Accelerated Weathering

Saat ini tidak ada performance yang bersifat universal untuk prosedur accelerated weathering. Prinsip

dari pengujian accelerated weathering adalah kesesuaian antara kondisi pengujian di laboratorium

dengan kondisi aplikasinya. Kunci sukses uji performance ini adalah kemampuan untuk dapat

menghubungkan antara data pengujian di laboratorium dengan kemampuan di lapangan. Hal penting

untuk diingat adalah tidak ada pengujian yang sempurna yang dapat memberikan prediksi yang akurat

mengenai aplikasi di lapangan dan perkiraan umurnya. Faktor utama pada pemaparan oleh alam (climatic

exposure) adalah kelembaban, temperature, dan radiasi cahaya matahari (sinar UV). Beberapa dari faktor-

faktor ini tergantung pada kondisi geografis. Tidak ada prosedur untuk accelerated weathering yang dapat

menjangkau area geografis (kondisi cuaca) yang luas.

Prosedur accelerated weathering umumnya melibatkan siklus pemaparan dengan kombinasi salt spray,

pemanasan dan/atau pendinginan temperature, serta radiasi UV. Material dengan serangkaian uji

tersebut dilihat derajat kerusakannya sebagai fungsi waktu. Sebagai contoh, pada pengujian ketahanan

terhadap bahan kimia, criteria yang digunakan adalah sifat mekanik, perubahan berat, dan appearance-

nya (perubahan warna, kekilapan, dan lain-lain).

Peralatan Artificial Weathering

Tujuan utama dari accelerated weathering adalah untuk memprediksi umur dari material di bawah

kondisi uji, dimana kondisi uji tersebut disesuaikan dengan kondisi lingkungan aplikasi yang paling serupa.

Hal yang paling mudah adalah dengan memaparkan langsung material tersebut ke lingkungan. Namun

pendekatan ini membutuhkan waktu yang sangat lama (sekurang-kurangnya waktu yang dibutuhkan

selama waktu aplikasi produk yang diharapkan). Natural weathering secara normal dipercepat dengan

memaparkan ke kondisi yang lebih keras dari kondisi aplikasi yang diharapkan. Percepatan dapat juga

ditingkatkan dengan menggunakan cermin Fresnel yang mengkonsentrasikan sinar matahari langsung ke

spesimen uji.

Artificial weathering merupakan pengujian dengan memaparkan spesimen uji dengan sumber cahaya

buatan di dalam suatu ruang dimana temperature, kelembahan, dan semburan air (water spray) yang

terkontrol. Keuntungannya adalah lebih mudah untuk mempercepat pengujian dengan semua kondisi

pemaparan yang terkontrol. Namun masalah dengan pendekatan ini adalah penentuan efek sinergis

(interaksi) antara parameter yang berbeda dalam proses weathering tersebut. Parameter kunci pada

semua peralatan accelerated weathering adalah sumber cahaya yang berfungsi sebagai simulasi radiasi

matahari. Sumber cahaya buatan yang paling sering (terutama) digunakan adalah carbon-arc, xenon-arc,

dan lampu fluorescent.

Sinar UV dapat dibagi menjadi tiga bagian berdasarkan panjang gelombangnya, yaitu:

1

5

10

15

20

25

30

35

a. UV-A (315 – 400 nm) : sedikit berbahaya bagi polimer, sebesar 6% dari total radiasi matahari yang

mencapai bumi

b. UV-B (280 – 315 nm) : lebih merusak bagi polimer, sebesar 0,1% dari total radiasi matahari yang

mencapai bumi

c. UV-C (<280 nm) : paling merusak bagi polimer, namun disaring oleh atmosfer bumi

Radiasi UV di bawah 350 nm diserap oleh kaca jendela, sehingga menghilangkan radiasi UV-B di dalam

ruangan.

Carbon-Arc : Tipe spektrum carbon-arc mengandung seri garis emisi yang ter-superimpose pada

background yang kontinu. Spektrum tersebut tidak cukup serupa dengan radiasi matahari, khususnya

pada panjang gelombang rendah (<350 nm). Energi yang tinggi, panjang gelombang pendek

menyebabkan kerusakan yang utama yang sedikit berhubungan dengan proses weathering alami.

Walaupun dengan adanya kekurangan ini, lampu carbon-arc masih digunakan secara komersial hingga

saat ini dan penggunaannya untuk plastik distandarkan pada ISO 4892:Part 4 dan ASTM D 1499-99.

Xenon-Arc : Lampu xenon-arc memberikan spectra simulasi yang lebih baik untuk sinar matahari

dibandingkan sumber lampu lainnya. Kelemahannya adalah mahalnya biaya untuk membeli lampu dan

merawatnya. Spektrum xenon-arc memiliki panjang gelombang UV lebih pendek dari yang ditemukan

pada radiasi matahari, namun panggunaan filter dapat dengan mudah menghilangkan hal ini. Lampu

xenon juga mengemisikan radiasi infra merah tingkat tinggi yang harus dihilangkan untuk mencegah

terjadinya pemanasan yang berlebih pada spesimen. Pada saat ini, lampu xenon lebih disukai bila

dipersyaratkan spektrum total matahari. Prosedur uji yang menggunakan lampu xenon adalah ISO

4892:Part 2 dan ASTM D 2565-99.

Lampu Fluorescent : Lampu fluorescent merupakan alternatif yang lebih murah untuk lampu xenon.

Lampu fluorescent ini dapat mensimulasi spektra matahari pada daerah kritis UV. Pengemisian kembali

spectra panjang gelombang panjang dari lampu uap merkuri tekanan rendah menghasilkan radiasi dari

lampu fluorescent. Ini ditingkatkan dengan pelapisan fosfor pada permukaan dalam tabung lampu.

Distribusi spectra sinar yang diradiasikan oleh lampu dapat bervariasi tergantung pada jenis lampu yang

digunakan. Untuk percepatan yang sangat singkat dapat digunakan lampu jenis UV-B. Lampu UV-B ini

memiliki peak UV yang kuat disekitar panjang gelombang 313 nm dimana konsekuensinya adalah

percepatan proses degradasi. Bagaimanapun, radiasi yang intens juga ditransmisikan di bawah panjang

gelombang 270 nm (tidak ditemukan pada radiasi matahari dan dapat memicu degradasi yang tidak

ditemukan pada kondisi normal).

2

5

10

15

20

25

30

35