1.前言

老化是產(chǎn)品在一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的不可逆的變化。即使產(chǎn)品使用的精確條件是未知的，也必須要考慮到產(chǎn)品的保質(zhì)期，這是制造商面臨的一大難題。因此，模擬產(chǎn)品的使用條件和數(shù)年后自然發(fā)生的變化的測(cè)試方法為人們所需要。然而，樣品在測(cè)試過程中引起的變化并不發(fā)生在實(shí)際使用過程中，人工老化與自然老化之間的相關(guān)性差，這也是有可能的 。在實(shí)踐中，用于坐墊革的老化條件為這類情況提供了例子

2.試驗(yàn)過程

。

這意味著，測(cè)試方法要求與正常使用相關(guān)聯(lián)并且足夠靈敏以確定老化的細(xì)微變化。一個(gè)可行的方法是彎曲剛度的測(cè)定，如 LG R 開發(fā)的，并在人工老化試樣上測(cè)試過 [3，4] 。

將皮革于室內(nèi)暴露在人工條件和自然條件下老化 18 個(gè)月，確定此試驗(yàn)?zāi)軌蛱峁┯嘘P(guān)長(zhǎng)期老化特征的信息。然后評(píng)估該試樣，以查看彎曲剛度的變化是否能體現(xiàn)出兩種照射類型之間的相關(guān)性。選擇了 6 種不同的皮革進(jìn)行比較，見表 1。

2.試驗(yàn)過程

2.1 自然老化方法

將 樣 品 固 定 于 尺 寸 為 50 cm ×150 cm 的木制框架的兩側(cè)。一組皮革暴露在陽(yáng)光下(朝南的窗戶)，而另一組朝里(即不暴露在陽(yáng)光下)，兩組均暴露在室內(nèi)條件下。這使有關(guān)暴露在陽(yáng)光下產(chǎn)生的影響能夠在室內(nèi)條件下進(jìn)行直接的比較。

使用一在線溫度測(cè)量裝置

2.2 人工老化方法

，每隔 12 m in 測(cè)定一次暴露在陽(yáng)光下的皮革的表面溫度和沒有暴露在陽(yáng)光下的皮革樣品的表面溫度。記錄這 18 個(gè)月中每月平均溫度變化，并在圖 1 中給出。

此外，每 2 至 3 個(gè)月取一次試樣片，再處理，并且除了彎曲剛度外，還要測(cè)定以下性能：抗張強(qiáng)度，撕裂強(qiáng)度，粘合性，撓曲性，耐擦堅(jiān)牢度 (D IN EN ISO 105-B02)，脂肪含量。

人工老化在烘箱中進(jìn)行，熱處理溫度為 80 ℃，時(shí)間間隔 24 h，最長(zhǎng)處理時(shí)間為 144 h。皮革樣品至少處理 24 h，然后在下一個(gè) 24 h 處理之前測(cè)試。所用的測(cè)試是那些已示于自然老化中的有意義的變化，并建立了兩種類型的曝光之間的相關(guān)性。

3 老化結(jié)果

3.1 自然老化的彎曲剛度

將樣品彎曲，使用校準(zhǔn)過的力傳感器測(cè)試，彎曲力確定在 m N 。由于測(cè)試不是破壞性的，這種測(cè)試可以重復(fù)，接著進(jìn)一步暴露至老化周期。

根據(jù)皮革老化先前的經(jīng)驗(yàn)，由彎曲剛度變化表示的硬化和脆化都伴隨著水分損失和面積減少。這些變化如表 2 所示。

從表 2 可以看出，暴露在陽(yáng)光下的鉻鞣革的彎曲剛度比那些不受太陽(yáng)影響的革有更大的增加。然而，參考圖 1 可知，兩組皮革之間的表面溫差并不大。因此，該差異并不是直接由太陽(yáng)的加熱效應(yīng)引起的，而必定是由光效應(yīng)引起的。

在陽(yáng)光下曝光和不曝光之間產(chǎn)生的這些差異僅在鉻鞣革上顯著。無鉻鞣革的彎曲剛度也顯示增加，但由于在干燥條件下的 “太陽(yáng)”效應(yīng)引起的差異非常小。平均兩到三個(gè)月的時(shí)間，這些變化示于圖 2。

然而，與人工老化數(shù)據(jù)的比較表明彎曲剛度的改變與環(huán)境溫度的改變密切相關(guān)，即較低溫度下得到較低的變化率，較高溫度下變化率增大(見圖 3)。

此外，與人工老化相關(guān)的這些變化也可能與水分含量有關(guān)。如表 2 所示，即使再處理，皮革水分含量顯示出水分流失不可逆。

盡管溫度的變化類似，樣品 1 和 2 在曝光后期顯示出 30% 的絕對(duì)差異。這可通過以下事實(shí)來解釋，樣品 1 是沒有涂飾的革，而樣品 2 因半苯胺涂飾的保護(hù)使其太陽(yáng)效應(yīng)更少。

兩種無鉻鞣革(樣品 3 和 4)受到相同的溫度變化，但是這些皮革的太陽(yáng)效應(yīng)可忽略不計(jì)。

樣品 5 和 6 所示的變化是使用不同加脂劑的結(jié)果。改性過的加脂劑能提供更好的保護(hù)，這可由較低的彎曲剛度變化來得到證實(shí)。

3.2 人工老化的彎曲剛度

如圖 3 所示，在 80 ℃人工熱老化下的彎曲剛度的變化是線性的。這些發(fā)現(xiàn)使皮革之間可以直接比較，但是自然老化沒有數(shù)學(xué)聯(lián)系。雖然應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到陽(yáng)光因子不存在人工老化試驗(yàn)中，但是認(rèn)識(shí)人工老化與自然老化之間的聯(lián)系是有可能的。這使得皮革之間的差異更明顯。

對(duì)于鉻鞣革(樣品 1 和 2)，由于分別為未涂飾革和半苯胺革，最終值相差 15% 。與鉻鞣革相比，無鉻鞣革(樣品 3 和 4)在彎曲剛度上只有很小的差別。鉻鞣革(樣品 5 和 6)顯示出加脂劑改性的積極效果。

3.3 自然和人工老化的比較

因?yàn)樽匀焕匣膹澢鷦偠葲]有以線性方式表現(xiàn)出來，所以不可能給出這兩種老化方式之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。然而，通過比較表 3 和表 4 中的彎曲剛度，可以比較自然老化的時(shí)間和人工老化所得的值。

人工老化與自然老化的近似關(guān)系見表 5。這些結(jié)果表明，人工老化皮革彎曲剛度的測(cè)試可以為自然老化提供度量。其它試驗(yàn)方法表明，可衡量的變化有撓曲性，耐光性和脂肪含量，但與人工老化沒有相關(guān)性。

4 結(jié)論

本研究的目的是確定彎曲剛度的測(cè)量是否足夠靈敏以用于經(jīng)過一段時(shí)間的老化，自然老化與人工老化是否相關(guān)。從研究結(jié)果可以看出，測(cè)定彎曲剛度是最有預(yù)見性的方法，可以在老化的實(shí)際研究中使用。很明顯，老化發(fā)生微小的變化，撓曲性、耐光性和脂肪含量顯著改變。

測(cè)彎曲剛度的方法有一個(gè)優(yōu)勢(shì)，即該測(cè)試不會(huì)損害樣品，因此不需要更換樣品即可測(cè)量。這在變化很小的時(shí)候特別有用，因?yàn)榭梢栽谕粯悠分袦y(cè)定水分含量和面積損失。

通過使用這種方法，有可能跟進(jìn)溫度變化對(duì)老化產(chǎn)生的影響。例如，在一年中的寒冷時(shí)期，皮革變動(dòng)少于溫暖時(shí)期。

進(jìn)一步的彎曲剛度的變化與不同的鞣劑有關(guān)。鉻鞣革的變化比無鉻鞣革多得多，與標(biāo)準(zhǔn)報(bào)價(jià)相比有可能通過穩(wěn)定的加脂劑創(chuàng)建效益。

因?yàn)樽匀焕匣臈l件不像人工老化一樣恒定，所以不能在自然老化和人工老化之間建立數(shù)學(xué)上的時(shí)間等價(jià)關(guān)系。但有跡象表明，80 ℃下人工老化 4 h 大致等價(jià)于自然老化 5~12 個(gè)月以內(nèi)。