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氙灯老化暴露试验法介绍

2023-01-28

所谓人工光源(实验室光源或人工气候)暴露试验法,是通过模拟和强化大气环境中的一些主要老化因素,达到人工加速目的的老化试验方法。

1.由于实际生产中迫切需要评估材料的耐候性,所以采用一些人工光源来加速老化。这些光源包括:(过滤)宽带弧光灯、荧光紫外灯、金属卤化物灯
Halide1amps)和开放式碳弧灯;还有一些不常用的光源,包括:汞汽灯、钨丝灯(钨
1amp)[4].我国1997年颁布的国家标准GB/T16422-1.2.3(相当于ISO4892,1994)规定了氙灯、荧光紫外灯和开口碳弧灯常用的暴露试验方法。

2.一般规则

结果的偏差
鉴于现实环境中材料老化的复杂性(太阳辐射的特性和能量随位置和时间、温度、温度的周期性变化等而变化。),为了减少重复暴露试验结果的差异,特定地点的自然暴露试验应连续暴露至少两年。经验表明,实验室光源与特定场所自然暴露试验结果的相关性只适用于特定类型和配方的材料和特定的性能,其相关性已被以往的试验所证实。

测试目的
a .通过模拟自然日光下长期暴露的加速试验,获得材料的耐候性。为了获得整个曝光过程的完整特征,需要测量样品在几个曝光阶段的性能变化。
b用于确定不同批次材料的质量是否与已知参考相同的实验。
c .根据规定的试验方法评估性能变化,以确定材料是否合格。
c测试设备
一般实验室光源暴露试验的设备应包括试验箱(包括:光源、样品架、润湿装置、湿度控制装置、温度传感器、程序控制装置等。)、辐射测量仪、指示或记录装置等主要部件和必要的辅助配套装置。

测试条件的选择
实验室光源暴露试验条件的选择主要包括:光源、温度、相对湿度、喷水(降雨)周期等。它们的选择依据和一般确定方法如下:

氙灯老化暴露试验法介绍

光源的选择
光源的选择是整个实验的核心部分,其原则是:D一,人工光源的光谱特性应与导致材料老化损伤的有感的太阳光能量分布相似,即具有良好的模拟性;二是要求在短的时间内获得与常规曝光相似的自然曝光的结果,即加速的作用好。

考虑到测试结果的准确性,在材料有感的紫外区,灯的光谱特性与太阳光接近,是目前公认的理想光源。但考虑到氙灯老化箱的运行成本,紫外荧光灯可能更适合国内一些中小企业和普通高校做老化试验研究。而用于杀JUN或其他用途的高压或低压汞灯,没有合适的滤光片,含有大量自然光中没有的紫外线成分,不适合做一般的老化实验。这里的‘一般’是指在大气中使用的塑料制品的老化实验,因为所有的模拟紫外线辐射都要穿过大气。用这些试验方法来模拟航天用塑料制品,理论上会有一些误差。

氙灯老化试验温度b的选择
空气温度的选择要以材料在使用中遇到的高温度为准,比它略高,一般在50℃左右。黑板温度根据使用环境中材料表面的高温度选择,略高于63±3℃

相对湿度的选择
相对湿度对材料老化的影响因材料品种而异。根据材料使用地的年平均相对湿度,通常在50%~70%范围内选择3个国内外标准:

国内外对人工光源测试方法也做了大量的研究。以下是ISO和ASTM已经制定的一些测试方法标准:
标准ISO4892-1,2,3,4
GB/T16422塑料实验室光源暴露方法
1.通则
2.氙弧灯
3.荧光紫外线灯
4.开放式碳弧灯

ASTMG26非金属材料氙弧灯暴露设备标准操作(有无喷涂)ASTMG53非金属材料浓缩荧光紫外灯暴露/喷涂设备建议操作ASTMG151非金属材料加速试验设备暴露标准操作(实验室光源)4试验仪器准备

在氙灯和荧光紫外灯中,荧光紫外灯操作简单,已经使用了一段时间,所以运行比较稳定。但是氙灯老化箱还处于试运行阶段,控制比较复杂,所有操作都需要熟悉,实验室环境还没有全达到操作手册的要求。