汽车零部件光老化测试样品的制备要求及处理方法
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汽车零部件在实际使用中需长期承受阳光直射、紫外线辐射等环境因素，易出现褪色、开裂、性能下降等光老化问题，直接影响整车可靠性与用户体验。光老化测试是模拟这一过程、评估零部件耐候性的核心手段，而样品制备的规范性直接决定测试结果的准确性与可比性——若样品处理不当，即使测试流程标准，也可能得出偏离实际的结论。因此，明确样品制备要求及科学处理方法，是汽车零部件光老化测试的前提与关键。
样品的代表性要求
汽车零部件光老化测试的核心目标是模拟实际使用场景下的老化过程，因此样品必须能真实反映零部件的实际状态——若样品不具代表性，测试结果将失去参考价值。首先，样品应从批量生产的合格零部件中随机抽取，而非实验室小试样品：批量生产的零部件经过完整的工艺链（如注塑、涂装、硫化），其材质均匀性、内应力状态更接近实际，而小试样品可能因工艺参数差异导致性能偏差。
其次，样品需覆盖零部件的主要受光区域。以汽车内饰为例，仪表板上部、中控台表面是长期暴露在光照下的“高风险区域”，样品应优先选取这些部位；外饰件如前保险杠、车门把手，需取车身外侧的成型面，而非内侧未受光的部位。对于复合材料（如涂层+塑料基材的内饰板），样品必须包含完整的层结构——若仅取基材或仅取涂层，无法评估层间结合力的老化情况，而实际使用中涂层脱落往往是层间老化的结果。
此外，需严格排除有缺陷的样品。划痕、气泡、飞边等表面缺陷会破坏材料的结构完整性：划痕会增加紫外线的吸收面积，气泡会导致内部应力集中，这些缺陷都会加速老化，使测试结果偏离正常水平。因此，制备前需用目视或放大镜检查样品，剔除有明显缺陷的个体。
样品的尺寸与形状规范
光老化测试设备（如氙灯老化箱、紫外线老化箱）对样品尺寸有明确要求，其核心目的是保证样品受光均匀性与测试条件的一致性。以常见的氙灯老化箱为例，样品架的标准卡槽尺寸通常为100mm×150mm（矩形）或直径50mm（圆形），若零部件尺寸超过这一范围，需切割成标准尺寸——切割时必须使用冷切工具（如金刚石锯片），避免高温导致材料熔化或降解（热切割会使塑料表面形成焦糊层，改变其光学性能）。
切割后的样品边缘需进行打磨处理，去除毛刺与锋利边角：毛刺会在测试中吸收更多热量，导致局部温度升高，加速老化；锋利边角易划破夹具或胶带，影响固定稳定性。对于曲面样品（如车门内饰的弧形面板），若弧度超过15°，需用耐高温夹具将其固定成平面——曲面会导致光照强度分布不均（凸面中心光照强，边缘弱），平面固定能保证整个测试表面受光一致。
样品厚度也需与实际使用一致。以PP塑料仪表板为例，实际厚度通常为2mm-3mm，若制备的样品厚度仅1mm，会因热传导更快导致内部温度更高，老化速度加快；若厚度达4mm，紫外线穿透深度有限，内层材料无法得到有效测试。因此，样品厚度需用千分尺测量，偏差控制在±0.1mm以内。
样品的预处理流程
样品表面的污染物（如油污、灰尘、脱模剂）会直接影响光老化测试结果：油污会吸收紫外线并产生热效应，灰尘会遮挡光照，脱模剂会改变材料表面的亲水性，这些都会加速或延缓老化过程。因此，预处理的第一步是清洁——需根据材质选择合适的清洁剂：塑料件用异丙醇擦拭（中性，不腐蚀材质），橡胶件用肥皂水溶液清洗（去除表面的滑石粉），涂层件用去离子水冲洗（避免清洁剂破坏涂层）。
清洁后的样品需进行状态调节。根据GB/T 2918-2018《塑料 试样状态调节和试验的标准环境》，样品需在温度23℃±2℃、相对湿度50%±5%的环境中放置至少24小时，使样品达到湿度平衡。对于吸湿性材料（如尼龙、PVA），状态调节时间需延长至48小时——未平衡的样品会在测试中因水分挥发导致尺寸变化，影响力学性能测试结果（如拉伸强度下降）。
此外，刚生产的样品需进行“应力释放”处理。注塑或硫化后的塑料、橡胶件内部存在残余应力，若直接测试，残余应力会在光老化过程中释放，导致样品变形（如翘曲、开裂），影响结果准确性。应力释放的方法通常是低温退火：塑料件在80℃下保温2小时，橡胶件在60℃下保温3小时，但温度需低于材料的玻璃化转变温度（Tg）或硫化温度，避免材料性能改变。
不同材质的特殊处理要求
塑料件是汽车零部件中最常见的材质，其处理需关注加工残余应力与结晶度。热塑性塑料（如ABS、PC）在注塑过程中因冷却速度快，内部会形成不均匀的结晶结构，预处理时需进行退火处理（如ABS在70℃下保温1小时），使结晶更均匀；热固性塑料（如酚醛树脂）需保证完全固化——未完全固化的样品会在测试中继续交联，导致硬度上升，偏离实际使用情况。
橡胶件的处理重点是避免弹性变形。橡胶是高弹性材料，测试前需在自由状态下放置，不能用夹具固定过紧（过紧会导致永久变形）；对于硫化橡胶，需保证硫化程度一致——不同硫化时间（如10分钟 vs 20分钟）的橡胶，交联密度差异大，老化速度也会不同。因此，样品需来自同一硫化批次，硫化时间偏差控制在±1分钟以内。
涂层件（如车身油漆、内饰喷塑件）需保证涂层体系完整。以车身面漆为例，通常由底漆（防锈）、面漆（颜色）、清漆（保护）三层组成，样品需包含这三层结构，不能仅取面漆——清漆的耐候性直接影响整个涂层的寿命，若仅测试面漆，无法评估清漆的老化情况。此外，涂层厚度需与实际一致（如面漆厚度50μm-80μm），厚度偏差超过±5μm会导致紫外线穿透深度变化，影响测试结果。
样品的固定与安装技巧
样品的固定方式需保证测试表面完全暴露且无变形。对于刚性样品（如塑料仪表板），可用不锈钢夹具固定在样品架上，夹具需夹在样品的非测试区域（如边缘），避免遮挡测试表面；对于柔性样品（如橡胶密封条），需用高温胶带（如聚酰亚胺胶带）固定成平整状态，胶带宽度不超过5mm，且仅贴在样品边缘——若胶带覆盖测试表面，会阻挡紫外线，导致该区域老化速度减慢。
样品之间的间距需符合要求。根据ISO 4892-2标准，样品之间的最小间距为10mm，避免互相遮挡或影响热对流（间距过小会导致样品间温度升高，加速老化）。对于大型样品（如汽车保险杠），若无法切割成标准尺寸，需调整样品架的角度（如倾斜30°），保证光照均匀覆盖样品表面，同时记录样品的安装角度与位置（如“保险杠样品安装角度30°，中心对准氙灯源”）。
带有金属嵌件的样品需进行绝缘处理。如带钢片的塑料内饰板，固定时需用绝缘垫片（如聚四氟乙烯）隔开金属嵌件与样品架，避免金属与样品架接触导致电化学腐蚀——腐蚀会产生锈迹，污染样品表面，影响外观测试结果（如褪色评级）。
样品的标识与可追溯性管理
样品的标识需满足“唯一、清晰、耐环境”的要求。唯一标识是指每个样品有独立的编号（如“PP-仪表板-20240301-001”），包含样品材质、名称、制备日期、序号；清晰是指标识需用激光打标或耐溶剂墨水（如永久性记号笔）标记，不能用普通圆珠笔（会被测试环境中的水或溶剂擦掉）；耐环境是指标识需能承受测试中的高温（如氙灯老化箱的温度可达80℃）、湿度（95%RH）与紫外线照射，不会模糊或脱落。
样品的信息记录需完整。记录内容包括：原材料供应商（如PP树脂来自XX公司）、生产工艺参数（注塑温度200℃，保压时间10秒）、预处理条件（清洁用异丙醇，状态调节24小时）、抽取部位（仪表板上部中央）。这些信息需在测试前录入系统，测试后归档保存——若某批次样品老化速度异常（如比标准值快2倍），可通过记录追溯到原材料或生产工艺的问题（如注塑温度过高导致材料降解）。
测试过程中需定期检查标识。在光老化测试的中间环节（如每500小时），需取出样品检查标识是否清晰，若有模糊，需用相同方法补标（如激光打标），补标位置需与原标识一致，避免覆盖测试表面。
平行样品的制备要求
平行样品是保证测试结果可靠性的关键。根据GB/T 16422.2-2014《塑料 实验室光源暴露试验方法 第2部分：氙弧灯》，平行样品数量需至少3个，且来自同一批次、同一部位、同一制备流程。例如，测试某款PP仪表板的耐候性，需从同一注塑批次中抽取3个仪表板，每个仪表板取上部中央区域，切割成100mm×150mm的样品，预处理条件完全一致（清洁用异丙醇，状态调节24小时）。
平行样品的测试结果需进行统计分析。例如，3个样品的色差变化（ΔE）分别为2.1、2.3、2.2，平均值为2.2，标准差为0.1，说明结果重复性好；若某一样品的ΔE为3.5，远高于平均值，需检查该样品的制备过程：是否取了有划痕的部位？是否清洁时用了腐蚀性溶剂？是否状态调节时间不足？
平行样品的制备需避免“人为差异”。例如，切割样品时需使用同一把金刚石锯片，避免不同锯片的切割速度差异导致样品边缘质量不同；清洁时需使用同一瓶异丙醇，避免不同批次清洁剂的纯度差异影响结果。只有保证平行样品的制备过程完全一致，才能得出可靠的统计结果。
