مواد تغليف مستحضرات التجميل هي بشكل رئيسي البلاستيك والزجاج والورق. أثناء استخدام ومعالجة وتخزين البلاستيك، بسبب عوامل خارجية مختلفة مثل الضوء والأكسجين والحرارة والإشعاع والرائحة والمطر والعفن والبكتيريا وغيرها، يتم تدمير التركيب الكيميائي للبلاستيك، مما يؤدي إلى فقدانه. خصائص ممتازة أصلية. وتسمى هذه الظاهرة عموما الشيخوخة. المظاهر الرئيسية لشيخوخة البلاستيك هي تغير اللون والتغيرات في الخواص الفيزيائية والتغيرات في الخواص الميكانيكية والتغيرات في الخواص الكهربائية.
1. خلفية شيخوخة البلاستيك
في حياتنا، تتعرض بعض المنتجات للضوء حتمًا، والأشعة فوق البنفسجية في ضوء الشمس، إلى جانب ارتفاع درجة الحرارة والمطر والندى، ستتسبب في تعرض المنتج لظواهر الشيخوخة مثل فقدان القوة، والتشقق، والتقشير، والبهتان، وتغير اللون، و المسحوق. ضوء الشمس والرطوبة هما العاملان الرئيسيان اللذان يسببان شيخوخة المواد. يمكن أن يتسبب ضوء الشمس في تحلل العديد من المواد، وهو ما يرتبط بحساسية المواد وطيفها. كل مادة تستجيب بشكل مختلف للطيف.
عوامل الشيخوخة الأكثر شيوعًا للمواد البلاستيكية في البيئة الطبيعية هي الحرارة والأشعة فوق البنفسجية، لأن البيئة التي تتعرض لها المواد البلاستيكية أكثر من غيرها هي الحرارة وأشعة الشمس (الضوء فوق البنفسجي). إن دراسة تقادم المواد البلاستيكية الناتجة عن هذين النوعين من البيئات لها أهمية خاصة بالنسبة لبيئة الاستخدام الفعلي. يمكن تقسيم اختبار الشيخوخة تقريبًا إلى فئتين: التعرض للخارج واختبار الشيخوخة المتسارع في المختبر.
قبل أن يتم استخدام المنتج على نطاق واسع، يجب إجراء تجربة التعتيق الخفيفة لتقييم مقاومته للتقادم. ومع ذلك، قد يستغرق التعتيق الطبيعي عدة سنوات أو حتى أطول لرؤية النتائج، وهو ما لا يتماشى بوضوح مع الإنتاج الفعلي. علاوة على ذلك، فإن الظروف المناخية في أماكن مختلفة مختلفة. يجب اختبار نفس مادة الاختبار في أماكن مختلفة، مما يزيد بشكل كبير من تكلفة الاختبار.
2. اختبار التعرض للأماكن الخارجية
يشير التعرض المباشر في الهواء الطلق إلى التعرض المباشر لأشعة الشمس والظروف المناخية الأخرى. إنها الطريقة الأكثر مباشرة لتقييم مقاومة المواد البلاستيكية للعوامل الجوية.
المزايا:
انخفاض التكلفة المطلقة
اتساق جيد
بسيطة وسهلة التشغيل
العيوب:
عادة دورة طويلة جدا
التنوع المناخي العالمي
العينات المختلفة لها حساسية مختلفة في المناخات المختلفة
3. طريقة اختبار الشيخوخة المتسارعة في المختبر
لا يمكن لاختبار تقادم الضوء في المختبر أن يقصر الدورة فحسب، بل يتمتع أيضًا بقابلية تكرار جيدة ونطاق تطبيق واسع. ويتم إكمالها في المختبر طوال العملية، دون مراعاة القيود الجغرافية، كما أنها سهلة التشغيل وتتمتع بإمكانية تحكم قوية. إن محاكاة بيئة الإضاءة الفعلية واستخدام أساليب تعمير الضوء الاصطناعي المتسارع يمكن أن يحقق الغرض من التقييم السريع لأداء المواد. الطرق الرئيسية المستخدمة هي اختبار تقادم الضوء فوق البنفسجي، واختبار تقادم مصباح زينون، وتقادم ضوء قوس الكربون.
1. طريقة اختبار تقادم ضوء الزينون
اختبار تقادم مصباح زينون هو اختبار يحاكي طيف ضوء الشمس الكامل. يمكن لاختبار عمر مصباح زينون محاكاة المناخ الاصطناعي الطبيعي في وقت قصير. إنها وسيلة مهمة لفحص الصيغ وتحسين تكوين المنتج في عملية البحث العلمي والإنتاج، كما أنها جزء مهم من فحص جودة المنتج.
يمكن أن تساعد بيانات اختبار تقادم مصابيح زينون في اختيار مواد جديدة، وتحويل المواد الموجودة، وتقييم مدى تأثير التغييرات في الصيغ على متانة المنتجات
المبدأ الأساسي: تستخدم غرفة اختبار مصباح الزينون مصابيح الزينون لمحاكاة تأثيرات ضوء الشمس، وتستخدم الرطوبة المكثفة لمحاكاة المطر والندى. يتم وضع المادة التي تم اختبارها في دورة من الضوء والرطوبة بالتناوب عند درجة حرارة معينة للاختبار، ويمكنها إعادة إنتاج المخاطر التي تحدث في الهواء الطلق لأشهر أو حتى سنوات في بضعة أيام أو أسابيع.
تطبيق الاختبار:
يمكن أن يوفر محاكاة بيئية مقابلة واختبارات سريعة للبحث العلمي وتطوير المنتجات ومراقبة الجودة.
ويمكن استخدامه لاختيار مواد جديدة أو تحسين المواد الموجودة أو تقييم المتانة بعد التغييرات في تكوين المواد.
يمكنه محاكاة التغييرات التي تسببها المواد المعرضة لأشعة الشمس في ظل ظروف بيئية مختلفة.
2. طريقة اختبار الشيخوخة لضوء الفلورسنت بالأشعة فوق البنفسجية
يحاكي اختبار تقادم الأشعة فوق البنفسجية بشكل أساسي تأثير التحلل للأشعة فوق البنفسجية في ضوء الشمس على المنتج. وفي الوقت نفسه، يمكن أيضًا إعادة إنتاج الضرر الناجم عن المطر والندى. يتم إجراء الاختبار عن طريق تعريض المادة المراد اختبارها في دورة تفاعلية محكومة من ضوء الشمس والرطوبة مع زيادة درجة الحرارة. وتستخدم مصابيح الفلورسنت فوق البنفسجية لمحاكاة ضوء الشمس، كما يمكن محاكاة تأثير الرطوبة عن طريق التكثيف أو الرش.
المصباح الفلوري UV عبارة عن مصباح زئبقي منخفض الضغط بطول موجة 254nm. بسبب إضافة تعايش الفوسفور لتحويله إلى طول موجي أطول، يعتمد توزيع الطاقة لمصباح الأشعة فوق البنفسجية الفلوريسنت على طيف الانبعاث الناتج عن تعايش الفوسفور وانتشار الأنبوب الزجاجي. تنقسم مصابيح الفلورسنت عادةً إلى UVA وUVB. يحدد تطبيق التعرض للمواد نوع مصباح الأشعة فوق البنفسجية الذي يجب استخدامه.
3. طريقة اختبار الشيخوخة لضوء المصباح القوسي الكربوني
يعتبر مصباح قوس الكربون تقنية قديمة. تم استخدام أداة قوس الكربون في الأصل من قبل كيميائيي الصبغة الاصطناعية الألمان لتقييم ثبات الضوء للمنسوجات المصبوغة. تنقسم مصابيح قوس الكربون إلى مصابيح قوس الكربون المغلقة والمفتوحة. بغض النظر عن نوع مصباح القوس الكربوني، فإن طيفه يختلف تمامًا عن طيف ضوء الشمس. نظرًا للتاريخ الطويل لتقنية المشروع هذه، استخدمت تقنية تقادم محاكاة الضوء الاصطناعي الأولية هذه المعدات، لذلك لا يزال من الممكن رؤية هذه الطريقة في المعايير السابقة، خاصة في المعايير اليابانية المبكرة، حيث غالبًا ما يتم استخدام تكنولوجيا مصابيح قوس الكربون كضوء صناعي طريقة اختبار الشيخوخة.
وقت النشر: 20 أغسطس 2024