Plásticos
Ensayos de irradiación para plásticos
Los plásticos se utilizan en aplicaciones muy diversas: carcasas, cubiertas transparentes, películas, juntas o superficies decorativas. Las propiedades que deben conservar a largo plazo dependen de su función y de las condiciones de uso correspondientes.
Los ensayos de irradiación definidos permiten investigar distintos materiales, formulaciones y diseños de componentes en condiciones comparables. La fuente de radiación y el perfil de carga se seleccionan según se estudie, por ejemplo, una aplicación exterior, una aplicación detrás de un acristalamiento o una exposición UV específica. La serie de normas ISO 4892 proporciona un marco de procedimientos para la exposición de plásticos a fuentes de luz de laboratorio.
BF Engineering desarrolla la tecnología de irradiación para estos montajes de ensayo. El espectro de radiación, la superficie de ensayo y la configuración del sistema se adaptan al objetivo de la investigación del material y a las condiciones de ensayo previstas.
Comparar variantes de materiales y diseños de componentes
Los ensayos de plásticos pueden comenzar durante la selección de una formulación adecuada. Las muestras pequeñas facilitan la comparación de distintas variantes, mientras que las investigaciones del componente terminado también tienen en cuenta su geometría y procesamiento.
Antes de comenzar la exposición, se definen las propiedades que deben conservarse y los cambios que se van a evaluar. Según la aplicación, el interés puede centrarse en el aspecto, las propiedades mecánicas o el funcionamiento de un componente. Las muestras de referencia y las mediciones iniciales documentadas proporcionan la base para la comparación posterior.
Ámbitos habituales de investigación:
- Comparación de diferentes formulaciones de plásticos y lotes de materiales
- Investigación de variantes de pigmentación y estabilización
- Evaluación de superficies plásticas transparentes y coloreadas
- Comparación de diferentes variantes de procesamiento y diseños de componentes
- Preparación de muestras para posteriores ensayos funcionales o de materiales
Adaptar la exposición a la luz al uso previsto
Una exposición UV específica y una simulación solar de espectro más amplio representan cargas diferentes. La opción adecuada depende del objetivo del ensayo y del procedimiento acordado. Cuando corresponde, también se considera el filtrado a través de vidrio u otras cubiertas.
Además del espectro, se definen la irradiancia, la duración de la exposición y la distribución espacial. Para obtener resultados comparables, debe poder determinarse qué radiación llega realmente a las muestras. Por ello, se documentan los cambios de posición de las muestras o de distancia de las luminarias.
Parámetros principales de diseño:
- Intervalos de longitud de onda relevantes y distribución espectral
- Irradiancia en el plano de las muestras
- Dimensiones y uniformidad de la superficie útil de ensayo
- Dosis de radiación y perfil temporal de exposición
- Filtrado a través de acristalamientos o materiales situados en el recorrido óptico
Considerar conjuntamente la temperatura, la humedad y la sujeción de las muestras
La irradiación se planifica junto con las demás condiciones de contorno. Es especialmente importante la temperatura real de la muestra, que puede diferir de la temperatura del aire. Los distintos colores, espesores y sistemas de sujeción pueden dar lugar a condiciones térmicas diferentes.
Si la humedad, la humectación u otras fases de carga forman parte del programa de ensayo, se definen dentro de una secuencia coordinada. En los ensayos comparativos, también deben poder verificarse la preparación de las muestras, su acondicionamiento y el almacenamiento entre las etapas del ensayo.
Condiciones de contorno relevantes:
- Temperatura de la muestra y temperatura ambiente
- Humedad del aire y condiciones de humectación, cuando corresponda
- Espesor del material, geometría de la muestra y cara irradiada
- Fijación y transferencia de calor a través del soporte de la muestra
- Acondicionamiento, interrupciones y almacenamiento intermedio
Evaluar los cambios según la función del material
La evaluación se basa en los requisitos del material plástico. En una cubierta transparente pueden ser decisivas las propiedades ópticas, mientras que en un componente sometido a cargas pueden tener prioridad las características mecánicas o funcionales.
Los métodos de medición y los criterios de evaluación se establecen previamente y se aplican después de etapas de exposición definidas. La transferencia de resultados acelerados de laboratorio a periodos concretos de uso requiere una validación adecuada al material y a la aplicación; la duración del ensayo por sí sola no proporciona un factor de conversión universal.
Posibles parámetros de evaluación:
- Cambio de color, amarilleamiento y brillo
- Transmitancia y turbidez de muestras transparentes
- Grietas y cambios en la estructura superficial
- Propiedades mecánicas según los métodos de ensayo acordados
- Funcionamiento y estabilidad dimensional de componentes seleccionados
Diseñar la tecnología de irradiación según el programa de muestras
Ya se trate de pequeñas series de muestras o de componentes plásticos de mayor tamaño, el montaje debe adaptarse a los formatos previstos y al funcionamiento del laboratorio. El cambio de muestras, las posiciones de los sensores y las mediciones de verificación se consideran desde la planificación.
BF Engineering adapta el sistema de irradiación a la superficie de ensayo necesaria y a las condiciones de carga acordadas. Las interfaces con el control climático, la supervisión de temperatura y la adquisición de datos se definen para cada proyecto.
Aspectos relevantes para la integración:
- Dimensiones y número de muestras ensayadas simultáneamente
- Soportes adecuados para placas, películas y componentes tridimensionales
- Alimentación eléctrica y evacuación del calor
- Supervisión de las condiciones de irradiación y temperatura
- Accesibilidad para el cambio de muestras, la limpieza y el mantenimiento
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