Los materiales de envasado de cosméticos son principalmente plástico, vidrio y papel. Durante el uso, procesamiento y almacenamiento de los plásticos, debido a diversos factores externos como la luz, el oxígeno, el calor, la radiación, los olores, la lluvia, el moho y las bacterias, la estructura química de los plásticos se destruye, lo que provoca la pérdida de sus excelentes propiedades originales. Este fenómeno se conoce generalmente como envejecimiento. Las principales manifestaciones del envejecimiento del plástico son la decoloración, los cambios en las propiedades físicas, mecánicas y eléctricas.
1. Antecedentes del envejecimiento del plástico
En nuestra vida cotidiana, algunos productos están inevitablemente expuestos a la luz, y la luz ultravioleta del sol, junto con las altas temperaturas, la lluvia y el rocío, provoca que el producto experimente fenómenos de envejecimiento como pérdida de resistencia, agrietamiento, descamación, opacidad, decoloración y desintegración. La luz solar y la humedad son los principales factores que causan el envejecimiento de los materiales. La luz solar puede degradar muchos materiales, lo cual está relacionado con la sensibilidad y el espectro de cada material. Cada material responde de manera diferente al espectro.
Los factores de envejecimiento más comunes para los plásticos en el medio ambiente natural son el calor y la luz ultravioleta, ya que los materiales plásticos están expuestos principalmente a estas condiciones. Estudiar el envejecimiento de los plásticos causado por estos dos tipos de ambientes es de particular importancia para su uso real. Las pruebas de envejecimiento se pueden dividir, a grandes rasgos, en dos categorías: exposición al aire libre y pruebas de envejecimiento acelerado en laboratorio.
Antes de que el producto se utilice a gran escala, se debe realizar un experimento de envejecimiento acelerado para evaluar su resistencia. Sin embargo, el envejecimiento natural puede tardar varios años o incluso más en mostrar resultados, lo cual obviamente no se ajusta a la producción real. Además, las condiciones climáticas varían según el lugar. Es necesario probar el mismo material en diferentes ubicaciones, lo que incrementa considerablemente el costo de las pruebas.
2. Prueba de exposición al aire libre
La exposición directa al aire libre se refiere a la exposición directa a la luz solar y otras condiciones climáticas. Es la forma más directa de evaluar la resistencia a la intemperie de los materiales plásticos.
Ventajas:
Coste absoluto bajo
Buena consistencia
Sencillo y fácil de usar.
Desventajas:
Ciclo generalmente muy largo
Diversidad climática global
Las diferentes muestras presentan diferente sensibilidad en diferentes climas.
3. Método de ensayo de envejecimiento acelerado en laboratorio
Las pruebas de envejecimiento por luz en laboratorio no solo acortan el ciclo, sino que también ofrecen una buena repetibilidad y un amplio rango de aplicación. Se realizan íntegramente en el laboratorio, sin restricciones geográficas, son fáciles de operar y permiten un control preciso. La simulación del entorno de iluminación real y el uso de métodos de envejecimiento por luz artificial acelerada permiten evaluar rápidamente el rendimiento de los materiales. Los principales métodos empleados son las pruebas de envejecimiento por luz ultravioleta, por lámpara de xenón y por arco de carbono.
1. Método de prueba de envejecimiento por luz de xenón
La prueba de envejecimiento con lámpara de xenón simula el espectro completo de la luz solar. Esta prueba permite simular un clima natural y artificial en poco tiempo. Es un método importante para seleccionar fórmulas y optimizar la composición del producto durante la investigación científica y la producción, y también constituye una parte fundamental del control de calidad.
Los datos de las pruebas de envejecimiento de las lámparas de xenón pueden ayudar a seleccionar nuevos materiales, transformar los materiales existentes y evaluar cómo los cambios en las fórmulas afectan la durabilidad de los productos.
Principio básico: La cámara de pruebas con lámparas de xenón utiliza lámparas de xenón para simular los efectos de la luz solar y humedad condensada para simular la lluvia y el rocío. El material a ensayar se coloca en un ciclo de luz y humedad alternadas a una temperatura determinada, lo que permite reproducir en pocos días o semanas los riesgos que se presentan al aire libre durante meses o incluso años.
Aplicación de prueba:
Puede proporcionar simulaciones ambientales y pruebas aceleradas correspondientes para la investigación científica, el desarrollo de productos y el control de calidad.
Puede utilizarse para la selección de nuevos materiales, la mejora de los materiales existentes o la evaluación de la durabilidad tras cambios en la composición del material.
Puede simular con precisión los cambios provocados por los materiales expuestos a la luz solar en diferentes condiciones ambientales.
2. Método de prueba de envejecimiento por luz fluorescente UV
La prueba de envejecimiento por radiación UV simula principalmente el efecto de degradación de la luz ultravioleta (UV) de la luz solar sobre el producto. Asimismo, reproduce el daño causado por la lluvia y el rocío. La prueba se realiza exponiendo el material a ensayar a un ciclo interactivo controlado de luz solar y humedad, mientras se incrementa la temperatura. Se utilizan lámparas fluorescentes ultravioleta para simular la luz solar, y la influencia de la humedad también puede simularse mediante condensación o pulverización.
La lámpara fluorescente UV es una lámpara de mercurio de baja presión con una longitud de onda de 254 nm. Debido a la adición de fósforo para convertirla en una longitud de onda más larga, la distribución de energía de la lámpara fluorescente UV depende del espectro de emisión generado por el fósforo y la difusión del tubo de vidrio. Las lámparas fluorescentes se dividen generalmente en UVA y UVB. La aplicación de exposición del material determina qué tipo de lámpara UV debe utilizarse.
3. Método de prueba de envejecimiento de la luz de la lámpara de arco de carbono
La lámpara de arco de carbono es una tecnología antigua. Originalmente, los químicos alemanes especializados en tintes sintéticos la utilizaban para evaluar la resistencia a la luz de los textiles teñidos. Las lámparas de arco de carbono se dividen en cerradas y abiertas. Independientemente del tipo de lámpara, su espectro es bastante diferente al de la luz solar. Debido a la larga trayectoria de esta tecnología, la tecnología inicial de simulación de envejecimiento por luz artificial utilizaba este equipo, por lo que este método aún se puede encontrar en normas antiguas, especialmente en las primeras normas japonesas, donde la tecnología de la lámpara de arco de carbono se utilizaba con frecuencia como método de prueba de envejecimiento por luz artificial.
Fecha de publicación: 20 de agosto de 2024