材料老化测试怎么做之紫外老化

一叶之秋

1、什么是紫外老化
    紫外光老化检测是采用荧光紫外灯为光源,通过模拟自然阳光中的紫外光辐射和冷凝,对材料进行加速耐候性试验,以获得材料耐气候性的结果。紫外老化检测广泛适用于非金属材料、有机材料(如：涂料、油漆、橡胶、塑胶及其制品)经在阳光、湿度、温度、凝露等气候条件的变化下检验有关产品及材料老化现象程度及情况。
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2、为什么要做老化测试
' N" Z. s0 R  ~( A9 v    产品在大气中放置一段时间，就会出现不同的问题，比如外观的变化，包括龟裂、出现斑点、粉化或者颜色变化，甚至还会出现使用性能的下降，可能原因是树脂中分子的丧失导致分子结构中的化学键发生了变化，主要原因是受阳光、工业排除的废气、细菌等等引起的。产品的老化性能直接影响了产品的使用时间，因此老化试验的测试具有重大意义!
; _/ k/ \: F" x- D   大气自然老化试验是将塑料试样置于曝晒架上，直接在自然气候环境下，经受日光、热能、大气湿度、氧和臭氧、工业污染等多种因素的协同作用的影响，测定其试验前后的性能变化来评价出材料的耐候性,老化试验中试验场地的选定后能代表某一类型气候的最严酷地区，或接近材料实际应用地区，试验场地应空旷平坦，周围无影响试验结果的障碍物。试验架应面对赤道并与地面夹角45°。当试样主要性能指标已降至实际使用的最低允许值或某一临界保持率以下时，试验方告结束。多数情况下是试样主要性能指标降至初始值50%时终止试验。
    由于自然老化过程是一个很缓慢的过程，且在不同地理环境下有很大差别，这就给产品耐老化性能的评价带来困难。人们试图用较短的时间对塑料的老化性能作出评价，这就是加速老化试验。加速老化试验可采用模拟日光灯的人光源，包括碳弧灯、氙弧灯、荧光紫外灯外，这些人工光源都会产生比地面的自然日光强得多的光照。采用这些人工光源时，也常常同时采用冷凝器模拟雨降、露水等联合作用对产品进行老化测试。
& k# ]' }$ c; e) z1 @4 W# T7 m3、如何选择老化条件
    如我们所熟知的材料老化的三大要素为光、热和水，因此紫外老化检测条件的选择也是从这三个方面去考虑。
! l  Y( {) i% ]' T/ F3 X) ?! c7 U& r  光的选择：即UV灯管选择，根据不同的产品使用情况和检测目的，根据不同的UV灯管的光源和用途进行选择。如外墙用涂料可考虑作用UVB-313的灯管。
  热的选择：老化箱中是采用黑板温度（BPT）来表征。因为暴露试样的表面最高温度主要依赖于光源辐照强度、辐射热的吸收、试样自身的热传导、试样与空气或与试样架之间的热传递等条件。黑板 温度是显示导热性良的深色试样表面温度，通过此来表征老化箱的温度条件。
  水的选择：即冷凝和喷淋条件的选择。在户外的材料与湿气接触的时间，每天可以长达12小时，研究结果表明造成这种户外潮湿的主要原因是露水，而不是雨水。试验机通过冷凝原来在试样表面冷凝生成的液态水来模拟户外的湿气影响，一般每一冷凝周期至少持续4小时。对于某些应用过程而言，水喷淋能更好的模拟最终使用的环境条件。因为水喷淋是模拟由于温度剧变和雨水冲刷所造成的机械侵蚀。如研究表明对于木材的涂料层，包括油漆和着色剂，雨水的冲刷动作可以将材料表面有防降解作用的涂料层冲刷掉，从而使材料本身直接曝晒在UV和水分的破坏性影响之下；这一过程重复多次，就会导致材料退化，这中水份的影响是靠冷凝方式无法再现的。
- _+ a! W- Z4 v2 M/ I. ^4、荧光紫外灯的光源选择
/ E3 p5 g. C3 y& l; R* Z    UV-A：315～400nm 引起高分子材料老化的主要区域——UVA-340
; p; [! r* P0 n3 `8 J    UV-B：280～315nm 包括了能到达地球地面的最短紫外光——UVB-313
! `6 O$ q$ L+ E8 I9 e5 ^- \  可被窗玻璃过滤掉 ——UVA-351
! N: C, V0 z% C2 u% _! d  U  UV-C：100～280nm 只存在于大气层之外的太空中
5 [3 y1 g) }& T' f8 s    紫外老化模拟的是UV-A和UV-B两种光源类型。波长越短, 所含能量就越高，越有可能破坏分子的化学键。
8 N0 G; v2 q6 G2 f5、QUV灯管的用途
 UVA-340：不同配方的对比测试，推荐为大多数塑料、纺织品、涂料、颜料和UV稳定剂的测试
   UVB-313：QC和研发用最好，推荐为耐久性材料（如屋顶材料、一些外用涂料等）测试
 UVA-351：用于模拟透过窗玻璃的UV光，推荐为一些汽车内饰件、纺织品、油墨

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