光照老化
氣候和陽光輻照是損害涂料、塑料、油墨及其它高分子材料的主要原因,這種損害包括失光、褪色、黃變、開裂、脫皮、脆化、強度降低及分層、即使是室內的光及通過玻璃窗透射的太陽光也都會使一些材料老化,比如引起顏料、染料等褪色或變色。
氙燈老化與UV老化
氙燈(Xenon lamp):填充氙氣的光電管或閃光電燈。其光譜能量分布與陽光中紫外,可見光部分相似。
熒光紫外燈(UV lamp):發射400nm以下紫外光的能量至少占總輸出光能80%的熒光燈。
UV和氙燈測試的區別
UV測試主要考慮紫外光對于產品的影響,其波長范圍為300~400nm;氙燈測試不僅考慮紫外光的影響,還考慮可見光的影響,其波長范圍為300~800nm。
UV老化
UV燈管類型: UVA-340,UVB-313,UVA-351
不同類型的UV燈管的用途:
UVA-340:模擬陽光中的紫外線部分,主要用于戶外產品的光老化試驗。
UVB-313:廣泛應用于耐久性材料的快速、節省的測試,會加速材料的老化。
UVA-351:用于模擬穿過窗玻璃的陽光的紫外線部分,主要用于室內。
完整的UV測試條件包括:
1.燈管類型
2.輻照強度(irradiation)
3.非光照類型(冷凝和噴淋)(condensation and spray)
4.光照和非光照時的溫度
5.光照和非光照的時間
6.測試總時間或測試循環次數。
實驗室UVA-340燈的輻照度
A.0.68W/m2@340nm 相當于夏季正午的陽光,得到快速的效果;
B.1.38W/m2@340nm 兩倍于太陽最大值,得到快速的效果;
C.0.35W/m2@340nm 相當于三月/九月的日光,適合普通測試或較低UV光強的測試。
實驗室UVB-313燈的輻照度:
A.0.67W/m2@340nm;
B.1.23W/m2@340nm 非常快速的測試,應用于質量控制或耐久性好的材料測試;
C.0.48W/m2@340nm UVB-313燈管執行SAE J2020標準時的長時間光照。
UV常用測試標準
ASTM G154-2006 非金屬材料UV熒光燈暴露照射
ISO 4892.3-2006 塑料實驗室光源暴曬方法第3部分:熒光紫外燈
GB/T 16422.3-1997塑料實驗室光源暴曬方法第3部分:熒光紫外燈
氙燈老化
氙燈(Xenon lamp):填充氙氣的光電管或閃光電燈。其光譜能量分布與陽光中紫外,可見光部分相似。
完整的氙燈測試過程包括
A.光照,由照射到試樣表面的氙弧燈的光譜能量分布(SPD,Spectral Power Distribution)和氙弧燈的輻照度(irradiance)決定。
B.溫度,包括試驗箱內溫度(Chamber Temperature)、黑標準溫度(BST,Black Standard Temperature)或黑板溫度(BPT,Black Panel Temperature);
C.相對濕度;
D.噴水。
濾光系統
氙燈試驗箱的傳感器類型和濾鏡類型
氙燈試驗箱共有四種類型的傳感器以監控輻照強度:340nm,420nm,TUV(300-400nm),QB光強校準儀。
有三種類型的濾鏡:Daylight Filter-B/B日光眼過濾器,Windows Glass Q Filter窗玻璃過濾器, UV擴展過濾器。
不同類型的濾鏡的作用
日光眼過濾器主要模擬夏日正午時的陽光,可用來測試室外材料;
窗玻璃過濾器主要是模擬透過窗玻璃的陽光,可用來測試室內材料。
光老化測試中的冷凝和噴淋有什么不同?
冷凝用來模擬實際生活中露水停留在材料上時的狀態,但是試驗設備并不能完全模擬露水,因為露水中含有豐富的氧;噴淋用來模擬材料在雨水下的狀態。
試驗設備
氙弧燈老化試驗機應實現環境因素的綜合控制:
1.光照強度
2.亮/暗周期變化
3.黑板溫度和干球溫度
4.通過光過濾器后的光譜能量分布
5.濕度控制
6.噴淋
試驗標準
氙燈常用測試標準有
1.ASTM G155-2005 非金屬材料曝光用氙弧燈設備使用標準慣例;
2.ISO 4892.2-2006 塑料實驗室光源暴曬方法 第2部分,氙燈光源;
3.GB/T 16422.2-1999 塑料實驗室光源暴露試驗方法 第2部分 氙弧燈;
4.SAE J2527-2004 用受約束的發光氙弧設備對汽車外部的材料加速暴露試驗方法;
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SAEJ1885 |
ISO 105B06-1998 |
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亮周期 |
暗周期 |
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黑標溫度 |
/ |
/ |
(100±3)℃ |
黑板溫度 |
(89±3)℃ |
(38±2)℃ |
/ |
樣品室溫度 |
(62±2)℃ |
(38±2)℃ |
(65±3)℃ |
濕度 |
(50±5)% |
(95±6)% |
(20±10)% |
環境水 |
(63±4)℃ |
(40±4)℃ |
/ |
輻照強度 |
(0.55±0.01)W/m2 |
/ |
1.2W/m2 |
常見缺陷
1、起泡:表面封閉的突起區域;
2、變色:材料表面顏色隨時間變化二變弱或變淺;
3、裂化或裂紋:材料表面可見的微裂或暴露出原底層的碎裂;
4、瑕疵:降解導致的材料表面或內部的不規則現象;
5、白化:表面的一種老化現象,表現為全部或局部變白。
我院是專業從事高分子材料老化與防老化研究、性能檢測及老化試驗方法制修訂的權威機構,自1961年成立以來,參與和制修訂數百項國家行業標準。
我院制修訂的光老化相關標準
◆ GB/T 3681-2000 塑料大氣曝露試驗方法
◆ GB/T 14519-1993 塑料在玻璃板過濾后的日光下間接曝露試驗方法
◆ GB/T 15596-2009 塑料曝露于玻璃下日光或自然氣候或人工光后顏色和性能變化的測定
◆ GB/T 16422.1-2006 塑料實驗室光源曝露試驗方法 第 1 部分:通則
◆ GB/T 16422.2-2014 塑料實驗室光源曝露試驗方法 第 2 部分:氙弧燈
◆ GB/T 16422.3-2014 塑料實驗室光源曝露試驗方法 第 3 部分:熒光紫外燈
◆ GB/T 16422.4-2014 塑料實驗室光源曝露試驗方法 第 4 部分:開放式碳弧燈
◆ GB/T 12831-1991 硫化橡膠人工氣候(氙燈)老化試驗方法
◆ GB/T 14835-1993 硫化橡膠在玻璃下耐陽光曝露試驗方法
◆ GB/T 15255-1994 硫化橡膠人工氣候老化(碳弧燈)試驗方法
◆ GB/T 16585-1996 硫化橡膠人工氣候老化(熒光紫外燈)試驗方法
◆ GB/T 16996-1997 硫化橡膠曝露于自然氣候或人工光后性能變化的評定
◆ GB/T 11189.1-1989 非金屬材料曝露試驗用的有水和無水光曝露設備(氙弧燈)及實施方法
◆ GB/T 11189.2-1989 非金屬材料曝露試驗用的有水和無水光曝露設備(碳弧燈)及實施方法
◆ GB/T 11190-1989 色漆、清漆、噴漆及有關產品的光 - 水曝露設備(碳弧型)及實施方法
服務流程:
檢測咨詢—項目報價—簽訂委托合同單—寄樣檢測和安排費用—安排檢測—出具報告