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嘉峪檢測網(wǎng) 2017-09-28 12:35
光照老化試驗是一種利用人造光源來模擬陽光、下雨、凝霧等自然環(huán)境，進(jìn)而驗證塑料、橡膠、涂層等高分子材料對自然環(huán)境抵抗能力的試驗方法；有機(jī)材料在經(jīng)過 長時間的人造光源照射后會出現(xiàn)變色、起皺、開裂等失效現(xiàn)象，通過分析試驗條件和材料的失效情況，可以評估材料的耐氣候性等級。
目前常用的光照老化試驗方法有氙弧燈老化、熒光紫外燈老化（UV老化）、碳弧燈老化和金屬鹵素?zé)衾匣?/span>
一、名詞術(shù)語
二、老化原理
在光照條件下，高分子材料里的不飽和雙鍵（C=C）、苯環(huán)、支鏈等不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)吸收高能量的紫外光后，會發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致材料出現(xiàn)變色、龜裂、失光、物理性能降低等現(xiàn)象。
常見化學(xué)反應(yīng)類型有：
光引發(fā)：
鏈增長：
鏈終止：
常見高聚合物的敏感波長如下：
| 高聚合物 | 敏感波長（nm） |
| 聚碳酸酯(PC) | 285~305, 330~360 |
| 聚乙烯(PE) | 300 |
| 聚氯乙烯(PVC) | 320 |
| 聚苯乙烯(PS) | 318.5 |
| 聚丙烯(PP) | 300 |
| 聚甲醛（POM） | 300~320 |
| 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA） | 290~315 |
可以看出，所有高聚合物的敏感波長均在400nm以下，所以一般認(rèn)為對材料老化起主要作用的是紫外波段，而可見光和紅外光主要起到熱效應(yīng)。對于UV老化，由于其能量以紫外線為主，不具有熱效應(yīng)，所以其黑板溫度和箱體溫度接近。
三、四種老化試驗方法對比
| 氙弧燈 | 熒光紫外燈 | 碳弧燈 | 金屬鹵素?zé)?/span> | |
| 光源 | 氙弧燈管 | UV燈管：UVA、UVB | 碳弧燈：紫外型和陽光型 | 金屬鹵素?zé)?/span> |
| 光譜范圍 |
可見波段 （300~800nm） |
紫外波段 （280~400nm） |
可見波段 （300~700nm） |
可見+近紅外波段（300~2450nm |
| 常見標(biāo)準(zhǔn) |
GB/T 16422.2-2014 SAE J2527-2004 SAE J2412-2004 |
GB/T 16422.3-2014 GB/T 23987-2009 ASTM G154-2012 |
GB/T 16422.4-2014 ISO 4892.4-2013 JIS D0205-1987 |
GB/T 2423.24-2013 IEC 60068-2-5:2010 |
| 典型試驗條件 |
1.0.55W@340nm，BPT 89℃，50%RH，持續(xù)光照（常規(guī)產(chǎn)品） 2.0.55W@340nm，BPT 89℃，3.8h光照，1h黑暗（SAE J2412汽車內(nèi)飾產(chǎn)品） 3.550W@300~800nm，BST 65℃，102分鐘干燥18分鐘噴淋，持續(xù)光照(GB/T 16422.2) 4. 1）40min光照0.55W@340nm，BPT 70℃，不噴水， 2）20min光照0.55W@340nm正面噴水， 3）60min光照0.55W@340nm不噴水， 4）60min黑暗：BPT 38℃，正背面噴水（SAE J2527, 汽車外飾） |
1. UVA-340，0.76W@340nm，8h光照（BPT：60℃），4h冷凝（BPT：50℃）（GB/T 16422.3） 2. UVA-340，0.89W@340nm，8h光照（BPT:60℃），4h冷凝（BPT：50℃）（ASTM G154） |
1.陽光型：255W@300-700nm，BPT 63 or 83℃，濕度：50%RH（JIS D0205） |
1. 120W@300~2450nm，8h光照16h黑暗 |
| 適用范圍 |
汽車內(nèi)外飾材料 電子產(chǎn)品外殼材料 塑料、紡織品、涂料等其他材料 |
塑料、橡膠、紡織品、涂料等材料（汽車相關(guān)材料一般不用） | 僅部分行業(yè)和產(chǎn)品及日系汽車材料使用 | 電子產(chǎn)品外殼材料 |
| 其他分析 | 其光譜與太陽光吻合最好，目前廣泛使用 | 僅能模擬紫外波段 | 與太陽光吻合不好且試驗成本高，已逐步被淘汰 | 試驗成本高，僅用于電子產(chǎn)品領(lǐng)域 |
備注：各試驗方法的光譜對比
來源：AnyTesting
