為什么要做老化試驗(yàn)

為什么要做老化試驗(yàn)？
 

氣候和陽光輻照是損害涂料、塑料、油墨及其他高分子材料的主要原因，由于光照和潮濕對(duì)材料的破壞，每年造成億萬美元的經(jīng)濟(jì)損失。這種損害包括失光，褪色，黃變，開裂，脫皮，脆化，強(qiáng)度降低及分層。即使室內(nèi)的光及玻璃窗透射的太陽光都會(huì)使一些材料老化，比如引起顏料、染料等褪色或變色。

很顯然，對(duì)許多產(chǎn)品來說，抗老化和光穩(wěn)定性是很重要的。幾年來，各種各樣的方法都被用過。現(xiàn)在大部分研究者使用自然暴露方法測試，自然暴露方法測試有很多優(yōu)點(diǎn)：實(shí)際，便宜，易于操作。然而，大部分制造商不愿意等上幾年的時(shí)間來觀察一種新的改良的產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否真的得到改進(jìn)。

近年來，低價(jià)位且使用方便的實(shí)驗(yàn)室檢測設(shè)備已經(jīng)開發(fā)出來，包括紫外加速老化設(shè)備(符合ASTM G154)和氙燈試驗(yàn)箱(符合ASTM G155)。(紫外老化測試箱是世界上應(yīng)用zui廣的老化檢測設(shè)備。它基于的原理是：對(duì)于經(jīng)久耐用的材料，紫外線的短波長引起zui主要的老化損傷。尚測氙燈試驗(yàn)箱模擬太陽光的所有光譜，包括紫外線，可見光和紅外線。)

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造成產(chǎn)品老化的自然因素

zui大的老化損害由三個(gè)因素引起：光照，高溫和潮濕。這三個(gè)因素中的任一個(gè)都會(huì)引起材料老化。它們往往同時(shí)發(fā)生作用，造成的危害將大于其中任一因素單獨(dú)作用所造成的。

光照

不同的材料對(duì)光的敏感性也不同。對(duì)于經(jīng)久耐用的材料，如大多數(shù)涂料、塑料，紫外線的短波段是引起大部分聚合物老化的原因。然而，對(duì)于不是那么經(jīng)久耐用的材料，比如一些顏料和染料，紫外線的長波段甚至可見光也會(huì)對(duì)其造成嚴(yán)重的老化。

高溫

當(dāng)溫度升高時(shí)，光的破壞作用也將隨之增大。盡管溫度不影響主要的光致反應(yīng)，它卻影響次要的化學(xué)反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室老化測試必須提供的溫度控制，通常還通過升溫的方法來加速老化過程。

潮濕

露水，雨水及高的濕度是引起潮濕危害的主要原因。我們的研究表明，放在室外的物品每天都將長時(shí)間處于潮濕狀態(tài)(平均每天8~12 h)。研究也已發(fā)現(xiàn)由潮氣形成的露水是室外潮濕的主要因素。露水造成的危害比雨水更大，因?yàn)樗街诓牧仙系臅r(shí)間更長，引起更為嚴(yán)重的潮濕吸收。

當(dāng)然，雨水對(duì)材料的危害也很大。雨水將引起熱沖擊，比如當(dāng)一輛汽車在一個(gè)炎熱夏日溫度升高突然因陣雨而急劇降溫，從而產(chǎn)生沖擊現(xiàn)象。雨水沖刷引起的機(jī)械侵蝕也會(huì)加速材料發(fā)生老化，如木材涂層，雨水沖洗去除表面老化層，將未老化的里層暴露于太陽光下產(chǎn)生進(jìn)一步老化。

對(duì)于室內(nèi)的材料，濕氣的主要作用往往是機(jī)械應(yīng)力。它因材料試圖與周圍保持潮濕平衡而引起。材料所經(jīng)受的濕氣越大，需要克服的應(yīng)力也越大。盡管室內(nèi)物品，比如紡織品，油墨只暴露于濕氣環(huán)境中，但它仍是室外材料發(fā)生老化的一個(gè)重要的因素。在室外，周圍相對(duì)濕度(RH)將影響一種潮濕材料干燥速度。

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紫外光老化測試

對(duì)暴露在室外的經(jīng)久耐用的材料，紫外線的短波段300-400 nm即從365 nm到太陽光的zui低波段是引起老化損害的zui主要的原因。通過紫外線老化試驗(yàn)箱可在短時(shí)間內(nèi)獲得產(chǎn)品耐老化性能的真實(shí)數(shù)據(jù)。

紫外線老化試驗(yàn)箱利用熒光紫外線燈來模擬太陽光對(duì)耐久性材料造成損害。紫外燈在電學(xué)原理上與普通照明用的燈很相似，但它主要發(fā)射紫外光而非可見光或紅外線。

對(duì)于不同的應(yīng)用條件，需要不同光譜進(jìn)而需要不同類型的燈管。UVA-340燈管對(duì)太陽光的紫外短波段模擬效果好。UVA-340的光譜能量分布(SPD)在太陽光的截止點(diǎn)到大約360 nm范圍內(nèi)與太陽光譜吻合的非常好。

為了達(dá)到且可重復(fù)的測試結(jié)果，有必要控制輻照度(光強(qiáng))很有必要。大多數(shù)紫外線老化試驗(yàn)箱都裝備有光強(qiáng)控制器。這種的光控系統(tǒng)為使用者提供了選擇輻照度度的方便。利用其反饋循環(huán)系統(tǒng)，可以連續(xù)地、自動(dòng)地控制且地保持輻照度。輻照度調(diào)節(jié)系統(tǒng)靠調(diào)整燈的功率來自動(dòng)地補(bǔ)償燈管老化和其他因素造成的光強(qiáng)變化。在僅僅幾天或幾周內(nèi)，紫外線老化試驗(yàn)箱能模擬在室外經(jīng)幾個(gè)月甚至幾年所造成的損害。

紫外線老化試驗(yàn)箱照度控制裝備有照度控制器比手動(dòng)照度控制的檢測設(shè)備測試重復(fù)性更好的測試，因?yàn)檫@些燈不必旋轉(zhuǎn)，維護(hù)措施也簡化了。

在紫外線老化試驗(yàn)箱內(nèi)部，因熒光紫外線燈固有的光譜穩(wěn)定性，發(fā)光控制系統(tǒng)相對(duì)簡單。隨著燈管的老化，所有光源的輸出都會(huì)發(fā)生衰減。然而，不像大多數(shù)其它類型的燈管紫外燈的光譜不會(huì)隨時(shí)間變化。這也提高了測試結(jié)果的重復(fù)性，也是使用SC/UVA-PQ紫外線老化試驗(yàn)箱進(jìn)行測試的一個(gè)主要的優(yōu)點(diǎn)。

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紫外光老化測試燈管的選擇

你的材料zui終使用條件決定了您應(yīng)該使用哪種類型的UV燈管。所有的燈管主要發(fā)出紫外光，而不是可見光或紅外光。UV燈管的功率相當(dāng)于一個(gè)普通40瓦的熒光性燈。然而，每種不同類型的燈所發(fā)出的總紫外能量是不同的，并且光譜分布也是不一樣的。紫外燈通?？煞譃閁VA和UVB，主要取決于大部分輸出光譜所在的區(qū)域。