塑料材料老化测试：机理、方法与应用

一、老化机理与环境因素

塑料材料在长期使用中会因光、热、氧、湿等因素发生化学结构降解，表现为变色、脆化、开裂等失效现象。紫外线（UV）辐射会引发聚合物链断裂，高温环境加速分子链运动导致氧化反应，湿热条件则促使水解反应发生。例如，汽车外饰塑料在阳光暴晒下易黄变，农用薄膜在田间湿热环境中易脆化。

二、主流老化测试方法

1. 人工加速老化实验

• 紫外老化测试（ASTM G154）：通过氙灯模拟太阳光谱，评估材料抗UV能力，测试周期通常500-2000小时
• 热氧老化测试（ISO 188）：在70-150℃恒温箱中加速氧化，检测材料耐高温性能
• 湿热老化测试（GB/T 12000）：85℃/85%RH条件下模拟热带气候，特别适用于尼龙等吸湿性材料

1. 自然暴露试验
   在海南、敦煌等典型气候区设立曝晒场，开展为期1-5年的实地监测，获取真实环境数据。

三、性能评价体系

通过拉伸强度保留率（下降≤30%为合格）、色差ΔE值（≤3级）、FTIR光谱分析（羰基指数变化）等指标综合判定老化程度。汽车行业要求塑料件经3000小时QUV测试后，冲击强度保留率需＞80%。

四、行业应用与标准

建筑密封胶须满足GB/T 14683湿热老化要求，**包装材料执行ISO 11607光老化标准，光伏背板需通过IEC 61215双85测试（85℃/85%RH，1000小时）。现代测试已引入AI图像识别技术，可自动分析表面裂纹扩展规律。

该测试体系为材料选型、寿命预测提供科学依据，是保障塑料制品耐久性的核心手段。