一文看懂汽车非金属内外饰材料的老化测试

汽车在使用过程中经常会遭受气候和环境的影响，其汽车内外饰材料、零部件及汽车外壳的使用性能也会随着时间的推移逐步降低及老化。

1

自然暴晒试验结果评价

02

耐热测试

 1.2 耐候测试后外观状态的评价

 耐候测试后，材料可能出现不同模式的失效，伴随不同的外观变化，常见的外观变化有几种状态，如图3所示。

2

主要失效模式及原因分析

汽车用内外饰件材料以高分子材料（塑料、橡胶、胶粘剂、织物等）为主，内外饰件的环境老化问题主要是高分子材料的老化问题，所以对内外饰件环境老化问题分析从根本上来说就是高分子的老化分析。    

 

01 高分子材料的老化

高分子材料的老化是指高分子材料在储存和使用过程中，由于内外因素的综合作用，逐渐失去原有的一些性质，使性能劣化的现象。

根据老化原因，高分子材料主要有以下一些老化情况：     

① 光老化：日光是导致高分子材料老化的主要因素，尤其是使用在室外的高分子材料。在光的作用下，高分子化合物由于吸收光能而发生光化学反应，使化学键破坏。光波波长越短，能量越高，对化学键的破坏能力也就越强。    

② 热老化：热的作用不仅能使共价键断裂，导致大分子裂解，也能使大分子间产生交联，还能加速高分子化合物氧化，从而使高分子材料发生热老化。     

③ 氧化：许多高分子材料被大气中的氧或臭氧所氧化，致使高分子链断裂而发生氧化型老化。高分子材料被氧化的程度与高分子化合物的化学结构有关，也与氧或臭氧在高分子材料中的扩散与吸收的速度有关。 

    一般情况下，具有不饱和碳链的高分子化合物比具有饱和碳链的高分子化合物容易老化；构造疏松的高分子材料比构造紧密的高分子材料容易老化。

④ 侵蚀：一般高分子材料抗侵蚀能力都比较强，但也有一些高分子材料在一定条件下会受到侵蚀。高分子材料所受到的侵蚀有化学侵蚀和生物侵蚀。

高分子材料受到某些化学物质作用时，高分子链产生化学变化，而使性能变劣；一些微生物在一定温度和一定湿度条件下，会使某些高分子材料霉变，发生降解反应，导致老化。     

高分子材料的光老化过程的初期老化缓慢，人眼不易观察到，老化初期主要是聚合物吸收紫外光，产生高分子自由基，随后以自由基链式机理，直接或通过氧作用发生降解，交联反应并伴随有羟基、烃基等降解产物生成；老化后期，由于大量羧基、羟基等生色基团增加了对紫外光的吸收，加速老化进程，以致产生进一步的降解、交联，使高分子材料变色、龟裂、力学和物理性能下降。     

02 高分子材料老化实例分析

① ABS 变形分析    

变形的主要原因在于ABS材料出现了问题，而ABS注塑加工过程影响不是很大，可能的原因如下：    

a）ABS原料问题。

聚合时丁二烯(三种成分中便宜的）含量过多，导致玻璃化温度降低，或者是三种物质聚合时分子量不够大。由于分子量小，玻璃化温度低，但流动性好，还有材料中添加的增塑剂也会使热变形温度降低； 

        b）回用料的添加。

就是报废的ABS料被打碎和原料混合来做新模具，因为ABS被打碎，所以很多高分子被打断，而平均分子量会降低，注塑时的流动性会很好，很容易加工，也能增加材料的韧性，但是分子量低了材料的性能会降低，其中硬度、缺口强度、玻璃化温度都会变低，同时也会出现色差。

 ② 高温老化激发的主要失效

    高温对公司材料激发的主要失效如下（首先变形是完全不能发生的）：ABS：主要激发自动氧化，由于试验箱内光线弱，对光氧化激发不大，呈现为变色；    

PC：激发效果不大，激发少量热裂解，由于箱内湿度不大对水解激发不大，同时对光氧化激发也不大，呈现为变色；     

PMMA：激发少量热裂解；     

橡胶：激发自动氧化，少量光氧化和热裂解，对交联有一些影响；     

硅胶：相对稳定，激发少，可能会造成一些脱水。 

  

03、预防和改进措施

① 内、外饰零件耐老化的技术要求

汽车内、外饰零件设计人员应掌握必要的材料老化知识，对零部件老化性能进行合理的定义，避免因提出过低或过高的要求而导致质量问题或成本浪费。比如，地毯因阳光照射很少，老化要求就不用定义很高。应考虑零件在整车上所处的位置(接受阳光照射的情况)，而不能仅考虑材料本身的老化性能。     

② 内、外饰材料的选择    

根据内、外饰零件老化性能要求，选择合适的材料，当然同时要综合考虑零件的其他各项功能性要求。对于一些可满足各项功能性要求、而耐老化性能不足的材料，可以对材料配方进行微调，加入一些光稳定剂之类的助剂，这些技术目前都已经比较成熟。    

③ 耐老化性能的充分验证    

需要对内、外饰零件的耐老化性能进行充分的验证、评价，否则会存在较大的质量风险。     

首先，测试方法很重要，要选取合适的测试条件，以更好地反映、贴近实际的使用状态。     

其次，考察要全面，不仅要对材料进行耐老化测试，还要对零部件以及整车进行耐候性测试和评价。     

第三，采取综合的试验方式，不仅要进行室内的加速老化测试，还要开展户外暴晒试验，用户外曝晒试验结果校正室内加速试验方法的结果。     

④ 生产过程的质量监控     

即使通过了相关的老化测试，也不表示该零件今后就不会出现问题了，还需要通过加强产品过程质量控制，保证材料和生产工艺等不发生变化，从而使产品质量保持稳定。     

⑤ 试验所用到的设备    

针对汽车内、外饰材料的检测需求不一样，我们常用的试验设备有： 恒温恒湿试验箱、高低温试验、紫外线老化试验箱、氙灯耐候老化试验箱、高温老化试验箱 、高低温湿热老化试验箱、高压加速老化试验箱等。在测试设备方面，我们可以提供专业的解决方案，解除您的后顾之忧

上海简户仪器设备有限公司是一家高科技合资企业,专业生产销售盐雾箱、恒温恒湿机、冷热冲击机、振动试验机、机械冲击机、跌落试验机的环境试验仪器的公司，专业研发生产销售经营各类可靠性环境试验设备。经验丰富，并得到许多国内外厂商的信赖与支持。
 　　自公司成立以来,多次服务于国内外大学和研究所等检测机构,如清华大学、苏州大学、哈尔滨工业大学、北京工业大学、法国申美检测、中科院物理所、中科院，SGS等**单位提供实施室方案和设备及其相关服务。努力开发半导体、光电、光通讯、航天太空、生物科技、食品、化工、制药等行业产品所需的测试设备装置。公司拥有一支专业的研发、生产和售後队伍，从产品的研发到售后服务，每一个环节都以客户的观点与需求作为思考的出发点。
 　　为适应市场快速变化及客户多样化的要求，上海简户仪器设备有限公司研发了性能与可靠性**JianHuTest产品系列.从精密零件到电脑资讯系统及有线无线通讯产业，均可提供高品质的设备与完善的售后服务。
 　　上海简户荣获企业认证，表明上海简户在技术、科技成果转化、拥有核心自主知识产权等方面得到了国家的高度认可。简户一直秉承"服务以人为本"的宗旨，为广大客户提供精良的设备及优质的服务，提供免费的送货上门、安装调试、一年的设备保养、终身维修，技术指导服务。始终如一的以"努力、合作、飞跃"的精神自我完善、不断发展、让客户与公司实现双赢局面。
 　　简户是集设计、销售、研发、维修服务等为一体的综合集团公司，从产品的研发到售后服务，每一个环节之间，都以客户的观点与需求作为思考的出发点，提供专业的环境设备。公司创始人从事仪器设备行业20余年，经验丰富、资历雄厚，带领简户公司全体同仁携手共建辉煌明天。公司成立以来，积极投入电子电工，航空，航天，生物科技，各大院校，及科研单位等行业所需的产品测试设备装置。
 　　简户拥有一支专业的研发、生产和售后服务队伍，从产品的研发到售后服务，每一个环节都以客户的观点与需求作为思考的出发点，目前拥有博士学位2人，硕士5人，参与环境试验箱国家标准起草和发行。企业制定标准，行业里通过ISO9001认证。是中国仪器仪表学会会员和理事单位。曾荣获CCTV《中国仪器仪表20强品牌》殊荣，2010年入驻上海世博会民企馆。简户自创办以来，参与3项国家标准起草与制定，获得40+件原创知识产权、软著、集成电路)，6次获得上海科技型中小企业称号，合作过3200+家合作客户(其中世界500强高校600家)。
 　　简户仪器今后必将牢记为客户提供优质产品和服务的宗旨，不忘为行业贡献前沿科学和技术的初心，再接再厉，砥砺前行！
 　　【简户仪器简介:成立2005年，是一家研发，生产，销售及售后齐全的综合性设备生产单位，多次评为科技型中小企业，并是国家高新技术企业，客户遍布高分子，汽车，半导体，塑胶，五金，科研院校，第三方检测等】
 　　【公司总部