Con quale velocità in un test UV accelerato (QUV) o Xenon (Q-Sun) posso simulare un anno di invecchiamento naturale?

È una domanda semplice, ma sfortunatamente non esiste una risposta semplice. È teoricamente impossibile avere un unico numero magico che puoi moltiplicare per le ore di esposizione del tester di invecchiamento per calcolare gli anni di esposizione all'aria aperta. Il problema non è che non abbiamo ancora sviluppato il perfetto tester dell'invecchiamento. Non importa quanto sia sofisticato o costoso il tuo tester di invecchiamento, non troverai comunque il fattore magico. Il problema più grande è la variabilità e la complessità insite nelle situazioni di esposizione all'aperto.

La relazione tra l'esposizione del tester e l'esposizione all'aperto dipende da una serie di variabili, tra cui:

• La latitudine geografica del sito di esposizione (più vicino all'equatore significa più UV).
• Altitudine (più alto significa più UV).
• Caratteristiche geografiche locali, come il vento per asciugare i campioni di prova o la vicinanza a un corso d'acqua per promuovere la formazione di rugiada.
• Variazioni casuali del tempo di anno in anno, che possono causare variazioni di degrado fino a 2: 1 negli anni successivi nello stesso luogo.
• Variazioni stagionali (es. L'esposizione invernale può essere solo 1/7 più grave dell'esposizione estiva).
• Orientamento del campione (5 ° sud, vs nord verticale).
• Isolamento dei campioni (i campioni esterni con supporto isolato spesso si degradano di 50% più veloce dei campioni non isolati).
• Ciclo di funzionamento del tester (ore di luce e ore di umidità).
• Temperature di esercizio del tester (più caldo è più veloce).
• Il particolare materiale testato.
• Distribuzione spettrale dell'energia (SPD) della sorgente luminosa del laboratorio.

Ovviamente, non ha senso logicamente parlare di un fattore di conversione tra ore di invecchiamento accelerato e mesi di esposizione all'aperto. Una è una condizione costante, mentre l'altra è variabile. La ricerca di un fattore di conversione richiede di spingere i dati oltre i limiti della loro validità.

In altre parole: i dati sull'invecchiamento sono dati comparativi. Tuttavia, è ancora possibile ottenere ottimi dati sulla durata dei tester con invecchiamento accelerato. Ma devi capire che i dati che ottieni sono dati comparativi e non dati assoluti. Tutto quello che puoi chiedere alle intemperie in laboratorio sono indicazioni affidabili della durata relativa di un materiale rispetto ad altri materiali. In effetti, lo stesso si può dire dei test di esposizione in Florida. Nessuno sa come un anno in una mostra all'aperto “Black Box” al 5 ° Sud sia paragonato a un anno in una casa o in un'auto. Anche i test all'aperto forniscono solo indicazioni relative della durata di vita effettiva.

I dati comparativi, tuttavia, possono essere molto potenti. Ad esempio, potresti scoprire che una formulazione leggermente modificata ha più del doppio della durata del tuo materiale standard. Oppure potresti scoprire che tra diversi fornitori che offrono materiali che sembrano identici, alcuni falliscono molto rapidamente, la maggior parte fallisce entro un lasso di tempo medio e alcuni falliscono solo dopo un'esposizione prolungata. Oppure potresti scoprire che una formulazione più economica ha una durata equivalente a quella del tuo materiale standard che ha fornito prestazioni accettabili su, diciamo, 5 anni di servizio effettivo.

Ecco un ottimo esempio della potenza del benchmarking dei dati. Un produttore di rivestimenti stava sviluppando un nuovo tipo di rivestimento trasparente. I test QUV iniziali hanno causato gravi crepe entro 200-400 ore. Questo è molto prima dei rivestimenti convenzionali utilizzati per lo stesso scopo. Tuttavia, dopo 3 anni di riformulazione e test continui nel tester QUV, il rivestimento è stato migliorato in modo che varie formulazioni possano resistere a 2000-4000 ore nel tester QUV, molto meglio dei rivestimenti convenzionali. Successivi test paralleli in Florida hanno mostrato un simile aumento di 10: 1 nella durata. Tuttavia, se i chimici dei rivestimenti avessero aspettato i dati dalla Florida prima di modificare le loro formulazioni, sarebbero ancora nelle prime fasi della riformulazione e il rivestimento non sarebbe il successo commerciale che è oggi.

D'altra parte, se insisti sempre su un fattore di conversione "Regola empirica", trovalo empiricamente. Nonostante l'impossibilità di un fattore di conversione universale, centinaia di laboratori hanno sviluppato con successo la propria correlazione interna per convertire le ore di test Q-SUN o QUV in ore di esposizione all'aperto. Tuttavia, è importante ricordare che queste regole pratiche sono state sviluppate da confronti empirici dei test accelerati del laboratorio con le proprie esposizioni all'aperto. Inoltre, la regola pratica per le conversioni è valida solo per:

• Il materiale specifico testato.
• Il set specifico di cicli di tempo e temperatura del tester da laboratorio.
• Il sito di esposizione all'aperto specifico e la procedura di montaggio del campione.

Se hai esperienza all'aperto con i tuoi materiali, non dovrebbero volerci più di pochi mesi per sviluppare la tua regola pratica. Se non hai esperienza con i tuoi materiali, potrebbe essere possibile lavorare con materiali della concorrenza che hanno una storia di servizio sul campo.

Molti laboratori hanno sviluppato con successo la propria correlazione per convertire le ore dei tester Q-SUN o QUV in ore di esposizione.

Inoltre, è importante ricordare: "Correlation" significa "Rank correlation". Quando qualcuno chiede: "In che modo i tester accelerati sono correlati con l'esterno?" quello che dovrebbero veramente chiedere è "Fino a che punto le valutazioni di durabilità dei materiali nei tester accelerati replicano le valutazioni dei materiali all'esterno?" Per misurare la correlazione di rango, consigliamo rho di Spearman, una misura statistica di facile calcolo che non richiede il tipo di ipotesi forti sui dati richiesti dalle misure di correlazione lineare. Uno studio sulle valutazioni del tester QUV e sulla durata in Florida di 27 rivestimenti per autoveicoli ha prodotto correlazioni di grado fino a 0,89 tra le valutazioni del tester QUV e le valutazioni della Florida. La correlazione di grado tra le diverse esposizioni in Florida era compresa tra 0,88 e 0,95. In altre parole,

Per vedere il bollettino tecnico LU-0833 per maggiori informazioni.