George Wypych

（加拿大多伦多化学技术实验室）

摘要：重点论述了材料老化过程中环境因素对老化周期长短的影响以及造成的原因等。通过对人工加速老化及其加速老化和自然老化相关性的说明，进一步阐述了可降低这种相关性的诸多因素，以及这些因素对老化结果的影响程度，以便进一步研究确定人工加速老化方法的可行性，为材料老化的研究提供了较为具体、实际的方法和步骤。文中给出了如何遵照ASTM D 632 标准研究确定老化方法的流程图，需要考虑的因素等等，这对老化研究工作者提供了有效的捷径。

关键词：加速老化；相关性；寿命预测

毫无疑问，在所有关于气候老化的讨论中被问及最多的问题是“人造老化仪器运行多长时间相当于自然环境中的一年？”如果有人说：“该问题的准确答案是1 200 h”。你可能会问他们更多的技术问题及一些常识问题，来解我们所在环境中的所有能使其变化的因素。相反，如果有人回答：“我不知道。”你可能首先想到他花费金钱和时间做人工老化试验是很愚蠢的。如果这个问题使在气候方面知识渊博、经验丰富的研究人员们也感到为难，他们也许会说：“那得看在何种情况下。”也许，这才是正确的答案。

相关性与加速老化的定义

在材料耐久性方面，加速老化是指与传统的室外老化相比，使用自然加快或实验室人工方法快速地完成试验。这通常被表述为在同样使材料特性发生特定改变的情况下，自然环境曝晒所用的时间与在加速条件下使用的时间之比。相关性可以被定义为使用某种人工环境方法得出的结果与实际环境或使用环境效果趋同的能力。这种结果当然是指在曝晒中材料产生的变化。这些变化可能是机械的或外观的改变，例如失去光泽、变色，拉伸性能的改变等，也可以是化学变化，这些变化可以用红外分光光度测定法，电子自旋共振，或化学荧光法测出。相关性可用逆向分析法、Pearson 或Spearman相关系数、或Pair Error 分析法量化导出。

一个加速老化相关性的举例

也许能够形象地描述在进行过度加速气候老化试验时会发生什么的最好方法是讲那个鸡和蛋的故事。但不是传统的“先有鸡还是先有蛋？”的问题。比如，一个鸡蛋，我们知道鸡蛋在35℃的环境中约21 d 就会孵化出

小鸡。这与在自然环境中测试材料的耐久性很相似。当然不少材料工程师都强调“我不能等那么长时间出结果！！”但是如果我们试图加速小鸡的孵化而把鸡蛋放置在180℃的环境中约中5 min，我们得到的是一个煎蛋而不是一只小鸡！现在我们知道在鸡与蛋的故事中加速孵化的结果，但是我们有时会忘记在我们做加速气候老化试验时也可能发生同样的事。以下是几个降低相关性的因素：