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紫外老化測(cè)試中的三種UV燈管類型
發(fā)表時(shí)間:2023-04-10 15:46:01
高分子材料在實(shí)際使用中，不可避免的會(huì)受到光照。比如戶外使用時(shí)會(huì)長期暴露于太陽光下，抑或是玻璃窗后的日光下。即使是在室內(nèi)使用，某些白色或淺色的電子電器外殼（如白色ABS、PC/ABS）用久了也會(huì)發(fā)黃變色。除了光照外，使用環(huán)境下的氧、熱、濕等因素也會(huì)對(duì)材料的顏色和性能產(chǎn)生較大的影響。因此，材料在這樣或類似的環(huán)境條件下應(yīng)用前，開展光、氧、熱、濕和其他氣候應(yīng)力對(duì)其外觀和性能影響的評(píng)價(jià)非常重要。

光照、氧、熱（溫度）和濕（水分）是影響高分子材料老化的四個(gè)最基本因素。對(duì)于光照，也就是太陽光的紫外線通常是造成材料光老化的主要原因，這是因?yàn)樘柟庵械淖贤饩€波長短，能量高，床頭能力也強(qiáng)；氧除了特定條件（電暈、電子輻照等）下產(chǎn)生的臭氧外，空氣中的氧氣在材料光老化過程中會(huì)進(jìn)一步強(qiáng)化材料的老化降解；而使用環(huán)境溫度（熱）升高時(shí)，光照對(duì)材料的破壞作用也將隨之增大，也就是溫度會(huì)大大加速光老化的進(jìn)程；戶外降雨常常導(dǎo)致材料表面溫度驟降，造成冷熱沖擊帶來材料應(yīng)力腐蝕，而室內(nèi)的空氣濕度或戶外的露水附著在材料上的時(shí)間往往更長，形成更為嚴(yán)重的水分吸收。
 
這四個(gè)因素中的任何一個(gè)都可能導(dǎo)致材料老化，而高分子材料在實(shí)際使用環(huán)境中，往往是幾種因素同時(shí)發(fā)生，對(duì)材料造成的危害也比單獨(dú)一種因素更大。因此高分子材料在應(yīng)用前，為了事先評(píng)估產(chǎn)品在實(shí)際使用過程中的壽命，通常會(huì)在實(shí)驗(yàn)室中通過實(shí)驗(yàn)室光源加速老化試驗(yàn)來評(píng)估光、氧、熱、濕對(duì)材料性能的影響，以保證產(chǎn)品的可靠性。


紫外老化測(cè)試是評(píng)估高分子材料耐光老化性能的測(cè)試方法，通常是在實(shí)驗(yàn)室中通過紫外加速老化試驗(yàn)箱進(jìn)行測(cè)試。紫外老化箱通過設(shè)定測(cè)試條件可模擬太陽光中的紫外線、使用環(huán)境條件下的氧、溫度和濕度，在短時(shí)間內(nèi)（幾周或幾個(gè)月）能夠獲得可再現(xiàn)的、可靠的老化測(cè)試數(shù)據(jù)而在材料開發(fā)和產(chǎn)品可靠性驗(yàn)證中得到廣泛使用。
 
紫外老化試驗(yàn)主要包括光照、冷凝和噴淋三種模式。光照階段用于模擬自然環(huán)境中的白天，光照時(shí)可以控制光照強(qiáng)度、溫度；冷凝階段用于模擬夜晚樣品表面結(jié)露的現(xiàn)象，冷凝階段關(guān)閉紫外燈（黑暗狀態(tài)），只控制試驗(yàn)溫度；噴淋階段通過向樣品表面持續(xù)噴水模擬下雨的環(huán)境。
 
紫外加速老化試驗(yàn)常用的UV燈管類型有3種，分別為UVB313、UVA-340和UVA351。這三種燈管發(fā)出的光都是紫外光，但其光譜分布和發(fā)出光的總能量不同，因此在試驗(yàn)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的燈管進(jìn)行模擬試驗(yàn)：
 
UVB-313燈管能產(chǎn)生短波紫外線，能夠比UVA燈更快地使材料老化，從而達(dá)到加速老化的目的，廣泛應(yīng)用于耐久性材料的快速、節(jié)省時(shí)間的測(cè)試；UVA-340燈管的光譜分布與戶外太陽光的紫外波段相近，一般用于常規(guī)戶外使用產(chǎn)品的光老化試驗(yàn)；UVA-351燈管可以模擬透過玻璃窗戶的太陽光的紫外線部分，主要用于室內(nèi)產(chǎn)品的紫外老化測(cè)試評(píng)價(jià)。
 
在實(shí)際應(yīng)用中，需要進(jìn)行紫外老化測(cè)試的高分子材料和產(chǎn)品主要有：塑料、橡膠、涂料、粘合劑、紡織品等合成纖維等，檢測(cè)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)有ASTM G-151、ASTM G-154、ASTM C1501、ASTM C1442、ISO 11507、ISO4892、GB/T14522、GB/T16585和GB/T16422.3等等，且不同國家或行業(yè)對(duì)紫外老化測(cè)試都制定了相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。因此，在進(jìn)行紫外老化檢測(cè)時(shí)，主要是根據(jù)客戶要求的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行測(cè)試評(píng)價(jià)。
 
但在此需要說明的是，紫外老化試驗(yàn)箱的光源只是模擬了太陽輻照中的紫外線部分，而在實(shí)際情況下，太陽光中的可見光、紅外線等其它波長的光對(duì)材料老化的影響有時(shí)也不可忽略。因此，氙燈老化試驗(yàn)箱的模擬性更接近于太陽光。至于選擇何種老化試驗(yàn)箱，還須根據(jù)實(shí)際需要而定。