UV光老化（紫外燈老化/氙燈老化）測試常見問題

　　1、光老化測試的目的是什么？

　　每年由于老化所造成的經(jīng)濟(jì)損失數(shù)以億計(jì)。老化常常造成紡織品、涂料、塑料以及其他一些有機(jī)物的物理性能發(fā)生變化，主要表現(xiàn)在變色、失光、強(qiáng)度下降、龜裂、剝落、粉化及氧化等。我們知道日光，特別是短波長的紫外光、高溫、雨水、露水和以高濕度形式出現(xiàn)的濕氣是造成上述損壞的主要因素。

　　進(jìn)行老化測試的目的有下幾點(diǎn)：

　?。?）降低退貨風(fēng)險(xiǎn)

　?。?）為了符合相關(guān)質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

　　（3）避免由老化所造成的損失。

　　（4）提高產(chǎn)品的聲譽(yù)。

　?。?）提高產(chǎn)品的竟?fàn)幜Α?/p>

　?。?）進(jìn)入高端市場。

　?。?）節(jié)省資源。

　　（8）生命周期預(yù)估。

　　2、實(shí)驗(yàn)室加速老化有什么意義？較自然爆曬有什么優(yōu)點(diǎn)？

　　由于自然的老化測試需要幾年的時(shí)間才能決定老化結(jié)果，對(duì)一般的企業(yè)來說時(shí)間成本太高，特別在這個(gè)竟?fàn)幈容^激烈的時(shí)代，產(chǎn)品開發(fā)的周期都很短，如果一個(gè)新品的測試周期需要幾年，那這個(gè)產(chǎn)品根本沒有什么競爭力可言。同時(shí)，由于各地的氣候條件千變?nèi)f化，同樣的被測材料有可能得到相差很大的老化結(jié)果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性和可再現(xiàn)性不是很好。因而，人們傾向于使用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備人工加速老化，這樣不僅可以縮短試驗(yàn)周期、重復(fù)性好、可用于質(zhì)量控制、材料穩(wěn)定性測試以及材料的快速對(duì)比篩選測試。還有，該種方法的應(yīng)用范圍較廣，因僅在室內(nèi)使用，可以不受自然條件限制，僅考慮人為因素的影響即可，使用簡便，可控性較高。
 

　　3、實(shí)驗(yàn)室加速老化是多長時(shí)間相當(dāng)于自然環(huán)境中的一年？

　　這個(gè)問題是最常問的一個(gè)問題，也是最難回答的一個(gè)問題，即使在老化方面知識(shí)淵博、經(jīng)驗(yàn)豐富的研究人員們也會(huì)感到為難，目前沒有一份標(biāo)準(zhǔn)或論文有明確指出，實(shí)驗(yàn)室加速老化是多長時(shí)間相當(dāng)于自然環(huán)境中的一年或者給出明確的公式。主要原因是，自然條件變化的因素太多了，引起產(chǎn)品老化的因素很多如光照強(qiáng)度、光照時(shí)間、溫度、濕度、降雨和污染物等等，實(shí)驗(yàn)室沒辦法全部都模擬出來。所以，目前大部分標(biāo)準(zhǔn)沒有給測試時(shí)間，時(shí)間都是多方協(xié)商的結(jié)果。有的標(biāo)準(zhǔn)有給定時(shí)間，一種是實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)與長期使用得出來的數(shù)據(jù)比較得出來的的結(jié)果，比如大部份的汽車標(biāo)準(zhǔn)。另外一種是只考慮單一因素，比如：只考慮一個(gè)地區(qū)的光照總量，用輻照度反推出來的，最典型的標(biāo)準(zhǔn)是：

　　EN 12608-2003門窗制造用未增塑聚氯乙烯(PVC-U)型材.分類、要求和試驗(yàn)方法，計(jì)算公式如下：

　　老化時(shí)間=年太陽輻照總量×年數(shù)×60%×67%&pide;550&pide;3600

　　----年太陽輻照總量：波長范圍在300～2450nm內(nèi)的各地區(qū)地面吸收的陽光年輻照總量，J/m2；

　　----60%：波長范圍在300～800nm的輻照量占總輻照量的百分?jǐn)?shù)，材料正因

　　為吸收此范圍的光照而引起老化降解；

　　----67%：溫度修正系數(shù)。因在自然老化中，除了夏天，其他季節(jié)的平均氣溫

　　相對(duì)較低；

　　----550：氙燈日曬老化機(jī)使用Boro/Boro濾鏡組合時(shí)，其發(fā)射的光譜波長范

　　圍在300～800nm的輻照量，W/m2；

　　----3600：1小時(shí)=3600秒

　　A.溫帶氣候M類門窗（5年戶外暴曬要求）

　　年輻照總量：4×109J/m2

　　老化時(shí)間=4×109×5×60%×67%&pide;550&pide;3600=4061h

　　標(biāo)準(zhǔn)要求：4000h

　　B.熱帶氣候S類門窗（5年戶外暴曬要求）

　　年輻照總量：6×109J/m2

　　老化時(shí)間=6×109×5×60%×67%&pide;550&pide;3600=6091h

　　標(biāo)準(zhǔn)要求：6000h

　　4、輻照量提高一倍測試時(shí)間是否可以減少一半？（焦耳是否等效？）

　　經(jīng)常有人問如果只考慮輻照量因素，原本輻照度0.55w/m2需做2000小時(shí)，如果輻照度提高1.1 w/m2，是不是只需要做1000小時(shí)，其實(shí)這種的想法是不對(duì)的，光老化一個(gè)緩慢的光老化過程，其中可能包含光反應(yīng)、氧化反應(yīng)、機(jī)械作用、溫濕作用等等，雖然提高輻照度可一定程度上提高反應(yīng)活性，但不這個(gè)反應(yīng)并不按比列疊加了，一味的追求速度，可能會(huì)偏離了測試本身的意義，造成測試結(jié)果與實(shí)際的偏離。以下這個(gè)對(duì)比數(shù)據(jù)很好的說明這一點(diǎn)。

　　5、光老化測試分為哪幾種？該怎么選擇？

　　目前光老化測試主要有三種：紫外老化、氙燈老化、碳弧燈老化

　　（1）快速紫外老化（QUV），紫外的波長一般在290~400nm之間，在短波紫外的波段可以較好模擬太陽光，短波紫外線通常引起聚合物的老化，如失光、強(qiáng)度下降、黃變、開裂、脆化，而且其燈管光譜穩(wěn)定，隨時(shí)間變化的它的光譜功率分布發(fā)生變化很小可提高測試的現(xiàn)現(xiàn)性和重復(fù)性，此外在模擬戶外潮濕方面做的比較好，其冷凝系統(tǒng)（100%RH）比氙燈的水噴淋更強(qiáng)烈、真實(shí)。其深層滲透會(huì)引起破壞做用，如涂層的表面起泡、開裂、腐蝕等

　?。?）氙燈主要模擬的是太陽光，它波長一般在400~800nm之間，在長波紫外波段和可見光波段模擬效果較好，長波紫外波和可見光會(huì)會(huì)使顏料和染料發(fā)生褪色和顏色變化，因此產(chǎn)品關(guān)注顏色變化時(shí)，我們一般推薦用氙燈，此外，由于氙燈的濾鏡是可以模擬透過玻璃窗等特殊條件，因而室內(nèi)的條件一般也選用氙燈。

　?。?）碳弧燈老化，碳弧燈模擬加速老化試驗(yàn)箱是最早出現(xiàn)的，因?yàn)榫S修費(fèi)用高、不能校正、模擬光譜范圍狹窄等缺點(diǎn)，現(xiàn)在除了一些日本企業(yè)由于前期的大量數(shù)據(jù)都碳弧累積的，還在還在延續(xù)使用外，使用的人越來越少。但是，近年來一些日本企業(yè)也在嘗試改用氙燈做測試。

　　6、光老化測試前需要確認(rèn)的哪些參數(shù)？

　　分為以下兩種情況：

　　A.如果有標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)?zhí)峁?biāo)準(zhǔn)號(hào)和測試時(shí)間

　　B.如果沒標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)?zhí)峁┮韵滦畔ⅲ?/p>

　?。?）確認(rèn)使用哪種光源做測試？一般由測試目的決定或由所依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)推薦的。

　　（2）輻照度。

　?。?）使用哪種濾鏡？紫外老化考慮選擇濾鏡的問題，氙燈必須按照產(chǎn)品使用的條件選擇濾鏡或者根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)推薦。

　　（4）溫度，黑板溫度或黑標(biāo)溫度。

　?。?）是否噴淋？依產(chǎn)品使用的條件選擇。

　?。?）測試時(shí)間，由協(xié)商決定，可參考本文第3點(diǎn)。

　　（7）其它信息，如濕度、箱體溫度、循環(huán)控制等。

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