Künstliche Bewitterung von Kunststoffen


Die künstliche Bewitterung von Kunststoffen stellt eine Kombination aus künstlicher Bestrahlung und Einwirkung von Wasser in Form von Besprühung und/oder Kondensation dar.

Für die künstliche Bewitterung von Prüfkörpern bzw. Bauteilen stehen Geräte mit UV-Fluoreszenzlampen (QUV/spray) sowie Xenonbogenlampen (Xe-3-HDS, Xe-2-HS) zur Verfügung.


Xenonbogenbewitterung

Für die künstliche Bewitterung mit Xenonbogenlampen stehen sowohl Rotationstrommel- wie auch Flachbettprüfgeräte zur Verfügung. Dabei wird hinsichtlich der Anordnung in der Prüfkammer unterschieden. Bei dem Rotationstrommelprüfgerät ist die Xenonbogenlampe senkrecht angeordnet und um die Lampe herum rotieren die Probenhalterungen. Das Flachbettprüfgerät ist durch eine ebene, flache Probenkammer gekennzeichnet. Die Expositionsfläche hat die Abmessungen 45 cm x 72 cm. Damit können sowohl Prüfkörper, Platten als auch 3-dimensionale Bauteile untersucht werden. Die Bestrahlung erfolgt durch drei in der Decke der Kammer befindliche Xenonbogenlampen. Eine Besonderheit bei dem von uns genutzten Flachbettgerät Q-Sun Xe-3-HDS ist die Möglichkeit, neben einer Besprühung mit  Wasser auch eine Besprühung mit einer weiteren Flüssigkeit mit z. B. unterschiedlichen pH-Werten zu realisieren.

Die Strahlungscharakteristik bei Xenonbogenlampen wird durch die Verwendung von geeigneten Filtern angepasst, es wird entsprechend der DIN EN ISO 4892-2 das Verfahren A zur Prüfung mit Filtern für Globalstrahlung (künstliches Bewittern) und das Verfahren B zur Prüfung mit Filtern für Globalstrahlung hinter Fensterglas unterschieden.


UV-Bewitterung

Für die Realisierung der mit UV-Fluoreszenzlampen durchgeführten künstlichen Bewitterung bzw. Bestrahlung werden nach DIN EN ISO 4892-3 verschiedene Lampen verwendet, welche eine unterschiedliche Strahlungscharakteristik aufweisen. Das Verfahren A beschreibt die Bewitterung mit UVA-340-Lampen (Typ 1A) und das Verfahren B die Globalstrahlung hinter Fensterglas mit UVA-351-Lampen (Typ 1B). Bei beiden Lampen wird eine sehr gute Übereinstimmung mit der Strahlungscharakteristik des Sonnenlichtes erreicht.

Die UVB-313-Lampen emittieren dagegen auch im Bereich des mittleren und fernen UV-Bereiches und damit unterhalb der solaren cut-off-Wellenlänge von 295 nm. Diese Lampen werden insbesondere für Untersuchungen in der Luft- und Raumfahrt verwendet. 


Akkreditierte Normen

  • DIN EN 513:
    Profile aus weichmacherfreiem Polyvinylchlorid (PVC-U) zur Herstellung von Fenstern und Türen – Bestimmung der Wetterechtheit und Wetterbeständigkeit durch künstliche Bewitterung
  • DIN EN ISO 4892:
    Kunststoffe – Künstliches Bestrahlen oder Bewittern in Geräten
    • Teil 1: Allgemeine Anleitung
    • Teil 2: Xenonbogenlampen
    • Teil 3: UV-Leuchtstofflampen

Weitere Normen

  • AATCC TM 169:
    Weather Resistance of Textiles – Xenon Lamp Exposure
  • AATCC TM 186:
    Weather Resistance – UV Light and Moisture Exposure
  • ASTM D 2565:
    Prüfung der Lichtbeständigkeit von Kunststoffen – Xenotest-Prüfung
  • ASTM D 4329:
    Standard Practice for Fluorescent UV Exposure of Plastics
  • ASTM D 4459:
    Standard Practice for Xenon-Arc Exposure of Plastics Intended for Indoor Applications
  • ASTM D 4798:
    Standard Practice for Accelerated Weathering Test Conditions and Procedures for Bituminous Materials (Xenon-Arc Method)
  • ASTM D 5208:
    Standard Practice for Fluorescent Ultraviolet (UV) Exposure of Photodegradable Plastics
  • ASTM G 154:
    Standard Practice for Operating Fluorescent Light Apparatus for UV Exposure of Nonmetallic Materials
  • ASTM G 155:
    Standard Practice for Operating Xenon Arc Light Apparatus for Exposure of Non-Metallic Materials
  • SAE J 2020:
    Accelerated Exposure of Automotive Exterior Materials Using a Fluorescent UV and Condensation Apparatus
  • SAE J 2527:
    Accelerated Exposure of Automotive Exterior Materials – Using a Controlled Irradiance Apparatus
  • Ford FLTM BO 115-01:
    Plastics - Resistance To Artificial Weathering
  • Mercedes Benz DBL 5555:
    Supply Specification – Finished Parts and Semi-finished Products Made of Organic Polymer Materials – General Conditions and Test Methods
  • Porsche PPV 4014:
    Exterieur – Bewitterung nichtmetallischer Werkstoffe – Prüfung im trocken-heißem Klima / im feucht-warmem Klima
  • VW PV 3929:
    Nichtmetallische Werkstoffe – Bewitterung in trocken-heißem Klima
  • VW PV 3930:
    Nichtmetallische Werkstoffe – Bewitterung in feucht-warmem Klima
  • ASTM G 151:
    Standard Practice for Exposing Nonmetallic Materials in Accelerated Test Devices that Use Laboratory Light Sources
  • DIN EN ISO 4892:
    Kunststoffe – Künstliches Bestrahlen oder Bewittern in Geräten
    • Teil 1: Allgemeine Anleitung

Gerätetechnische Ausstattung

Xenonbogenstrahler – Q-Sun Xe-2-HS

  • Von der Fa. Q-Lab Corporation (USA)
  • Filter für Prüfung im Freien sowie hinter Fensterglas
  • Regelung der relativen Luftfeuchtigkeit
  • Rotationsgestell mit Probenbesprühung (Rotationstrommelgerät)
  • maßgeschneiderte Probenhalterungen möglich

Xenonbogenstrahler – Q-Sun Xe-3-HDS

  • Von der Fa. Q-Lab Corporation (USA)
  • Filter für Prüfung im Freien und hinter Fensterglas
  • Regelung der relativen Luftfeuchtigkeit
  • Sprüheinrichtung für Reinwasser und zusätzlicher Flüssigkeit, wie z. B. saurer Regen oder Schweißlösung, zur Probenbesprühung
  • Flachbettgerät
  • maßgeschneiderte Probenhalterungen möglich

(in Kooperation mit der Hochschule Merseburg)

UV-Schnellbewitterungsgerät – QUV/Spray

  • Fa. Q-Lab Corporation (USA)
  • Realisierung der UV-Beanspruchung im Freien und hinter Fensterglas
  • Kondensation und Probenbesprühung möglich
  • maßgeschneiderte Halterungen möglich

Reinwasseranlage – Elix 15

  • Von der Fa. Merck Chemicals GmbH
  • basierend auf Umkehrosmose und elektrischer Entionisierung
  • konstante Reinwasserleistung 15 l/h
Elix 15
Q-Sun Xe-2-HS
Q-Sun Xe-3-HDS

Ansprechpartner

Dr.-Ing. Marcus Schoßig
Telefon: +49 (0)3461 46-2874
marcus.schossig@psm-merseburg.de

Dr. Katja Oßwald
Telefon: +49 (0)3461 46-2774
katja.osswald@psm-merseburg.de

Quickinfo

Bewitterungsmethoden

  • Xenonbogenbewitterung
  • UV-Bewitterung

Normen

  • AATCC TM 169
  • AATCC TM 186
  • ASTM D 2565
  • ASTM D 4329
  • ASTM D 4459
  • ASTM D 4798
  • ASTM D 5208
  • ASTM G 151
  • ASTM G 154
  • ASTM G 155
  • DIN EN 513
  • DIN EN ISO 4892-1
  • DIN EN ISO 4892-2
  • DIN EN ISO 4892-3
  • SAE J 2020
  • SAE J 2527
  • Ford FLTM BO 115-01
  • Mercedes Benz DBL 5555
  • Porsche PPV 4014
  • VW PV 3929
  • VW PV 3930