增塑剂材料老化试验

增塑剂材料老化试验是评估增塑剂及其制品在模拟环境或加速条件下性能衰减的关键手段，通过热、光、氧、湿度等多因素作用，分析材料力学性能、化学稳定性及外观变化。该试验可预测材料寿命，优化配方设计，确保产品符合安全与耐久性标准，广泛应用于塑料、橡胶、涂料等领域。

增塑剂材料老化试验目的

验证增塑剂材料在长期使用或极端环境下的耐久性，避免因老化导致开裂、硬化或迁移等问题。

评估材料物理性能（如拉伸强度、延伸率）和化学结构（如酯基水解、氧化降解）的变化规律。

确定材料使用寿命阈值，为产品设计、储存条件及质保期提供科学依据。

对比不同增塑剂配方的抗老化能力，指导配方优化和新型环保增塑剂开发。

满足GB/T、ISO、ASTM等标准对特定应用场景（如食品包装、医疗器械）的强制老化测试要求。

增塑剂材料老化试验方法

热空气老化法：将样品置于恒温烘箱（70-150℃），通过高温加速分子链断裂和增塑剂挥发。

紫外加速老化法：使用氙灯或UVB光源模拟日光辐射，评估光氧化导致的黄变和脆化现象。

湿热老化法：在高温高湿箱（如85℃/85%RH）中测试水解反应对酯类增塑剂的影响。

臭氧老化法：针对含不饱和结构的增塑剂，检测臭氧攻击引发的表面龟裂和力学性能下降。

动态机械分析法（DMA）：通过温度扫描测定玻璃化转变温度（Tg）偏移，反映增塑剂迁移程度。

增塑剂材料老化试验分类

按老化诱因分为热老化、光老化、化学介质老化、生物降解老化等类型。

按试验模式分为自然暴露老化（户外1-5年）与实验室加速老化（数小时至数月）。

按评价维度分为宏观性能老化（硬度、重量变化）与微观结构老化（FTIR、GPC分析）。

按应用领域分为通用塑料老化（如PVC电缆料）、医用材料老化（邻苯类限用验证）。

增塑剂材料老化试验技术

加速老化因子（AAF）技术：通过Arrhenius方程推算实际使用年限。

原位实时监测技术：集成传感器在线采集样品形变、挥发物浓度等数据。

多因素耦合老化技术：同步施加温度、湿度、机械应力等多维度老化条件。

表面分析技术：采用SEM观察龟裂形貌，AFM检测表面粗糙度变化。

增塑剂材料老化试验步骤

制备标准样条：按GB/T 1040注塑或压片，确保厚度、结晶度一致性。

设置老化参数：依据材料类型选择温度（如PVC常用100℃）、辐照强度（0.35W/m²@340nm）。

周期性取样：每24/48小时取出样品，冷却至室温后测试性能。

性能测试对比：测量断裂伸长率保留率、邵氏硬度变化、色差ΔE值等指标。

数据建模分析：通过线性回归计算老化速率常数，预测T50（性能下降50%时间）。

增塑剂材料老化试验所需设备

热老化试验箱：强制对流式烘箱（±1℃温控精度），配备样品旋转架。

紫外老化箱：符合ISO 4892-3的QUV设备，配备UVA-340灯管。

湿热老化箱：可编程温湿度控制器，冷凝/喷淋双模式。

臭氧老化箱：臭氧浓度0-500pphm可调，配备气体流量计。

动态机械分析仪（DMA）：频率范围0.1-100Hz，支持拉伸/压缩/弯曲模式。

红外光谱仪（FTIR）：检测羰基指数（1710cm⁻¹峰面积变化）。

电子显微镜：场发射SEM观察表面微裂纹，分辨率≤3nm。

精密电子天平：量程0.1mg，用于增塑剂挥发导致的重量损失测定。

增塑剂材料老化试验参考标准

GB/T 7141-2008 塑料老化试验方法总则：规定热老化箱校准及样品制备规范。

ISO 188:2011 硫化橡胶或热塑性橡胶加速老化和耐热试验：适用于橡胶制品增塑剂评估。

ASTM D638-14 塑料拉伸性能测试：老化前后力学性能对比基准。

GB/T 16422.2-2014 塑料实验室光源暴露试验方法：氙弧灯老化详细流程。

EN 14372:2004 儿童用品中邻苯二甲酸酯类增塑剂老化迁移测试。

ASTM D3045-92(2010) 塑料无负荷热老化实践：增塑剂挥发的重量法测定。

IEC 60216-1 电气绝缘材料耐热性分级指南：含增塑剂的电缆料耐温等级判定。

GB/T 3512-2014 硫化橡胶热空气老化试验：橡胶增塑剂的热稳定性评估。

FDA 21 CFR 177.2600：食品接触材料中增塑剂老化后迁移量限值。

JIS K 6257:2010 橡胶臭氧老化试验：不饱和增塑剂耐臭氧性测试。

增塑剂材料老化试验注意事项

严格控制箱内温度均匀性（≤±2℃），避免局部过热导致数据偏差。

样品间距需≥20mm，防止增塑剂挥发物交叉污染。

定期校准UV灯管辐照强度，累计使用2000小时后必须更换。

酯类增塑剂（如DOP）湿热试验后需立即密封保存，防止继续水解。

使用Tenax管收集挥发性有机物（VOC），定量分析增塑剂损失率。

增塑剂材料老化试验合规判定

断裂伸长率保留率≥70%（参照GB/T 8815电缆标准）视为合格。

老化后黄变指数ΔYI≤3.0（按ASTM E313色差法判定）。

邻苯二甲酸酯类增塑剂迁移量需＜0.1%（欧盟REACH法规要求）。

医用PVC制品经121℃/24h老化后，溶血率需≤5%（YY/T 0127.1标准）。

若出现表面析出（blooming）现象，判定为增塑剂相容性不合格。

增塑剂材料老化试验应用场景

PVC软制品（地板、人造革）户外耐候性认证。

汽车内饰件（仪表盘、密封条）高温挥发物控制。

医用导管、血袋等产品的加速老化生物相容性测试。

可降解塑料中环保增塑剂（如柠檬酸酯）的耐久性验证。

电子线缆绝缘层增塑剂的热稳定性分级（105℃/125℃等级）。

儿童玩具中替代型增塑剂（如DINCH）的长期安全性评估。