木塑复合材料抗老化检测

木塑复合材料（WPC）由木材纤维与塑料基体复合而成，其抗老化性能直接影响户外景观、建筑模板等场景的使用寿命。

抗老化检测通过模拟自然环境或加速老化条件，评估材料在光、热、湿度等因素作用下的性能衰减程度，是 WPC 配方优化与工程应用的关键质控环节。

检测前准备与样品要求

样品制备规范：

取样方向：沿板材纵向截取 150mm×50mm×（5-10）mm 的试样，每组测试至少制备 6 个平行样（3 个老化前对照，3 个老化后测试）；

表面处理：试样表面需砂光至粗糙度 Ra≤3.2μm，避免毛刺或划痕（缺陷处易引发老化开裂，导致数据偏差超 15%）；

环境预处理：测试前试样需在温度 23℃±2℃、湿度 50%±5% 环境中放置 48 小时，消除加工应力与含水率影响；

基础性能标定：老化前需先测定试样的初始力学性能（如拉伸强度、弯曲弹性模量），作为老化后性能衰减的基准值。

核心检测方法与操作流程

1. 紫外（UV）加速老化试验（GB/T 16422.3-2014）

设备参数控制：

光源：采用 340nm 紫外荧光灯（模拟太阳光中紫外短波），辐照度控制在 0.68W/㎡（@340nm），黑板温度 60℃±3℃，循环周期为 8 小时光照 + 4 小时冷凝（湿度≥95%）；

试样摆放：试样与光源距离保持 15-20cm，且不重叠，避免阴影导致老化不均匀；

老化周期设定：常规检测周期为 500 小时（相当于户外暴露 1 年），每 100 小时取样检测性能变化。

2. 热氧老化试验（GB/T 7141-2013）

老化条件：

烘箱温度：根据应用场景设定（如户外用 WPC 选 70℃±2℃），老化时间 1000 小时（模拟 5 年高温环境）；

换气速率：10-20 次 / 小时，确保氧气充足（缺氧会使热氧老化速率降低 30% 以上）；

性能监测：每 200 小时测试试样的质量损失率（失重超 5% 预示基体降解）及冲击强度（缺口冲击强度下降超 20% 视为老化失效）。

3. 湿热老化试验（GB/T 2572-2008）

环境模拟：

恒温恒湿箱：温度 60℃±2℃，湿度 95%±3%，持续时间 500 小时；

试样处理：老化过程中需定期喷水（pH 值 6.5-7.5），模拟酸雨或冷凝水侵蚀；

重点检测：老化后测定吸水率（吸水率超 12% 表明木纤维与塑料界面脱粘）及拉伸强度保留率。

影响检测结果的关键因素

配方组成：

塑料基体：高密度聚乙烯（HDPE）基 WPC 的抗老化性优于聚丙烯（PP）基，因 HDPE 分子链规整度更高；

添加剂：添加 5%-8% 的纳米 TiO₂（粒径 20-30nm）可使紫外老化寿命延长 2-3 倍，未添加抗氧剂的 WPC 热氧老化 1000 小时后强度衰减超 40%；

木纤维处理：经硅烷偶联剂改性的木纤维（处理浓度 2%）可改善界面相容性，湿热老化后强度保留率比未改性试样高 15%-20%；

老化协同效应：紫外 - 热 - 湿协同老化时，WPC 性能衰减速度是单一因素老化的 3-5 倍，检测需优先选择多因素复合老化方法。

结果判定与应用要点

性能保留率标准：

合格指标：紫外老化 500 小时后，拉伸强度保留率≥80%，色差 ΔE≤3.0；热氧老化 1000 小时后，弯曲强度保留率≥75%；

失效判定：若表面出现肉眼可见裂纹（宽度＞0.2mm）或质量损失率＞8%，直接判定抗老化性能不达标；

数据统计要求：3 个老化后试样的性能平均值作为结果，单值与平均值偏差超 10% 时需重新测试；

户外应用建议：高紫外线地区（如高原）使用的 WPC，需追加 300 小时紫外老化测试，且老化后冲击强度保留率应≥60%。

对于海洋性气候（高盐雾）或工业污染（酸雨）环境的 WPC，可补充盐雾老化（GB/T 10125）或酸雾老化测试，需进一步说明场景以细化方案。