光老化(紫(zǐ)外燈老化/氙燈老化)測試常問的6個問題
1.光老化試(shì)驗的目的是(shì)什麽?
每年,老齡化造(zào)成的經濟損失都是上億。老化通常會(huì)導致紡織品、塗(tú)層,
塑料和其他有機物的(de)物理性質發生變化,主要表現在變色(sè)、失光、強度下降、開裂、
剝落、粉(fěn)碎和(hé)氧化等。我們知道太陽光,尤其是短(duǎn)波長的紫外線,高溫、雨水(shuǐ)、露水和高濕度形式的濕氣是造成上述傷害的主要(yào)因素。
老化試驗的目的如下:
(1)降回報風險。
(2)符合相關質量技術標準。
(3)避免老化造成的損失。
(4)提高(gāo)產(chǎn)品(pǐn)的口碑。
(5)提高產(chǎn)品競爭力。
(6)進入高端市場。
(7)節約資源。
(8)生命周期估(gū)算。
2.實驗(yàn)室加速老化的意義是什(shí)麽?自然暴曬有什麽好處?
由於自然老化試驗需要幾年(nián)才能確定老化結果,對於普通企業(yè)來說時間成本太高,尤其是(shì)在這個競爭激烈的時代(dài),產品(pǐn)開發周期較短。如果一個新產(chǎn)品的測試周期需要幾年,那麽這個產品就全沒有競爭力。同時,由於不同地方的氣候條件千變萬化,同一被測(cè)材料可能會得到不同的老化結果,實驗結果的(de)重複性和再現性都不是很好。因此,人們傾向於(yú)使用(yòng)實驗室設備人工加速老化,不僅可以縮短試驗周期,重複(fù)性好,還可以用於材料的質量(liàng)控製、材料穩定性試(shì)驗和快速對比篩(shāi)選試驗。此外,該方法具有(yǒu)廣泛(fàn)的應用(yòng)範圍。因為隻在室內使用,不受(shòu)自然條件限製,隻考慮人為因素的影(yǐng)響。使用方便,可控性高。
3.實驗室的加(jiā)速老化相當於自然環境中(zhōng)的一年多長時間?
這個問題是問得多的,也是(shì)難回答的。即使是對衰老有知識和經驗的研究人員也會感到尷尬。目前尚無(wú)標準或論文明確指出實(shí)驗室加速(sù)老化在自(zì)然環(huán)境(jìng)中相當於(yú)一年的時間有多長或給出明確的公式。主要原因是改變自然條件的因(yīn)素太多,導致(zhì)產品老化的因素(sù)也很多,比如光照強度、光照時間、溫度、濕度、降雨和(hé)汙染物等。,不(bú)可能全部被實驗室模擬(nǐ)出來。因此,目(mù)前大多數標準都(dōu)沒有給出測試時(shí)間,這是多方協商(shāng)的結果。有些標準是(shì)有給(gěi)定(dìng)時間的,另(lìng)一些是實(shí)驗室數(shù)據和長期數據對比得出的結果,比如大多數汽車標準。另一種是隻考慮單個因素,例如隻考慮一(yī)個區域的光總量,這是從(cóng)輻照度推導出來的。典型的標準是:
歐洲(zhōu)標準12608-2003
門窗製造用未增塑聚氯乙烯型材(cái)。分類、要求和試驗方法,計(jì)算公式如下:
老化時間=年太陽總照射量×年× 60%
×67%÷550÷3600
-年太陽總輻射:各地區地麵吸收的太陽光,波長從300納米到(dào)2450納米不等。
年總輻照量,焦耳/平方米(mǐ);
-60%:300 ~ 800nm波(bō)長範圍內總照射量的百分比,材料(liào)的(de)正因子
吸收這個範圍內的光,導致老化和退(tuì)化;
-67%:溫度修正係數。由於自然老(lǎo)化,除夏季(jì)外其他季節的(de)平均氣溫。
相對較低;
-550:氙燈太陽(yáng)老化機使用(yòng)Boro/Boro濾光片組合時,其發射的光譜波長範圍。
照射300 ~ 800 nm左(zuǒ)右,w/m2;
-3600: 1小時=3600秒
A.溫和的氣候
m級(jí)門窗(5年戶外暴露要求)
年總輻照量:4×109焦耳(ěr)/平方米
老化時間=4×109
×5×60%×67%÷550÷3600 = 4061小時
要求(qiú):4000小時
B.熱帶氣候下的S級門窗(5年戶外暴露要(yào)求(qiú))
年(nián)總輻照量:6×109焦耳(ěr)/平方米
老化時間=6×109
×5×60%×67%÷550÷3600 = 6091小時
要求:6000小時
4.如果照射量加倍,測試(shì)時間(jiān)能縮短一半嗎?(焦耳等(děng)效嗎?)
經常有人問,如果隻考慮(lǜ)輻照(zhào)度因子,原來(lái)0.55w/m2的輻照度需要2000小時,如果輻照度增加1.1
W/m2,是不(bú)是隻需要做1000小時?其實這個想(xiǎng)法是錯誤的。光老化是一個緩慢的光老化過(guò)程,可能包括光(guāng)反應、氧化反應、機械作用、溫度和濕度作用等。雖然提高輻照度可以在一定程度上提高反應活性,但這種反應並不是通過比較疊加的,一(yī)味追求速度可(kě)能(néng)會偏離測(cè)試本身的意義,導致測試結果與現實存在偏差(chà)。下麵的對比數據很好地說明(míng)了這一點。
5.有哪些光老化(huà)測試(shì)?如何選擇?
目前光老化試驗主要有三種:紫外老化、氙燈老(lǎo)化和碳弧燈老化。
(1)快速紫外老(lǎo)化(QUV),紫外光的波長一般在290 ~ 400納米之間,在短波紫外波段可(kě)以很好地模擬太陽光。短波紫外光通常會引起聚合物老化,如失光、強度下降、泛黃、開裂、脆(cuì)化等,其燈譜(pǔ)穩(wěn)定,其光譜功率分布隨時間的變化可大大提高測試的(de)即(jí)時性和重(chóng)複性。此外,它可以(yǐ)模擬室(shì)外。其(qí)深(shēn)度滲透會造成損傷,如起泡、開裂、腐蝕等。
(2)氙燈主要模擬太(tài)陽光,其波(bō)長一般在400 ~ 800納米之間,在長波紫外波段(duàn)和(hé)可見光波段(duàn)模擬作用較好(hǎo)。長波紫外線和可見光會使顏料和染料褪色變色,所(suǒ)以我們在產品注意變色時一般會建議氙燈。此外,由於氙燈的(de)濾光片可以模擬玻璃窗等特殊條件(jiàn),室內條(tiáo)件也一般選用氙燈(dēng)。
(3)碳弧燈老化,碳弧燈模擬加速老化試驗箱早,因為(wéi)存在維護(hù)成本高、不可校正、模(mó)擬光譜範(fàn)圍窄等缺點。現在,除了一些日本企業由於前期大(dà)量(liàng)數據仍在繼續使用碳弧外,使用(yòng)的人越(yuè)來越少。然而,近年來,一(yī)些(xiē)日本公司也在嚐(cháng)試改用氙燈進行測試(shì)。
6.光老化試驗前需要確認哪些參數?
分為以下兩種情況:
A.如果有標準,請提(tí)供標準(zhǔn)號和測試時間。
B.如果沒有標準,請提供以下信息:
(1)確認測試使用哪(nǎ)個光源?通常由測試(shì)目的決定或由其所依據的標準建議。
(2)輻照度。
(3)您使用哪(nǎ)種過濾器?紫外線老(lǎo)化應(yīng)考慮濾光片的選擇。氙燈必須根據(jù)產品(pǐn)使用(yòng)的條件(jiàn)選擇濾光(guāng)器(qì),或者根據標(biāo)準進行建議。
(4)溫度(dù)、黑板溫(wēn)度或黑色標簽溫度。
(5)是否(fǒu)噴霧?根據產品使用條件選擇(zé)。
(6)考試時間協商確定,請參考本文第3點。
(7)其他信息,如濕度、箱溫、循環控製等。