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人工加速老化试验
发布时间：2022年05月12日 浏览数：0 文章出自：北测实验室
一、试验背景：
人工气候试验中模拟大气环境的因素是：光、氧、热、湿度和降雨，而光是最重要的因素。高分子材料的光老化不仅与光源的辐照射强度有关，而且与光源的能谱分布也有密切关系。人造光源的能谱与太阳光能谱的相似性会直接影响老化试验结果的可靠性，光源的辐照射强度决定着试验的加速倍率，在保证两者降解机制相同的情况下，选用理想的光源不仅对试验方法的有效性，而且对自然气候暴露与人工加速暴晒两者之间的相关性的建立，以及预测高分子涂层材料的使用寿命都有极为重要的意义。
二、设备介绍：
荧光紫外灯是波长为254nm的低压汞灯，由于加入磷共存物使其转换成较长的波长，荧光紫外灯的能量分布取决于磷共存物产生的发射光谱和玻璃管的传扩，荧光灯分为UVA与UVB，主要灯管类型有：UVB-313、UVA-340、UVA-351。
三、设备图片及内部结构：
四、不同灯管的特点：
| UVA | UVB | |||||
| 特点 | UVA灯管对于比较不同类型的聚合体测试特别有用。由于UVA灯管没有任何低于正常阳光的295纳米截止点的输出，通常他们使材料的降解不如UVB灯管快。 | UVB灯管广泛用于耐久性材料的快速、节省的测试、灯管发射短波紫外线，低于阳光截止点295纳米。 | ||||
| 灯管型号 | UVA-340 | UVA-351 | UVB-313EL | QFS-40 | ||
| 适用范围 | UVA-340可在临界短波的365纳米下至阳光截止点295纳米区域内提供对阳光最佳的仿真。峰值发射在340纳米。 | UVA-351模仿穿过窗玻璃的阳光的紫外线的部分。这对室内应用最有效，特别是复制在窗口环境下发生的聚合体损失。 | UVB-313EL是用作UVB暴露的最为广泛使用的QUV灯管。他在对非常耐用的产品，如汽车涂料和屋顶材料测试的最大化加速方面非常有用。 | 这是原始的QUV灯管。 QFS-40已被使用了多年，并仍然在许多测试方法中被指定使用，特别是汽车涂料类的使用。QFS-40在QUV基本型中得到了最佳应用。 |
五、常用条件：
| 荧光紫外灯老化，用来模拟日光中紫外区域的光谱辐照度 | ||||||||
ASTM G154-16 非金属材料荧光紫外灯暴露实验操作 | ||||||||
| 序号 | 灯管类型 | 辐照度 | 暴露循环 | 黑板温度℃ | 相对湿度%RH | 适用范围 | ||
| 1 | UVA-340 | 0.89W/m²@340nm | 8h光照 4h黑暗 | 60±3 50±3 | 不控制 不控制 | 涂层和塑料 | ||
| 2 | UVB-313 | 0.71W/m²@313nm | 4h光照 4h黑暗 | 60±3 50±3 | 不控制 不控制 | 常用与涂层 | ||
| 3 | UVB-313 | 0.49W/m²@313nm | 8h光照 4h黑暗 | 70±3 50±3 | 不控制 不控制 | 汽车外饰件 | ||
| 4 | UVA-340 | 1.55W/m²@340nm | 8h光照 4h黑暗 | 70±3 50±3 | 不控制 不控制 | 汽车外饰件 | ||
| 5 | UVB-313 | 0.62W/m²@313nm | 20h光照 4h黑暗 | 60±3 50±3 | 不控制 不控制 | 用于屋顶材料 | ||
| 6 | UVA-340 | 1.55W/m²@340nm | 8h光照 4h黑暗 | 60±3 50±3 | 不控制 不控制 | 用于需要耐受高温辐照射的涂层和塑料 | ||
| 7 | UVA-340 | 1.55W/m²@340nm | 8h光照 0.25h喷淋 3.75h黑暗 | 60±3 -- 50±3 | 不控制 不控制 | 木器涂层热冲击和老化 | ||
| 8 | UVB-313 | 28W/m²@（270-700nm） | 8h光照 4h黑暗 | 60±3 50±3 | 不控制 不控制 | 汽车外饰件 | ||
ASTM D4329-13 塑料的荧光紫外灯暴露试验 | ||||||||
| 序号 | 灯管类型 | 辐照度 | 暴露循环 | 黑板温度℃ | 相对湿度%RH | 适用范围 | ||
| 1 | UVA-340 | 0.77W/m²@340nm | 8h光照 4h黑暗 | 60±3 50±3 | 不控制 不控制 | 通用材料 | ||
| 2 | UVA-340 | 0.77W/m²@340nm | 8h光照 4h黑暗 | 70±3 50±3 | 不控制 不控制 | 汽车材料（SAE J2020） | ||
| 3 | UVA-340 | 0.77W/m²@340nm | 8h光照 4h黑暗 | 50±3 50±3 | 不控制 不控制 | 某些塑料建筑产品 | ||
ASTM D4674-02A 室内办公环境下塑料的荧光紫外灯暴露试验 | ||||||||
| 序号 | 灯管类型 | 辐照度 | 暴露循环 | 黑板温度℃ | 相对湿度%RH | 适用范围 | ||
| 1 | UVA-351 | 0.77W/m²@340nm | 连续光照 | 50±3 | 55±5 | 室内办公室环境下使用塑料 | ||
GB/T 16422.3-2014 & 4892.3：2006 塑料 实验室光源暴露试验方法 第3部分 荧光紫外灯 | ||||||||
| 序号 | 灯管类型 | 辐照度 | 暴露循环 | 黑板温度℃ | 相对湿度%RH | 适用范围 | ||
| 1 | UVA-340 | 0.76W/m²@340nm | 8h光照 4h冷凝 | 60±3 50±3 | 不控制 不控制 | 人工气候老化 | ||
| 2 | UVA-340 | 0.76W/m²@313nm | 8h光照 0.25h喷淋 3.75h黑暗 | 50±3 -- 50±3 | 不控制 不控制 不控制 | 人工气候老化 | ||
| 3 | UVA-340 | 45W/m²@（290-400nm） | 5h光照 1h光照+喷淋 | 50±3 25±3 | ＜15% 不控制 | 人工气候老化 | ||
| 4 | UVA-340 | 45W/m²@（290-400nm） | 5h光照 1h光照+喷淋 | 70±3 25±3 | ＜15% 不控制 | 人工气候老化 | ||
| 5 | UVA-351 | 0.76W/m²@340nm | 24h光照 | 50±3 | 不控制 | 窗玻璃后日光 | ||
| 6 | UVB-313 | 0.48W/m²@310nm | 8h光照 4h冷凝 | 70±3 50±3 | 不控制 不控制 | Ⅱ型灯管 |
六、测试后评价：
1、色差；标准：ASTM D2244-16 & ASTM E313-2010；
色差仪上的字母 L、a、b 代表代表：
L 表示黑白（也有说亮暗），+表示偏白（亮），-表示偏黑（暗）；
a 表示红绿，+表示偏红，-表示偏绿；
b 表示黄蓝，+表示偏黄，-表示偏蓝。
2、灰卡评级；标准： ISO 105-A02:1993 & GB 250-1995；
灰色没有色彩和色调，反映颜色的反差；色标等级（GS）共有九级，5级最好，1级最差。
7、测试标准：
ASTM G154-2016 非金属材料荧光紫外灯暴露试验操作；
ASTM D4329-05 塑料的荧光紫外灯暴露试验；
GB/T 16422.3-2014 塑料 实验室光源暴露试验方法 第3部分 荧光紫外灯；
ISO 4892.3-2006 塑料 实验室光源暴露试验方法 第3部分 荧光紫外灯；
ISO 11507-2007 色漆和清漆 涂层暴露于人工风化暴露于荧光紫外灯和水；
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