George Wypych

（加拿大多倫多化學(xué)技術(shù)實驗室）

摘要：重點論述了材料老化過程中環(huán)境因素對老化周期長短的影響以及造成的原因等。通過對人工加速老化及其加速老化和自然老化相關(guān)性的說明，進一步闡述了可降低這種相關(guān)性的諸多因素，以及這些因素對老化結(jié)果的影響程度，以便進一步研究確定人工加速老化方法的可行性，為材料老化的研究提供了較為具體、實際的方法和步驟。文中給出了如何遵照ASTM D 632 標準研究確定老化方法的流程圖，需要考慮的因素等等，這對老化研究工作者提供了有效的捷徑。

關(guān)鍵詞：加速老化；相關(guān)性；壽命預(yù)測

毫無疑問，在所有關(guān)于氣候老化的討論中被問及最多的問題是“人造老化儀器運行多長時間相當于自然環(huán)境中的一年？”如果有人說：“該問題的準確答案是1 200 h”。你可能會問他們更多的技術(shù)問題及一些常識問題，來解我們所在環(huán)境中的所有能使其變化的因素。相反，如果有人回答：“我不知道。”你可能首先想到他花費金錢和時間做人工老化試驗是很愚蠢的。如果這個問題使在氣候方面知識淵博、經(jīng)驗豐富的研究人員們也感到為難，他們也許會說：“那得看在何種情況下。”也許，這才是正確的答案。

相關(guān)性與加速老化的定義

在材料耐久性方面，加速老化是指與傳統(tǒng)的室外老化相比，使用自然加快或?qū)嶒炇胰斯し椒焖俚赝瓿稍囼?。這通常被表述為在同樣使材料特性發(fā)生特定改變的情況下，自然環(huán)境曝曬所用的時間與在加速條件下使用的時間之比。相關(guān)性可以被定義為使用某種人工環(huán)境方法得出的結(jié)果與實際環(huán)境或使用環(huán)境效果趨同的能力。這種結(jié)果當然是指在曝曬中材料產(chǎn)生的變化。這些變化可能是機械的或外觀的改變，例如失去光澤、變色，拉伸性能的改變等，也可以是化學(xué)變化，這些變化可以用紅外分光光度測定法，電子自旋共振，或化學(xué)熒光法測出。相關(guān)性可用逆向分析法、Pearson 或Spearman相關(guān)系數(shù)、或Pair Error 分析法量化導(dǎo)出。

一個加速老化相關(guān)性的舉例

也許能夠形象地描述在進行過度加速氣候老化試驗時會發(fā)生什么的最好方法是講那個雞和蛋的故事。但不是傳統(tǒng)的“先有雞還是先有蛋？”的問題。比如，一個雞蛋，我們知道雞蛋在35℃的環(huán)境中約21 d 就會孵化出

小雞。這與在自然環(huán)境中測試材料的耐久性很相似。當然不少材料工程師都強調(diào)“我不能等那么長時間出結(jié)果！！”但是如果我們試圖加速小雞的孵化而把雞蛋放置在180℃的環(huán)境中約中5 min，我們得到的是一個煎蛋而不是一只小雞！現(xiàn)在我們知道在雞與蛋的故事中加速孵化的結(jié)果，但是我們有時會忘記在我們做加速氣候老化試驗時也可能發(fā)生同樣的事。以下是幾個降低相關(guān)性的因素：