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老翁带你了解关于光降解塑料老化测试的相关标准以及执行指南

塑料垃圾问题

在其使用寿命结束时,塑料,更具体地说是塑料包装,最终会作为废物进入环境。每年大量的塑料垃圾堆积在地面和海洋中,导致垃圾填埋场溢出和海洋污染问题日益严重。生物或光降解塑料是一种趋势,可以通过减少塑料从自然过程中分解所需的时间来帮助解决这个问题。

光降解塑料

可光降解塑料的生产方式与其传统变体相当。加快光降解速度的诀窍在于特殊添加剂,当暴露在紫外线辐射下时,这些添加剂会激活两部分氧化过程,导致塑料降解。在第一步中,由紫外线辐射、热量和氧气引发的光氧化发生,导致塑料的聚合物基体开始破裂。接下来,在潮湿环境的鼓励下,二氧化碳和水引起的降解途径开始出现。最终,生物质是通过微生物产生的。快速降解的塑料通常需要大约一年的时间才能在垃圾填埋场完全分解。

塑料光降解相关的ASTM标准耐候老化测试

与任何新材料一样,研发团队最终需要获得光降解塑料降解率的经验,并期望必须达到材料的目标使用寿命以确保产品的正常运行。为此,ASTM 等国际标准组织开发了户外和实验室耐候老化测试方法。

ASTM D5208是使用 UVA-340 灯在荧光紫外线设备中曝光可光降解塑料的标准做法。UVA-340灯与自然 UVB 辐射和 UVA 的短波长范围具有很好的光谱匹配。但是,它缺少长波长 UVA、VIS 和 NIR 波长范围。QUV紫外老化试验箱是适用于 ASTM D5208的仪器。本标准给出了对三种不同测试周期的指导:

在QUV紫外老化试验箱中运行ASTM D5208

ASTM D5071是使用日光过滤器在氙灯老化试验箱内进行测试的标准。与基于UVA-340 的QUV紫外老化试验箱相反,氙灯老化试验箱提供完整的太阳光谱,这有助于实现与自然风化一致的结果。Q-SUN氙灯老化试验箱Xe-1、Xe-3适用于该测试。该方法对三个不同的测试周期给出了指导:

在Q-SUN氙灯试验箱中运行ASTM D5071

最后,ASTM D5272是自然户外暴露的标准做法。它是通过将样品安装到5°暴露架上并让它们在客户或测试方法定义的时间段内自然降解来执行的。户外测试的主要好处是结果是真实世界的数据点,可用作与加速实验室测试结果进行比较的基线,以评估实验室测试与自然环境的相关性和加速性。

户外曝晒老化测试