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高分子材料老化表征之鹽霧試驗
發表時間:2023-02-06 11:26:58
高分子、金屬等材料或制品在大氣環境中使用時，由于大氣中含有的氧氣、環境濕度和溫度的變化、污染物等各種腐蝕成分和腐蝕因素的客觀存在，其宏觀和/或微觀等性能在這些環境因素的作用下會遭到破壞，或發生變質，從而發生腐蝕二老化。
 
鹽霧老化就是其中一種常見和最有破壞性的大氣腐蝕，特別是對于金屬材料或含有金屬嵌件的高分子材料、涂層等等。鹽霧對材料表面的腐蝕是由于含有的氯離子穿透材料表面的防護層與內部金屬發生電化學反應引起的。同時，氯離子含有一定的水合能，易被吸附在材料表面的孔隙、裂縫排擠并取代氧化層中的氧，把不溶性的氧化物變成可溶性的氯化物，使鈍化態表面變成活潑表面。鹽霧老化或鹽霧腐蝕常見于海洋、海邊等大氣環境中。
 
為了考察或驗證材料的耐鹽霧老化性能，在材料、產品或設備研發過程中，須開展鹽霧老化試驗。鹽霧老化試驗主要分為兩類：一是天然環境暴露試驗，另一類是人工加速模擬鹽霧環境試驗。
 
天然環境暴露試驗中，其鹽霧環境的氯化物的鹽濃度比較低，實際腐蝕老化速度也比較慢，得到結果的時間也很長，在實際操作中會大大延長研發進度。而人工加速模擬鹽霧環境試驗是一種主要利用鹽霧試驗設備所創造的人工模擬鹽霧環境條件來考核材料或產品耐老化腐蝕性能的環境試驗。與天然環境暴露試驗相比，人工加速模擬鹽霧環境試驗的鹽霧環境的氯化物的鹽濃度，可以是一般天然環境鹽霧含量的幾倍或幾十倍，使腐蝕速度大大提高，對產品進行鹽霧試驗，得出結果的時間也大大縮短。如在天然暴露環境下對某產品樣品進行試驗，待其腐蝕可能要1年，而在人工模擬鹽霧環境條件下試驗，只要24小時，即可得到相似的結果，非常便捷。
 
在實驗室中，人工加速模擬鹽霧環境試驗鹽霧分為四類：
 
（1）中性鹽霧試驗（NSS試驗）是出現最早目前應用領域最廣的一種加速腐蝕試驗方法。它采用5%的氯化鈉鹽水溶液，溶液PH值調在中性范圍（6.5～7.2）作為噴霧用的溶液。試驗溫度均取35℃，要求鹽霧的沉降率在1～2ml/80cm/h。
 
（2）醋酸鹽霧試驗（ASS試驗）是在中性鹽霧試驗的基礎上發展起來的。它是在5%氯化鈉溶液中加入一些冰醋酸，使溶液的PH值降為3左右，溶液變成酸性，最后形成的鹽霧也由中性鹽霧變成酸性。它的腐蝕速度要比NSS試驗快3倍左右。
 
（3）銅鹽加速醋酸鹽霧試驗（CASS試驗）是國外新近發展起來的一種快速鹽霧腐蝕試驗，試驗溫度為50℃，鹽溶液中加入少量銅鹽-氯化銅，強烈誘發腐蝕。它的腐蝕速度大約是NSS試驗的8倍。
 
（4）交變鹽霧試驗是一種綜合鹽霧試驗，它實際上是中性鹽霧試驗加恒定濕熱試驗。它主要用于空腔型的整機產品，通過潮態環境的滲透，使鹽霧腐蝕不但在產品表面產生，也在產品內部產生。它是將產品在鹽霧和濕熱兩種環境條件下交替轉換，最后考核整機產品的電性能和機械性能有無變化。
 
人工加速模擬鹽霧環境試驗的結果定性判定方法也有四種：
 
（1）評級判定法：是把腐蝕面積與總面積之比的百分數按一定的方法劃分成幾個級別，以某一個級別作為合格判定依據，它適合平板樣品進行評價。
 
（2）稱重判定法：是通過對腐蝕試驗前后樣品的重量進行稱重的方法，計算出受腐蝕損失的重量來對樣品耐腐蝕質量進行評判，它特別適用于對某種金屬耐腐蝕質量進行考核。
 
（3）腐蝕物出現判定法：是一種定性的判定法，它以鹽霧腐蝕試驗后，產品是否產生腐蝕現象來對樣品進行判定，一般產品標準中大多采用此方法。就是文章開始我說的紅銹，白銹的現象。
 
（4）腐蝕數據統計分析方法：提供了設計腐蝕試驗、分析腐蝕數據、確定腐蝕數據的置信度的方法，它主要用于分析、統計腐蝕情況，而不是具體用于某一具體產品的質量判定。
 
人工加速模擬鹽霧環境試驗相關參考標準比如有：GM 9540P/B、JASO M609/PV1210等等，大家可根據實際需要學習和測試。