紫外線對于材料的影響原理

紫外線不光對人體有傷害，對于產(chǎn)品的危害也是不容小覷的!材料或產(chǎn)品在加工、貯存或使用過程中，由于受到熱、光、氧、機械應(yīng)力、臭氧、有害金屬離子、輻射等外界因素的影響，使材料內(nèi)部發(fā)生物理或化學(xué)變化，性能劣變，而逐漸失去使用價值。

而由于紫外線造成的損傷類型包括褪色、光澤消失、粉化、龜裂、開裂、模糊、起泡、脆化、強度減小及氧化等。

涉及的產(chǎn)品領(lǐng)域范圍也是十分廣泛，如：橡膠、塑膠及其制品、涂料、油漆、染料、布料、印刷包裝、粘合劑、金屬、電子、電鍍、化妝品等。

陽光中紫外線是造成產(chǎn)品光降解和光老化的主要原因，這是因為波長越短，能量越高，穿透能力也越強。而在太陽光譜中紫外線恰恰是波長較短的，這個時候往往可以通過紫外老化試驗來評估產(chǎn)品的壽命，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

紫外線老化試驗箱是評估新材料耐紫外光照性能的測試方法，通常是在實驗室中通過紫外加速老化試驗箱進行測試。在短短幾周或幾個月內(nèi),通過紫外老化試驗?zāi)軌颢@得可再現(xiàn)的、可靠的老化測試數(shù)據(jù);其短波長紫外光照和冷凝循環(huán)系統(tǒng)可逼真地模擬陽光、露水和雨水等對材料的破壞作用。

紫外老化試驗主要模擬陽光中的紫外光對產(chǎn)品產(chǎn)生的劣化效應(yīng)。

同時它還可以再現(xiàn)雨水和露水所產(chǎn)生的破壞;

通過將待測材料暴露在經(jīng)過控制的陽光和濕氣的交互循環(huán)中，同時提高溫度的方式來進行試驗;采用紫外線熒光燈模擬陽光，同時還可以通過冷凝或噴淋的方式模擬濕氣影響。

常見UV燈管類型

UVA-340模擬陽光中的紫外線部分，主要用于戶外產(chǎn)品的光老化試驗;

UVA-351模擬穿過窗玻璃的陽光的紫外線部分，主要用于室內(nèi)產(chǎn)品的光老化試驗;

UVB-313EL:廣泛應(yīng)用于耐久性材料的快速、節(jié)省時間的測試，會加速材料的老化，有時會導(dǎo)致異常結(jié)果，在使用時必須征得客戶的同意。

下面我們來簡單的舉一個紫外老化試驗的例子，讓大家更好的了解試驗：

實驗室做過一起紫外老化試驗案例：客戶送檢樣品為某PVC材料若干，用作窗玻璃薄膜，需進行紫外老化試驗來驗證產(chǎn)品的可靠性。

檢測環(huán)境：環(huán)境溫度 24.2℃ 濕度 53%R.H

檢測標(biāo)準(zhǔn)：ASTM G-154-2016 非金屬材料暴露于熒光設(shè)備的紫外線中的測試方法標(biāo)準(zhǔn)

測試方法：

輻照度:0.89W/m;波長:340nm;曝光周期: (60±3℃)黑色面板溫度下 UV照射8h;

(50±3℃)黑色面板溫度下冷凝4h;

持續(xù)時間:100小時;

樣品的一部分用鋁箔紙包覆，另一部分暴露在外面。測試后，對包裹部位與暴露部位進行灰色樣卡比對，評定灰卡等級。

結(jié)果顯示，經(jīng)過試驗后，樣品表面無明顯顏色變化，符合標(biāo)準(zhǔn)條件下的可靠性要求。

通過紫外老化試驗?zāi)茉u定產(chǎn)品在戶外無遮蔽的情況下經(jīng)受太陽輻射和效應(yīng)的能力。試驗參數(shù)：溫度、濕度、燈型波長、輻射強度、光照黑暗周期、持續(xù)時間。

后，由于紫外老化試驗的標(biāo)準(zhǔn)很多，有許多是針對某一特類產(chǎn)品的特定標(biāo)準(zhǔn)，因此我們延伸總結(jié)了部分通用標(biāo)準(zhǔn)供大家參考：

紫外老化試驗的部分通用標(biāo)準(zhǔn)

ISO 4892-3塑料 實驗室光源暴露試驗方法 第3部分 熒光紫外燈

GBT 16422.3 塑料 實驗室光源暴露試驗方法 第3部分 熒光紫外燈

ASTM G-151 非金屬材料暴露于使用實驗室光源的加速測試設(shè)備中的測試方法標(biāo)準(zhǔn)

ASTM G-154 非金屬材料暴露于熒光設(shè)備的紫外線中的測試方法標(biāo)準(zhǔn)

英國標(biāo)準(zhǔn)BS 2782:第 5 部分 540B方法(實驗室光源的暴露方法)

SAE J2020 用熒光紫外/冷凝設(shè)備對汽車外飾件進行加速暴露測試

ASTM D4587 Cycle 4 涂料及有關(guān)涂層熒光紫外線凝結(jié)暴露規(guī)程