紫外光老化試驗(yàn)箱評(píng)價(jià)非金屬材料耐候性解析

塑料、橡膠、涂料等非金屬材料在使用過程中常常會(huì)受到溫度、濕度和光照等氣候環(huán)境因素的影響，從而使得其外觀褪色和性能下降，影響產(chǎn)品的使用壽命，研究塑料和橡膠等材料的耐久性，是生產(chǎn)制造過程中*的重要環(huán)節(jié)，因此需要開展實(shí)驗(yàn)室人工老化試驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)選。目前，常用的人工老化試驗(yàn)方法通常是采用氙燈老化試驗(yàn)箱、紫外光老化試驗(yàn)箱和碳弧燈老化試驗(yàn)箱等老化試驗(yàn)設(shè)備對(duì)材料進(jìn)行耐老化試驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)集團(tuán)（香港）有限公司可提供各種老化試驗(yàn)設(shè)備，歡迎有需求的客戶電詢，標(biāo)準(zhǔn)集團(tuán)工程師表示，紫外光老化試驗(yàn)?zāi)M了太陽光中能量強(qiáng)的紫外光部分，能夠快速地評(píng)價(jià)非金屬材料的耐候性。

紫外光波長(zhǎng)介于200-400nm之間，光子能量與其波長(zhǎng)成反比，波長(zhǎng)不同，光能量也不樣，各一波長(zhǎng)的光對(duì)應(yīng)的能量值如表1所示。

光的吸收是以光量子為單位進(jìn)行的，分子一瞬間只能獲得一個(gè)光量子，所以光的能量的大小決定了分子吸收能量的多少，當(dāng)吸收的能量大于高分子材料化學(xué)鍵的鍵能時(shí)，高分子材料發(fā)生降解。高分子材料中典型的化學(xué)鍵的鍵能如表2所示。

由表1和2可知，太陽光中紫外線部分可導(dǎo)致高分子材料中的C-C、C-N和C-O鍵等主要化學(xué)鍵發(fā)生斷裂，造成高分子材料的老化破壞。
紫外光老化試驗(yàn)通過模擬太陽光的紫外光照射來考核高分子材料的耐老化性能，其試驗(yàn)效果的好壞與燈源的選擇密切相關(guān)。目前常用的紫外光源包括UVA-340、UVA-351和UVB-313，其中，UVA-340燈源主要模擬太陽光中的短波紫外線部分(300-340nm)；UVA-351燈源主要模擬太陽光中透過玻璃后的短波紫外線，其輻射能量峰值在351nm處；UVB-313燈源的光譜主要集中在280-360nm，其低于300nm的輻射占總輻射量的百分比大于10%，與太陽光中的紫外部分差別較大，容易引起在實(shí)際使用環(huán)境中不存在的老化，試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際使用相關(guān)性較差，主要用于快速篩選材料和評(píng)價(jià)材料的耐紫外線性能。
紫外光老化試驗(yàn)可選擇多種試驗(yàn)程序，包括連續(xù)暴露、紫外、冷凝和、噴淋等。在試驗(yàn)透過玻璃的紫外線對(duì)材料的影響時(shí)，常采用連續(xù)暴露的方式進(jìn)行試驗(yàn)，例如汽車內(nèi)飾材料、油墨或靠近窗邊的聚合物材料等；紫外冷凝試驗(yàn)程序綜合地模擬了明暗交替、干濕交替和夜間冷凝戶外環(huán)境條件，主要考察在相對(duì)濕度大、晝夜溫差較大的地區(qū)使用的非金屬材料的耐候性；紫外噴淋試驗(yàn)程序綜合地模擬了明暗交替、干濕交替和淋雨類戶外環(huán)境因素，主要考察在多雨地區(qū)使用的非金屬材料的耐候性，可參考文章戶外曝曬和紫外老化箱兩種試驗(yàn)的相關(guān)性。
常用紫外光老化試驗(yàn)條件：
ASTM相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)列舉了一些紫外光老化試驗(yàn)典型的試驗(yàn)條件，并對(duì)其適用范圍做出了規(guī)定，詳細(xì)內(nèi)容如表3所示。