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光照老化试验是一种利用人造光源来模拟阳光、下雨、凝雾等自然环境,进而验证塑料、橡胶、涂层等高分子材料对自然环境抵抗能力的试验方法;有机材料在经过 长时间的人造光源照射后会出现变色、起皱、开裂等失效现象,通过分析试验条件和材料的失效情况,可以评估材料的耐气候性等级。 目前常用的光照老化试验方法有氙弧灯老化、荧光紫外灯老化(UV老化)、碳弧灯老化和金属卤素灯老化。 ...查看详情>>
光照老化试验是一种利用人造光源来模拟阳光、下雨、凝雾等自然环境,进而验证塑料、橡胶、涂层等高分子材料对自然环境抵抗能力的试验方法;有机材料在经过 长时间的人造光源照射后会出现变色、起皱、开裂等失效现象,通过分析试验条件和材料的失效情况,可以评估材料的耐气候性等级。
目前常用的光照老化试验方法有氙弧灯老化、荧光紫外灯老化(UV老化)、碳弧灯老化和金属卤素灯老化。
一、光照老化试验简介
二、光照老化原理
在光照条件下,高分子材料里的不饱和双键(C=C)、苯环、支链等不稳定结构吸收高能量的紫外光后,会发生一系列复杂的化学反应,导致材料出现变色、龟裂、失光、物理性能降低等现象。
常见化学反应类型有:
光引发:
链增长:
链终止:
常见高聚合物的敏感波长如下:
高聚合物 | 敏感波长(nm) |
聚碳酸酯(PC) | 285~305, 330~360 |
聚乙烯(PE) | 300 |
聚氯乙烯(PVC) | 320 |
聚苯乙烯(PS) | 318.5 |
聚丙烯(PP) | 300 |
聚甲醛(POM) | 300~320 |
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) | 290~315 |
可以看出,所有高聚合物的敏感波长均在400nm以下,所以一般认为对材料老化起主要作用的是紫外波段,而可见光和红外光主要起到热效应。对于UV老化,由于其能量以紫外线为主,不具有热效应,所以其黑板温度和箱体温度接近。
三、四种老化试验方法对比
氙弧灯 | 荧光紫外灯 | 碳弧灯 | 金属卤素灯 | |
光源 | 氙弧灯管 | UV灯管:UVA、UVB | 碳弧灯:紫外型和阳光型 | 金属卤素灯 |
光谱范围 |
可见波段 (300~800nm) |
紫外波段 (280~400nm) |
可见波段 (300~700nm) |
可见+近红外波段(300~2450nm |
常见标准 |
GB/T 16422.2-2014 SAE J2527-2004 SAE J2412-2004 |
GB/T 16422.3-2014 GB/T 23987-2009 ASTM G154-2012 |
GB/T 16422.4-2014 ISO 4892.4-2013 JIS D0205-1987 |
GB/T 2423.24-2013 IEC 60068-2-5:2010 |
典型试验条件 |
1.0.55W@340nm,BPT 89℃,50%RH,持续光照(常规产品) 2.0.55W@340nm,BPT 89℃,3.8h光照,1h黑暗(SAE J2412汽车内饰产品) 3.550W@300~800nm,BST 65℃,102分钟干燥18分钟喷淋,持续光照(GB/T 16422.2) 4. 1)40min光照0.55W@340nm,BPT 70℃,不喷水, 2)20min光照0.55W@340nm正面喷水, 3)60min光照0.55W@340nm不喷水, 4)60min黑暗:BPT 38℃,正背面喷水(SAE J2527, 汽车外饰) |
1. UVA-340,0.76W@340nm,8h光照(BPT:60℃),4h冷凝(BPT:50℃)(GB/T 16422.3) 2. UVA-340,0.89W@340nm,8h光照(BPT:60℃),4h冷凝(BPT:50℃)(ASTM G154) |
1.阳光型:255W@300-700nm,BPT 63 or 83℃,湿度:50%RH(JIS D0205) |
1. 120W@300~2450nm,8h光照16h黑暗 |
适用范围 |
汽车内外饰材料 电子产品外壳材料 塑料、纺织品、涂料等其他材料 |
塑料、橡胶、纺织品、涂料等材料(汽车相关材料一般不用) | 仅部分行业和产品及日系汽车材料使用 | 电子产品外壳材料 |
其他分析 | 其光谱与太阳光吻合最好,目前广泛使用 | 仅能模拟紫外波段 | 与太阳光吻合不好且试验成本高,已逐步被淘汰 | 试验成本高,仅用于电子产品领域 |
备注:各试验方法的光谱对比
四、光照试验标准
紫外试验标准:
通用
• ISO 4892-1
• ASTM G151
• ASTM G154
• JIS D 0205
• SAE J2020
涂料
• ASTM D3794
• ASTM D4587
• NISSAN M0007
• US Government, FED-STD-141B
粘合剂
• ASTM C24.35.31
• ASTM C1442
• ASTM D904
• ASTM D5215
塑料
• ISO 4892
• ANSI C57.12.28
• ANSI, A14.5
• ASTM D4329
• ASTM D4674
• ASTM D5208
• DIN 53 384
印刷油墨/画材
• ASTM D3424
纺织
• AATCC TM 186
• ACFFA
汽车
• SAE J2020
太阳光试验标准:
通用
• ISO 4892-1
• ASTM G151
• ASTM G155
涂料
• ISO 11341
• ASTM D3451
• ASTM D3794
• ASTM D6695
粘合剂
• ASTM C1442
塑料
• ISO 4892-2
• ASTM D2565
• ASTM D4459
• ASTM D4101
• ASTM D5071
• ASTM D1248
• DIN 53 387
印刷油墨/画材
• ISO 12040
• ASTM D3424
• ASTM D5010
• ASTM D4303
纺织
• AATCC TM 16
• AATCC TM 169
• BIS: 2454
汽车
• SAE J2412
• SAE J2527
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机构所在地:广东省深圳市