化，檢測材料耐高溫性能
• 濕熱老化測試（GB/T 12000）：85℃/85%RH條件下模擬熱帶氣候，特別適用于尼龍等吸濕性材料

1. 自然暴露試驗
   在海南、敦煌等典型氣候區設立曝曬場，開展為期1-5年的實地監測，獲取真實環境數據。

三、性能評價體系

通過拉伸強度保留率（下降≤30%為合格）、色差ΔE值（≤3級）、FTIR光譜分析（羰基指數變化）等指標綜合判定老化程度。汽車行業要求塑料件經3000小時QUV測試后，沖擊強度保留率需＞80%。

四、行業應用與標準

建筑密封膠須滿足GB/T 14683濕熱老化要求，**包裝材料執行ISO 11607光老化標準，光伏背板需通過IEC 61215雙85測試（85℃/85%RH，1000小時）。現代測試已引入AI圖像識別技術，可自動分析表面裂紋擴展規律。

該測試體系為材料選型、壽命預測提供科學依據，是保障塑料制品耐久性的核心手段。