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光老化对产品性能的影响及紫外老化测试解读

发布时间:2021-10-26 热度:

材料在室外使用时,长期暴露在日光或玻璃过滤后的日光下,而光、热、湿和其他气候应力将对材料的颜色和性能产生较大的影响,因此评估光、热、湿和其他气候应力对材料性能的影响变得尤为重要。


1)光照——阳光中紫外线是造成产品光降解和光老化的主要原因,这是因为波长越短,能量越高,穿透能力也越强。而在太阳光谱中(如下图),紫外线恰好是属于波长较短的波。

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2)热——当温度升高时,光的破坏作用也将随之增大,尽管温度不影响主要的光致化学反应,但却影响后续的化学反应,实验室常通过升温的方法来加速老化。


3)潮湿——对于室外使用的材料,在夏天暴晒的同时,也常遇到暴雨,使材料表面温度骤降,造成热冲击,导致应力腐蚀,而露水对材料造成的危害往往比雨水更大,因为它附着在材料上的时间更长,形成更为严重的潮湿吸收。

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这三个因素中的任何一个都将导致材料老化,而在材料实际使用环境中三者或者更多环境应力往往同时发生,对材料造成的危害大于任何一种因素单独作用时产生的危害。因此为了评估产品在实际使用过程中的寿命,通常采用特定实验室光源加速老化试验来评估光、热、湿度对材料物理、化学和其他性能的影响,从而保证产品的质量。


紫外老化测试是评估新材料耐紫外光照性能的测试方法,通常是在实验室中通过紫外加速老化试验箱进行测试。在短时间内(几周或几个月),通过紫外老化试验能够获得可再现的、可靠的老化测试数据;其短波长紫外光照和冷凝循环系统可逼真地模拟阳光、露水和雨水等对材料的破坏作用。


紫外老化试验主要包括光照、冷凝和喷淋三种模式。光照阶段用于模拟自然环境中的白天,光照时可以控制光照强度、温度;冷凝阶段用于模拟夜晚样品表面结露的现象,冷凝阶段关闭紫外灯(黑暗状态),只控制试验温度;喷淋阶段通过向样品表面持续喷水模拟下雨的环境。


常见UV灯管类型有3种,分别为UVA-340,UVA351和UVB313,所有灯管发出的光均为紫外光,但其光谱分布和发出光的总能量不同,因此在试验时应根据实际情况选择合适的灯管进行模拟试验。


UVA-340灯管的光谱分布和户外太阳光的紫外波段相近,一般用于常规户外使用产品的光老化试验;


UVA-351灯管可以模拟透过玻璃窗户的太阳光的紫外线部分,主要用于室内产品的老化;


UVB-313灯管能产生短波紫外线,能够比UVA灯更快地使材料老化,从而达到加速老化的目的,广泛应用于耐久性材料的快速、节省时间的测试。


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