人工曝光测试可进行调整，以在单个测试曝光中满足预期的光、温度和湿度条件组合的“最坏情况”。
一家主要的合同办公家具制造商突然面临一系列产品变色问题。特别是，一种颜色的粉末涂层钢办公家具仅在一年内就造成了超过40万美元的保修费用。更糟糕的是，制造商的内部测试程序并没有预测到这个问题，而且在漫长的保修期内(超过10年)，问题的范围和潜在责任也没有确定。
环顾四周，你会发现大量的整理性能问题。著名的阳极氧化MP3播放器变色，电器控制面板变黄，浴室固定装置涂层褪色……这样的例子比比皆是。
产品环境耐久性的主题通常是事后才想到的，通常只有在发生重大问题或客户投诉后才会出现。这是不幸的，因为它发生在问题解决太晚的时候，整个范围可能还没有完全理解，结果直接(或更确切地说超出了)底线。也许比不知道你是否有潜在的问题(“无知是福”的方法)更糟糕的是，有一个不能预测问题的测试程序。坦率地说，许多精加工和制造商认为他们有一个可预测的质量程序，而实际上他们只是幸运而已。然而，就时间、金钱和客户关系而言，事先理解和避免风险的成本远低于处理失败后果的成本。
变化是永恒的
成品零件或产品的“环境耐久性”是什么?很简单，它是指环境对产品外观、性能或两者的负面影响，在一些预期的生命周期内，如保修期或其他合理的客户期望。产品生命周期不仅包括最终使用服务环境，而且还包括临时制造、运输和存储以及销售点环境。变化一直伴随着我们。许多成品失败是配方改变的结果。不断增加的挥发性有机化合物(VOC)法规已经改变了涂料的性质，通常从溶剂型到水性高固体配方，粉末涂料，紫外线(UV)和辐射固化系统，以及其他具有不同性能和耐久性水平的涂料。着色剂的变化，如消除重金属和六价铬颜料，以支持较不耐光的高色度有机颜料，一直是一个主要问题。前面提到的办公设备变色与色素化学变化直接相关，这是公司“走向绿色”管理倡议的一部分，产生了意想不到的后果。
许多产品的服务环境也在发生变化。客户习惯于在最初没有设想、设计或测试的应用程序和地区使用产品。例如，许多家用电器不再是四四方方的“白色家电”，而是大胆多彩的décor声明，展示在可见的、光线充足的位置，如厨房。室内环境的本质特征是通过窗户墙壁和天窗增加自然光，即使是在“大盒子”零售场所、家庭和办公室。现在，成品的“移动一代”比以前有更多的户外和汽车内饰暴露。
门把手上褪色的涂层。
为什么测试?
那么，制造商或终结者该怎么做呢?当然，你不能指望对所有可能的暴露地点和环境条件进行测试。难道就没有ASTM之类的标准来提供保护吗?这些问题的答案取决于许多业务和技术方面的考虑。我们必须首先理解为什么要进行测试。测试有两个基本且通常相反的原因。首先是因为我们必须这样做，最常见的原因是我们有客户规范、行业要求或其他令人信服的理由，如果我们想要销售我们的产品或服务。测试总是一种负担和费用，对吗?所以我们想要尽可能简单和便宜地通过考试。测试是一个障碍，是我们做生意必须承受的入场费。
这些测试或规范可能有意义，也可能没有意义。有很多客户和行业规格并不是有意义的产品性能或耐用性的指标。
进行测试的另一个原因是了解产品或流程。我们处理窗口的限制是什么?我们能在不影响(或实际上改善)产品性能的情况下改变原料供应商或配方吗?我们的产品比我们以前的产品或竞争对手的产品好还是差?我们能否排除成本因素，加快生产线，增加保修期，扩大市场，找到新的应用并理解后果?我们能不能降低风险，不赌运气?测试可以帮助我们真正了解我们的业务和产品。
图1。测试的一个基本规则是将产品暴露在预期的最大最差情况环境压力下，以预测真实性能。
制定测试计划
好吧，也许你愿意重新评估一下你的测试项目。但是增加测试的成本不是更高吗?简短的回答可能是“是的，它可以是，但是如果您不能依靠它来做出有意义的业务决策，那么您现在所做的测试有什么价值呢?”也许是这样，但你永远无法说服你的老板，对吧?我们的目标是从最少的测试中获得最大数量的真正有用的信息。实现这个目标需要一个测试计划。那么你应该考虑什么样的“环境耐久性和性能”测试呢?同样，由于无法避免的需求，您可能需要执行一些测试。诀窍在于了解这些测试的局限性和偏差，这样你就能理解结果真正告诉你的是什么。您可能能够从合理的测试中获得更多的信息，而很少或没有额外的成本，以及一个精心计划的程序。这样的程序可能意味着更多或不同的样品类型，例如一组不同级别的添加剂，以查看在哪里可以去除成本。或者它可能需要附加测试，例如在热稳定性测试中增加一个温度，以表明您的产品在不同的环境中或在运输和存储期间的表现-销售和营销可能使用的数据。
环境暴露测试通常主要评估颜色和外观(C&A)特性或性能。例如，C&A可能是涂层变黄，表面光泽度下降，褪色或色相转移，表面开裂，分层或其他缺陷。这些问题可能是由于人工照明或阳光、室外风化、热和湿气暴露、暴露于清洁剂和化学品如氯化水、驱虫剂和防晒霜、油、大气污染物和臭氧的影响，也可能是由于添加剂在温度或压力下迁移到表面等造成的。对于制成品，这种变化也可能是由于不同的材料相互接触造成的。C&A的变化也可能由擦洗、洗涤或其他维护引起。
性能特征是物理的，通常与材料的“体积特性”更密切相关，而不是表面变化的结果，这是典型的C&A。然而，身体表现会受到影响。暴露在自然光或人造光或热下的涂层可以增加交联，从而导致暴露时的脆性。这种脆化可导致涂层断裂和冲击时的分层(脱粘)，或金属基体的腐蚀。
测试的一个基本规则是将产品暴露在预期的最大最差情况环境压力下，以预测真实的性能(参见图1)。这是一个极其重要的概念，如果不遵循它会产生两个主要后果。我们可以检测到环境暴露的一个负面后果(C&A和机械性能的变化)是基本“坏”化学的物理表现。化学反应具有一定的能量(称为活化能)。把它们看作是“触发点”。如果你没有达到触发水平，比如在与真实环境相比过低的温度下测试，你不会导致“坏”化学反应发生。产品可能会通过测试，但在现实生活中可能会失败。
另一个极端也可能是有害的。测试中一个常见的谬论是，如果你真的用极其苛刻的测试“击败”了一个产品，并且它通过了测试，那么它就可以在任何地方生存。最糟糕的结果是测试可能会导致潜在的好产品失败，但这有两种结果。你可能需要更仔细地研究结果，看看产品是否真的好，更重要的是，你不会冒险推出可能会失败的产品，并导致真正的自掏腰包。
这听起来是个不错的策略，但它有缺陷。现实情况是，更严格的测试是与现实世界不同的测试，进行不同的测试可能会导致不同的结果。20世纪80年代从汽车上掉下来的透明漆就是这种方法的结果。我们现在明白，更严重的压力会改变发生的化学反应，结果可能是不可预测的，也可能是令人惊讶的。因此，重要的是要最大限度地强调产品，但要现实。
环境暴露测试的另一个方面与设计强度和测试压力有关。所有的产品都是按照一组期望或要求的特性设计的。对于涂层来说，这些特性可能是所需的应用厚度、交联密度、流量和流平以填补基材表面缺陷、光泽度和初始颜色匹配等。设计强度将大于预期的应力，例如基板的表面粗糙度或会使颜料褪色的太阳辐射量，并有一些多余的强度以允许安全余量。然而，任何实际生产的产品都不会与设计强度完全匹配。例如，由于原材料和工艺的可变性，交付的强度实际上是一个分布。优秀的产品分布紧密，变化不大，其他产品则不然。
因此，任何产品所看到的服务环境也是一个分布。一台洗衣机可能只能看到明尼苏达州的地下室洗衣房，而另一台洗衣机则可以看到东南部海滨住宅的裸露门廊。当产品的低强度分布满足环境范围的高应力时，即使设计良好的产品也会发生故障。适当的测试可以评估这种可能性。
环境耐久性和性能测试的另一个方面与“婴儿死亡率”有关。在可靠性理论中，这一原则指的是“开箱即用”或在其生命早期就发生故障的产品，远远早于正常的大部分产品的磨损老化。这些特殊原因的失效通常是由于产品的配方或加工不正常，如遗漏了关键成分，或工艺远远超出了公差，导致某些产品过早失效。这种情况尤其糟糕，因为它会导致大部分保修索赔和品牌质量形象的损失。“婴儿死亡率”测试需要与初始规格符合性或耐久性性能评估略有不同的测试计划，因为它涉及在整个生产生命周期内对产品进行持续监测测试。然而，一旦产品被表征，可以使用加速筛选试验来最大限度地减少成本和时间。
可重复和可重复的实验室环境暴露，也称为“人工”或“加速风化”，可以用暴露室进行。
确定测试方法
有机材料(如装饰和防护涂料、涂料和粉末涂料)退化的主要机制之一是由热、光和水分单独或联合作用造成的退化。这种降解通常会导致变色，特别是变黄、脆化和表面光泽损失。在极端情况下，还可能导致分层、开裂或起雾。在有色涂层或染料阳极氧化或金属表面处理的情况下，着色剂也可能被破坏，导致颜色褪色或色相转移。一般来说，这类产品最坏的环境是干热或湿热的室外环境。例如，大多数聚合物材料和涂料都是通过将它们暴露在亚热带南佛罗里达的环境中进行室外测试。许多大型涂料公司在那里都有自己的曝晒测试站点，商业曝晒实验室也是如此。炎热、潮湿的气候加上高太阳辐射是最具破坏性的环境之一，但仍然是现实的环境。对于同样对高温和太阳辐射敏感的产品来说，美国西南部的沙漠地区是理想的暴露环境。对于其他环境的产品，也有各种专门的暴露地点，包括北方工业、寒冷天气、沿海和高海拔地区。
室外暴露测试也可以在玻璃后面进行，例如汽车或建筑玻璃，用于室内暴露条件，并且可以为独特的应用设计特殊的测试。由于室外测试的条件可以监测，但不能真正控制，因此可以使用暴露室进行可重复和可重复的实验室环境暴露，也称为“人工”或“加速”风化。在照明(如室外阳光直射或透过窗户玻璃过滤的日光)、温度、湿度和雨水等受控条件下的测试可以在实验室进行，以达到真实的室外或室内条件。这些“加速”测试特别有用，因为可以在短时间内创建各种环境。
这些类型的测试的一个方面是，它们既可以在商业实验室根据需要进行，也可以在内部进行持续的工作。另一个方面是，无需重现任何单一的室外环境，它们可以在单个测试曝光中调整为“最坏情况”预期的光、温度和湿度条件组合，从而减少测试时间和费用，同时最大限度地降低产品故障的风险。各种测试仪器具有不同的环境模拟能力、尺寸和技术。2022世界杯八强水位分析
对于已知对温度或温度和湿度敏感的材料，老化烤箱和没有阳光照射的温度/湿度气候箱是有效的。例如，导致发黄的表面退化通常与热有关。气候室通常可以在设定值下运行，或者可以以控制的速率步进或上升温度，以提供热循环，这可以通过热膨胀和热收缩来影响材料。一家主要的家具制造商能够对着色剂、涂料和塑料的标准组合进行分类，以了解它们的性能，因此每一种新产品都不需要分别对每种颜色进行测试。
对于金属基材和金属化产品，盐气腐蚀可能是一个问题。虽然连续盐雾/盐雾暴露的传统稳态测试已经传统了几十年，但它们往往与现实世界的性能无关。我们已经认识到，许多“坏”化学反应发生在“过渡”时期，例如，从湿到干，从热到冷，等等。新版本的盐腐蚀雾室结合了湿/干循环，极大地提高了实验室测试与实际性能的相关性。
接触常见化学物质，如清洁剂和个人护理产品，通常可以在没有特殊设备的情况下进行。一些常见的家用清洁剂和化学物质，如氨水和漂白剂，以及防晒霜中的驱蚊剂避蚊胺(DEET)和聚氨基丁酸(PABA)，都会破坏表面处理。通过筛选您的产品对一些常见化学物质的反应，您可以了解产品的敏感性，并决定如何改善整理或限制您的责任。
提高你的底线
相信盲目的运气不是改善你的产品和流程、扩大你的市场和应用或提高你的底线的最好方法。没有计划的测试也是如此。客户规范和标准测试方法可能会提供一个起点，但没有人比你更了解你的产品和需求。许多资源，包括材料专家、商业实验室和测试专家，可以帮助您充分利用您的测试资金，并为您的底线提供更多的资金。Atlas材料测试技术有限责任公司的网站是www.atlasmts.com．
