化学环境试验是评估产品耐候性、耐腐蚀性的关键手段，其结果准确性直接影响产品可靠性判断。然而，样品支架材料常因“辅助角色”被忽视，其与试验介质的化学反应、对样品的物理接触、成分析出等行为，可能显著干扰试验结果。深入分析支架材料的干扰类型与机制，制定针对性规避方法，是保障化学环境试验有效性的核心环节。

化学环境试验中支架材料干扰的主要类型

支架材料对试验结果的干扰可分为四大类。其一为化学反应干扰：支架与试验介质（如盐雾溶液、腐蚀气体）发生反应，产生新物质附着于样品或改变介质成分。例如，普通碳钢支架在中性盐雾中腐蚀生成的Fe(OH)₂沉淀，会沉积在样品表面改变腐蚀环境。其二、物理转移干扰：支架表面的颗粒、离子或析出物（如塑料增塑剂）迁移至样品，影响表面性能。其三为热效应干扰：支架导热性差异导致样品局部温度偏离环境，如金属支架导热快，湿热试验中样品局部凝露量不均。其四、机械应力干扰：支架与样品收缩率不同，温度循环中对样品产生挤压，引发形变或应力腐蚀。

化学反应干扰的典型案例是金属支架在盐雾中的腐蚀——Fe²⁺离子进入盐雾溶液降低pH，同时腐蚀产物附着样品，导致“假腐蚀”。物理转移如PVC支架析出的增塑剂迁移至环氧树脂涂层，抑制涂层交联，使耐湿热结果偏优。热效应干扰中，铝支架支撑塑料样品时，样品局部温度比环境低5℃，凝露量减少20%。机械应力干扰常见于金属与塑料的组合，如钢支架支撑PC塑料，温度循环中支架收缩率大，对样品产生10MPa以上的挤压应力，引发应力腐蚀。

支架材料干扰试验结果的核心机制

支架材料干扰的本质是与试验体系的交互作用。首先是介质交互：支架与试验溶液/气体反应改变介质成分。例如，碳钢支架在SO₂试验中生成FeSO₃，降低SO₂浓度的同时，FeSO₃附着样品加速硫酸盐化腐蚀。其次是界面接触效应：支架与样品材质不同时形成电偶对，如铜支架支撑铝样品，铜（+0.34V）与铝（-1.66V）形成电偶，铝阳极加速溶解，腐蚀速率增加3倍。第三、析出与吸附循环：支架可溶性成分（如塑料增塑剂）析出至介质，或介质成分（如Cl⁻）吸附于支架，改变介质浓度——PVC支架析出的Cl⁻使盐雾溶液浓度从5%升至5.5%，样品点腐蚀速率提高20%。

界面接触的另一种形式是物理吸附：塑料支架表面的极性基团吸附样品表面官能团，改变表面能，影响介质润湿。例如，PP支架的羟基吸附在聚氨酯涂层表面，使涂层水接触角从80°升至100°，降低涂层的吸水性，导致湿热试验结果偏优。

不同化学环境试验中支架材料的典型干扰案例

盐雾试验中，Q235钢支架的干扰最常见：腐蚀产生的Fe²⁺使盐雾pH从6.5降至5.0，酸性增强导致样品腐蚀速率虚高；Fe(OH)₂沉淀附着样品，形成黑色斑点，误判为样品自身腐蚀。湿热试验中，酚醛树脂支架分解释放酚类化合物，与环氧树脂涂层的固化剂反应，抑制涂层交联，导致涂层耐湿热时间测试结果从200小时增至250小时，实际使用寿命缩短30%。

硫化氢试验中，黄铜支架与H₂S反应生成CuS沉淀，附着在银样品表面形成“硫化银”斑点，而银未直接反应，结果被误导。溶剂浸泡试验中，聚乙烯支架接触乙醇溶胀，析出低分子链段吸附在聚丙烯薄膜表面，使薄膜透湿性测试结果偏差15%——实际透湿率为10g/m²·day，测试值仅8.5g/m²·day。

规避支架材料干扰的核心原则

规避干扰需遵循四大原则：相容性、惰性、一致性、清洁性。相容性要求支架与介质、样品无反应——盐雾试验选316不锈钢（耐NaCl）而非碳钢，湿热试验选PP（无析出）而非PVC。惰性原则要求支架不参与化学过程——PTFE是惰性材料，耐酸、碱、溶剂，适合大多数试验，但强度低需配合支撑。一致性关注物理性能匹配——温度循环中选与样品热膨胀系数接近的支架，如ABS塑料样品用PS支架（膨胀系数均约7×10⁻⁶/℃），避免应力。清洁性要求去除表面污染物——金属支架用乙醇超声清洗10分钟去油污，塑料支架预浸泡24小时析出可溶性物质，玻璃支架用铬酸洗液去硅酸盐残留。

清洁性的重要性常被忽视：未清洁的钢支架表面有油污，盐雾中油污形成“隔离层”，使样品局部不接触盐雾，导致腐蚀不均匀。清洁后的支架需干燥，避免带入水分稀释盐雾溶液。

支架材料的选择策略与常用材质推荐

支架材料需结合试验类型筛选：盐雾试验选316不锈钢（强度高）、PTFE（惰性）、聚乙烯（成本低）；湿热试验选PP（无析出）、玻璃（透明）、PTFE（高湿度）；腐蚀气体试验选Hastelloy C-276（耐多种气体）、陶瓷（耐高温）；溶剂浸泡试验选PTFE（耐溶剂）、聚乙烯（耐非极性）、PP（耐极性）。

各材质的权衡：316不锈钢适合大多数盐雾试验，但Cl⁻浓度超10%时仍点腐蚀；PP成本低，但100℃以上变形；Hastelloy合金性能优，但价格是碳钢10倍，仅用于关键试验；玻璃惰性但易碎，适合小样品；PTFE耐溶剂但价格高，适合高端溶剂试验。

支架使用过程中的优化方法

支架设计需减少接触：采用镂空点支撑，如“十字形”支架支撑样品四角，接触面积从50%降至5%，减少物理转移和电偶腐蚀。支撑点选非关键区域，如涂层样品支撑底部，避免影响正面测试。

支架预处理降低析出：塑料支架80℃烘箱老化48小时，去除挥发性物质；金属支架5%硝酸钝化30分钟，形成致密氧化膜，提高耐腐蚀性——钝化后的316不锈钢在盐雾中腐蚀速率从0.1mm/年降至0.01mm/年。

定期维护保障稳定性：试验后用去离子水冲洗支架，去除腐蚀产物；金属支架用软布擦拭，避免刮伤钝化层；塑料支架检查裂纹，及时更换。平行对照试验监测干扰：放置空白支架，定期检测介质参数——盐雾试验中空白支架组Cl⁻浓度变化超5%，说明支架析出，需更换材质。

平行对照的另一种方式是“支架空白样”：在试验中放一个未涂覆的样品，仅与支架接触，监测支架对样品的影响。例如，铝空白样用铜支架支撑，若空白样腐蚀速率是正常样的2倍，说明电偶腐蚀干扰存在，需更换支架材质。