Pruebas de Envejecimiento Acelerado - Polímeros termoplásticos, elastómeros y aditivos

Las pruebas de resistencia a la intemperie UV aceleradas de formulaciones anti-UV utilizan fuentes artificiales de luz UV, como lámparas de arco de xenón estandarizadas. Sin embargo, esta prueba puede proporcionar resultados diferentes a los que se encuentran en servicio con una pieza real creada con condiciones de procesamiento de producción. Por ejemplo, el tiempo de prueba que tarda una muestra expuesta en perder el 50% de sus propiedades de alargamiento (una medida común de estabilidad a la luz) puede diferir mucho según la prueba. No existe una solución de prueba perfecta: las pruebas al aire libre (por ejemplo, las pruebas de exposición de “Florida”) requieren mucho tiempo, mientras que las pruebas aceleradas pueden proporcionar conclusiones engañosas sobre cómo funcionará realmente un sistema estabilizador. Por lo tanto, el enfoque mejor informado requiere tener en cuenta los datos que correlacionan las pruebas de intemperismo acelerado con las pruebas de campo al aire libre reales. Por ejemplo, una estimación aproximada sugiere que unas 16.000 h (, 2 años) de pruebas de lámparas Weather-Ometer equivalen a unos 12,5 años de exposición al aire libre en Florida.

Cuando se exponen a los elementos, los materiales poliméricos comienzan a presentar grietas ambientales, que conducen a fallas tempranas a niveles de tensión significativamente más bajos que aquellos en ausencia de estos ambientes.  Se encuentran disponibles pruebas estándar como la prueba DIN 53486 para evaluar los efectos de la intemperie en las propiedades de los materiales poliméricos. A menudo no está claro qué aspectos de la meteorización o qué combinaciones de aspectos influyen más en la descomposición del material. Por lo tanto, a menudo se realizan pruebas de laboratorio para aislar los factores de intemperismo individuales, como la radiación ultravioleta. El xenotest DIN 53487 es una prueba estándar para exponer muestras de prueba de polímero a la radiación UV en un entorno controlado. La prueba ASTM-D 4674 evalúa la estabilidad del color de las muestras de polímero expuestas a la radiación ultravioleta. También existen pruebas estándar para probar materiales para aplicaciones específicas, como la prueba ASTM-D 2561, que evalúa la resistencia al agrietamiento por tensión ambiental de los contenedores de polietileno moldeado por soplado. Como puede verse, el efecto de la radiación ultravioleta, la humedad y la temperatura extrema es perjudicial para las propiedades mecánicas de las piezas de plástico. Como puede verse, la resistencia al impacto disminuye rápidamente en los primeros seis meses y es solo el 11% de su valor original después de solo dos años. La ubicación y el clima de una región pueden desempeñar un papel importante en la meteorización de los componentes poliméricos. Después de cinco años de intemperismo, el PVC expuesto en Alemania todavía tiene el 95% de su resistencia al impacto original, mientras que las muestras expuestas en Singapur tienen menos del 5% de su resistencia inicial. Las pérdidas de fuerza y ​​la decoloración en un proceso de meteorización se atribuyen principalmente a los rayos ultravioleta recibidos de la luz solar. Esto se puede demostrar trazando las propiedades en función de la luz solar real recibida en lugar del tiempo de exposición. El efecto de la intemperie a menudo se puede mitigar con el uso de pigmentos, como el TiO2 o el hollín, que absorben la radiación ultravioleta, lo que dificulta la penetración de la superficie de un componente polimérico. El más importante es el hollín. Por ejemplo, el ABS con pigmentos blancos y negros exhibe una mejora notable en las propiedades después de la exposición a la radiación ultravioleta.