يؤدي التعرض المطول لأشعة الشمس المباشرة، وارتفاع درجات الحرارة والرطوبة، إلى تشقق الطلاء، وفقدان الضوء، وبهتانه، واصفراره، وتفتته، وهي الأسباب الرئيسية لتلفه. وترتبط مقاومة الطلاء للعوامل الجوية بحساسية مكوناته الطيفية. يتكون راتنج الطلاء بشكل أساسي من راتنجات الإيبوكسي، وراتنجات الأمينو، وراتنجات البوليستر، ويحتوي على روابط ثنائية بين الكربون والأكسجين، وروابط أحادية بين الكربون والكربون، ومجموعات وظيفية أخرى. ونظرًا لاختلاف طاقات الروابط، تختلف المجموعات الوظيفية في حساسيتها للضوء ومقاومتها للعوامل الجوية. بالنسبة للطلاءات الخارجية، تُعد الأشعة فوق البنفسجية السبب الرئيسي لتلفها. ويمكن لاختبار التقادم المُعجّل بالأشعة فوق البنفسجية محاكاة الضرر الذي تُسببه الأشعة فوق البنفسجية في ضوء الشمس للطلاء، وإعادة إنتاج الضرر الناتج عن التعرض لأشهر أو حتى سنوات في غضون أيام أو أسابيع.

تحليل عوامل تقادم طلاء الدهان

الضوء، ودرجة الحرارة العالية، والرطوبة، أي من هذه العوامل الثلاثة ستسبب تلفًا لطلاء السيارة مع مرور الوقت، ولكنها غالبًا ما تعمل معًا، والضرر الناجم عن كل عامل سيكون أكبر من التأثير الفردي لأي من هذه العوامل.

تحليل عوامل تقادم طلاء الدهان

1. التعرض لأشعة الشمس

تعتمد درجة ونوع تدهور الطلاء على حساسية الراتنج للطيف الضوئي. فلكل طول موجي تأثيره التدميري الخاص. ولكل راتنج حساسية طيفية مختلفة، تحدد ما إذا كان حساسًا للأطوال الموجية القصيرة أو الطويلة أو كليهما. ولكل رابطة طول موجي حرج، يمتلك هذا الطول الموجي طاقة كافية لتفاعل الرابطة. فالأطوال الموجية الأقصر من الطول الموجي الحرج قادرة على كسر الروابط، بينما لا تستطيع الأطوال الموجية الأطول، مهما بلغت شدة الضوء، كسر الروابط.

تتكون راتنجات طلاء السيارات بشكل أساسي من راتنجات البوليستر، وراتنجات الأمينو، وراتنجات الألكيد، وراتنجات الأكريليك، بالإضافة إلى واحد أو أكثر من مكوناتها (بما في ذلك مجموعات وظيفية مثل cc، وch، وoh، وco وغيرها)، وتحتوي على مجموعات وظيفية تتوافق مع نطاق الطول الموجي الحساس من 231 إلى 376 نانومتر (يُبين الجدول 1 الطول الموجي الحساس لراتنجات الطلاء الشائعة). يتوافق هذا الطول الموجي مع الطول الموجي للأشعة فوق البنفسجية قصيرة الموجة في ضوء الشمس.

2 درجة حرارة عالية

تُعدّ درجات الحرارة المرتفعة عاملاً مهماً في تلف طلاء السيارات. فمع ارتفاع درجة الحرارة، يزداد تدهور الطلاء بفعل الضوء. ورغم أن درجة الحرارة لا تؤثر على التفاعلات الكيميائية الضوئية الأولية، إلا أنها تؤثر على التفاعلات الكيميائية الثانوية. لذا، يجب أن توفر اختبارات التقادم المخبرية تحكماً دقيقاً في درجة الحرارة، وعادةً ما تُسرّع عملية التقادم بالتسخين.

3 رطوبة

يُعدّ الندى والمطر والرطوبة العالية من الأسباب الرئيسية لتلف طلاء السيارات بسبب الرطوبة. تُشير الإحصائيات إلى أن السيارات المتروكة في الخارج تبقى رطبة لفترات طويلة يوميًا. ويُعتبر الندى، الناتج عن الرطوبة، العامل الرئيسي للرطوبة الخارجية، إذ أن الضرر الذي يُلحقه الندى بطلاء السيارة أكبر من ضرر مياه الأمطار، لأنه يبقى على الطلاء لفترة أطول، مما يُؤدي إلى امتصاص كمية أكبر من الرطوبة.

اختبار الشيخوخة المعجلة بالأشعة فوق البنفسجية

1. شروط الاختبار

جهاز تقادم QUV استُخدمت في هذا الاختبار. يمكن لجهاز اختبار التقادم QUV تحقيق وظائف المحاكاة التالية.

2. محاكاة أشعة الشمس

تستخدم تقنية QUV مصابيح الأشعة فوق البنفسجية الفلورية لمحاكاة أشعة الشمس بهدف إلحاق الضرر بطبقة الطلاء. يتميز أنبوب مصباح uva-340 بتأثير محاكاة جيد لجزء الموجات القصيرة من الأشعة فوق البنفسجية في ضوء الشمس، ويتوافق توزيع طاقته الطيفية ضمن نقطة قطع ضوء الشمس حتى حوالي 360 نانومتر بشكل جيد مع الطيف الشمسي (كما هو موضح في الشكل 1).

3. التحكم في الإشعاع

تم تجهيز جهاز محاكاة تقادم الإضاءة بتقنية QUV بوحدة تحكم بصرية قوية تعمل بضوء النهار، قادرة على التحكم المستمر والتلقائي في شدة الإضاءة والحفاظ عليها بدقة عالية باستخدام نظام التغذية الراجعة للعين الشمسية. وتقوم العين الشمسية بتعويض تغير شدة الإضاءة الناتج عن تقادم أنبوب المصباح وعوامل أخرى تلقائيًا عن طريق ضبط طاقة المصباح. وبذلك، يمكن محاكاة الأضرار التي تحدث في الهواء الطلق على مدى شهور أو حتى سنوات في غضون أيام أو أسابيع قليلة.

4. محاكاة الرطوبة

يُستخدم الماء الموجود في قاع غرفة اختبار محاكاة الرطوبة لتسخينه وتوليد البخار، مما يحافظ على رطوبة الغرفة عند 100%. في جهاز QUV، تُشكّل عينة الاختبار الجدار الجانبي للغرفة، بينما يتعرض الجانب الآخر للهواء المحيط. يؤدي الهواء البارد نسبيًا في الغرفة إلى انخفاض درجة حرارة سطح عينة الاختبار بعدة درجات عن درجة حرارة البخار الساخن. يُنتج فرق درجة الحرارة هذا ظاهرة دورة التكثيف، حيث يتكثف الماء السائل على سطح العينة ببطء (كما هو موضح في الشكل 2). بالإضافة إلى ذلك، تتم عملية التكثيف عند درجة حرارة أعلى (عادةً 50 درجة مئوية)، مما يُسرّع بشكل كبير من تآكل الرطوبة. يُعد استخدام دورة التكثيف الحراري الطويلة في جهاز QUV لمحاكاة تآكل الرطوبة الخارجية أكثر فعالية من الطرق الأخرى، مثل الرش أو النقع أو الرطوبة العالية.

تعتبر دورات التكثيف الحراري التي تحاكي تآكل الرطوبة في الهواء الطلق أكثر فعالية من الطرق الأخرى، مثل الرش أو النقع أو الرطوبة العالية.

خاتمة

بعد إجراء مقارنة شاملة للتغيرات في اللمعان واللون والتصاق طبقات الطلاء الخاصة بالشركة أ والشركة ب قبل الاختبار وبعده، يمكن ملاحظة أن مقاومة التجوية لطبقات الطلاء الخاصة بالشركة أ أفضل من تلك الخاصة بالشركة ب، وأن نظام الطلاء الخاص بالشركة ب ليس مستقرًا جدًا، وأن المؤشرات تتقلب بشكل كبير بين الألوان المختلفة.

اختبار الشيخوخة المتسارعة بالأشعة فوق البنفسجية يمكن لهذه التقنية، في ظل ظروف قابلة للتحكم، تقصير دورة تطوير واختيار الطلاءات الملونة الجديدة، والتنبؤ بالطلاءات التي قد تسبب مشاكل، وتقليل خسائر مصنعي السيارات. مع ذلك، فإن البيانات التجريبية التي تم الحصول عليها من اختبار التقادم المتسارع بالأشعة فوق البنفسجية هي بيانات نسبية، ولا يمكنها إلا تحديد مقاومة المواد المتشابهة للعوامل الجوية.

بريد إلكتروني: hello@utstesters.com

الموقع الإلكتروني: www.uttesters.com

الهاتف: +86 596 7686689

الخط المباشر: +86 15260605085