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紫外光老化試驗(yàn)箱評(píng)價(jià)非金屬材料耐候性解析

更新時(shí)間:2021-04-06點(diǎn)擊次數(shù):676

塑料、橡膠、涂料等非金屬材料在使用過(guò)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(guò)程中*的重要環(huán)節(jié),因此需要開(kāi)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(hù)電詢(xún),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(yáng)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(yáng)光中紫外線(xiàn)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(guò)模擬太陽(yáng)光的紫外光照射來(lái)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(yáng)光中的短波紫外線(xiàn)部分(300-340nm);UVA-351燈源主要模擬太陽(yáng)光中透過(guò)玻璃后的短波紫外線(xiàn),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(yáng)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(xiàn)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(guò)玻璃的紫外線(xiàn)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(chē)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(hù)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(lèi)戶(hù)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(hù)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。


在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中,可參照以上試驗(yàn)條件進(jìn)行,也可根據(jù)使用環(huán)境、產(chǎn)品特點(diǎn)和試驗(yàn)?zāi)康淖龀鱿鄳?yīng)的調(diào)整。

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