塑料 標準氣候老化試驗方法中性能變化的表觀活化能測定 編制說明

塑料在標準氣候老化試驗方法中性能變化的表觀活化能測定

編制說明

（征求意見稿）

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（一）工作簡況

一、任務來源

根據國家標準化管理委員會關于下達2023年第三批推薦性國家標準計劃及相關標準外文版計劃的通知“國標委發(fā)【2023】58號”，本項目計劃名稱為《塑料標準氣候老化試驗方法中性能變化的表觀活化能測定》，計劃項目編號為20231378-T-606，由廣州合成材料研究院有限公司承擔該項目國家標準的制定工作，計劃下達時間為2023年12月，項目周期16個月，按要求應在2025年3月完成報批。該標準的技術歸口單位為全國塑料標準化技術委員會老化方法分會（SAC/TC15/SC5），項目于2022年1月開展工作。本標準主要起草單位有廣州合成材料研究院有限公司等，廣州合成材料研究院有限公司為主要牽頭單位，其他單位作為協(xié)作單位共同完成標準起草和技術論證等有關工作。

二、工作進程

1、前期研究（2023年12月~2024年4月）：第一起草單位成立了標準工作組，工作組成員首先收集、查閱了有關的國際標準及國內外文獻資料；并在對ISO23706：2020標準內容進行充分理解和翻譯的基礎上，提出了修訂工作方案和標準工作組討論稿。2024年4月17日，在江西宜春，全國塑料標委會老化方法分會組織的2024年度工作會議中，第一起草單位介紹了本標準的意義與重要性，與會人員討論了活化能測定的可行性、分析了工作方案；由第一起草單位、金發(fā)科技股份有限公司、上海汽車集團股份有限公司乘用車公司、蘇州市信測標準技術服務有限公司、新疆吐魯番自然環(huán)境試驗研究中心、中國石油天然氣股份有限公司石油化工研究院、華測檢測認證集團股份有限公司、標格達精密儀器（廣州）有限公司、北京華塑晨光科技有限公司等多家單組成標準工作組，并協(xié)同參與后續(xù)驗證試驗方案。

2、開展試驗研究，形成標準征求意見稿（2024年5月~2024年8月）：在上述工作基礎上，第一起草單位和標準工作組委托北京華塑晨光科技有限公司負責制備標準樣品，并于2024年6月14日組織召開驗證試驗方案討論會。會上對試驗設備、試驗方法、試驗步驟、數據處理進行了詳細的分析、討論，八家單位按要求，有計劃地進度開展驗證試驗。第一起草單位收集主要起草單位的意見，并反復共同研討。2024年8月6日和8月9日，秘書處組織起草單位主要成員進行了第二次工作會議，對標準征

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求意見稿討論稿進行了研討和審讀，并針對征求意見討論稿提出了修改意見。經過標準工作組修改，并由第一起草單位起草人編制完成，提出了本標準的征求意見稿及相關附件。

三、國家標準主要起草人及工作

本標準項目牽頭單位為廣州合成材料研究院有限公司，并作為主要起草單位負責該標準的起草，主要起草人負責本標準項目的整體進度和協(xié)調安排，保證項目按時完成，其余人員主要負責配合完成驗證試驗、標準起草、標準的文本校對和相互協(xié)調，共同參與技術研討。

（二）國家標準編制原則和標準主要內容說明

一、編制原則

標準編制過程中考慮的原則：結合中國現有國情，加快和國際接軌的步伐，提高塑料行業(yè)的國際競爭力的原則；積極采納國內優(yōu)質產品指標和先進技術，有利于促進技術進步，提高產品穩(wěn)定性的原則；有利于合理利用資源，提高經濟效益的原則；符合用戶要求，保護消費者利益，促進對外貿易的原則；科學性、先進性、統(tǒng)一性的原則；標準科學合理，技術先進，形成國內企業(yè)能夠承受，具有生產實踐上的可操作性的原則。

本標準等同采用國際標準ISO23706：2020《塑料在常規(guī)氣候老化試驗方法中性能變化的表觀活化能的測定》，按照GB/T1.1—2020、GB/T1.2—2020進行起草編制。在技術內容上與ISO23706：2020完全相同。

本標準詳細描述了一種的根據阿倫尼烏斯方程測定加速氣候老化試驗中光化學降解反應活化能（Ea）的試驗方法。我國現行沒有同類的標準可參照使用。GB/T7142—2002《塑料長期熱暴露后時間-溫度極限的測定》（eqvISO2578:1993）適用于評估塑料的貯存壽命，不適用評價有光源輻射下的壽命。

標準工作組本著以上標準編制原則，積極與國際標準接軌，進行本標準制定。

二、標準主要內容的說明

1．關于標準名稱和編號

本標準名稱與國際標準ISO23706：2020《塑料在常規(guī)氣候老化試驗方法中性能變化的表觀活化能的測定》的名稱保持一致。標準的編號按GB/T1.2-2020規(guī)定的雙

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編號方法表示。

2.目次

與ISO標準保持一致。

3．前言

本標準刪除了ISO前言，增加了國家標準的前言，并按GB/T1.1—2020、GB/T1.2—2020標準要求進行表述。

4.標準范圍

與ISO標準保持一致。

5．規(guī)范性引用文件

與ISO標準保持一致。并按GB/T1.2—2020標準要求進行表述。

6．關于術語、定義和縮略語

關于3.1.2，為符合GB/T1.1—2020，對術語中的公式進行編號，排序為“（1）”，同時增加了引導語“計算見公式1”。

關于3.2，為區(qū)別BST、BPT、WST、WPT四種溫度差異的原因，對BST的“用絕緣表面溫度傳感器測量的溫度”修改為“用黑色絕緣表面溫度傳感器測量的溫度”；對BPT的“用非絕緣表面溫度傳感器測量的溫度”修改為“用黑色非絕緣表面溫度傳感器測量的溫度”；對WST的“用絕緣表面溫度傳感器測量的溫度”修改為“用白色絕緣表面溫度傳感器測量的溫度”；對WPT的“用非絕緣表面溫度傳感器測量的溫度”修改為“用白色非絕緣表面溫度傳感器測量的溫度”。

7．原理

與ISO標準基本保持一致。由于ISO23706：2020對兩處“若使用的輻射源不產生紅外輻射”中的舉例，一次為“UVA熒光紫外燈”另一次為“UVA-340熒光紫外燈”，由于熒光紫外燈均不會產生紅外輻射，所以統(tǒng)一用“UVA熒光紫外燈”。

8.儀器

與ISO標準保持一致。

9．試樣

與ISO標準保持一致。

10．試驗方法

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與ISO標準保持一致。

11．暴露條件

與ISO標準保持一致。

12．步驟

與ISO標準保持一致。

13.試驗報告

結合附錄A和附錄B，ISO標準的表述有誤。ISO23706：2020原文為“評估每個溫度下性能特征值隨時間變化的曲線圖；達到特定性能變化所需時間的對數與相應絕對溫度倒數的耐熱圖”。測定活化能需用輻照量不僅僅是時間，且按公式A.3和A.4，均是自然對數。因此修改為“評估每個溫度下性能特征值隨輻照量或時間變化的曲線圖；達到特定性能變化所需輻照量或時間的自然對數與相應絕對溫度倒數的耐熱圖”14.附錄

與ISO標準基本保持一致。

關于公式A.1，增加了有效輻照度的單位“單位為W·m-2”，與術語3.1.2相符。

關于A.4，ISO標準倒數第二段中的“（例如1，4，5）”未在ISO標準全文找到相關材料，指意不明，經排查與參考文獻沒有對應關系，因此刪除。

關于附錄B，ISO標準相關系數用符號“R”，同時也出現了氣體常數用符號“R”表示，為避免誤解，同時根據ISO2578中的相關系數符號位“r”，因此本標準用“r”表征相關系數。

關于公式C.1，本標準為Et、Tt分別補充了“單位為W·m-2”、“單位為K”的描述。

關于附錄D中的c），ISO標準用ISO16472來測定化學性能的變化。經查驗，ISO16472《動物飼料淀粉酶處理中性洗滌纖維含量（aNDF）的測定》，與本標準無關；結合本標準的規(guī)范性引用文件，應為ISO10640《塑料用FTIR和UV/可見光譜評估聚合物光老化的方法》，因此修改為“ISO10640”。

15．參考文獻

按采標要求保留了使用的國際參考文獻，且無須將文獻名稱翻譯成中文。

（三）綜述報告、試驗和技術經濟論證及預期效果

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1.綜述

活化能（Ea）是表征溫度對降解反應影響的一種重要材料特性，是材料發(fā)生化學反應所需的能壘，且僅對特定的材料和特定的降解歷程有效。雖然阿倫尼烏斯理論不足以表征復雜的降解行為，但它作為基礎方法可以有助于更好地理解溫度對聚合物材料氣候老化的作用。在大多數情況下，除了溫度，材料的使用環(huán)境不能避免光、水分的共同影響。阿倫尼烏斯方程不僅反映了溫度與化學反應速率的關系，也可用來表征光化學/氣候老化反應的反應速率。本試驗方法測定的光化學降解過程中的活化能允許將溫度作為定量因素納入到不同的氣候老化試驗進行關聯評估。通過了解活化能有助于提高人工氣候老化推算值的可靠性。

2.試驗論證及數據（待驗證試驗完成后補充）

3.預期效果

目前，光化學降解/氣候老化反應的活化能的信息有限。本方法雖然不適宜用于自然氣候老化（溫度不可控），但是阿倫尼烏斯理論在人工氣候老化中的應用，有助于了解活化能，提高人工氣候老化推算值的可靠性，使得溫度作為定量因素納入到不同的氣候老化試驗進行關聯評估。本標準一些基本的試驗規(guī)定有助于增加阿倫尼烏斯方程的應用意義以及加速氣候老化中活化能測定的可靠性。利用實驗室光源（氙弧燈、熒光紫外燈），根據阿倫尼烏斯方程測定光化學降解反應活化能（Ea），可以用來研究和預測材料在環(huán)境中的轉化和降解過程。

（四）采用國際標準的程度

本標準修改采用最新國際先進標準ISO23706:2020，其內容符合我國國情。

（五）與有關現行法律、法規(guī)、政策及相關標準的協(xié)調性

本標準是在塑料老化過程中使用輻射表（計）測量平面上輻照度的方法標準，不是工業(yè)產品類標準，不涉及生產安全、環(huán)境保護、節(jié)約能源等方面的法律法規(guī)要求，與國家現行法律法規(guī)和強制性國家標準規(guī)定沒有相違背的地方。本標準與相關標準協(xié)調不沖突，并完善了相關塑料行業(yè)老化試驗方法標準體系。

（六）專利情況說明

本標準內容沒有涉及知識產權問題。

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（七）重大分歧意見的處理經過和依據

在本標準的制修訂過程中，無重大分歧意見。

（八）作為強制性國家標準或推薦性國家標準的建議建議作為