所謂人工光源(實驗室光源或人工氣候)暴露試驗法,是通過模擬和強化大氣環境中的一些主要老化因素,達到人工加速目的的老化試驗方法。
1.由于實際生產中迫切需要評估材料的耐候性,所以采用一些人工光源來加速老化。這些光源包括:(過濾)寬帶弧光燈、熒光紫外燈、金屬鹵化物燈
Halide1amps)和開放式碳弧燈;還有一些不常用的光源,包括:汞汽燈、鎢絲燈(鎢
1amp)[4].我國1997年頒布的國家標準GB/T16422-1.2.3(相當于ISO4892,1994)規定了氙燈、熒光紫外燈和開口碳弧燈常用的暴露試驗方法。
2.一般規則
結果的偏差
鑒于現實環境中材料老化的復雜性(太陽輻射的特性和能量隨位置和時間、溫度、溫度的周期性變化等而變化。),為了減少重復暴露試驗結果的差異,特定地點的自然暴露試驗應連續暴露至少兩年。經驗表明,實驗室光源與特定場所自然暴露試驗結果的相關性只適用于特定類型和配方的材料和特定的性能,其相關性已被以往的試驗所證實。
測試目的
a .通過模擬自然日光下長期暴露的加速試驗,獲得材料的耐候性。為了獲得整個曝光過程的完整特征,需要測量樣品在幾個曝光階段的性能變化。
b用于確定不同批次材料的質量是否與已知參考相同的實驗。
c .根據規定的試驗方法評估性能變化,以確定材料是否合格。
c測試設備
一般實驗室光源暴露試驗的設備應包括試驗箱(包括:光源、樣品架、潤濕裝置、濕度控制裝置、溫度傳感器、程序控制裝置等。)、輻射測量儀、指示或記錄裝置等主要部件和必要的輔助配套裝置。
測試條件的選擇
實驗室光源暴露試驗條件的選擇主要包括:光源、溫度、相對濕度、噴水(降雨)周期等。它們的選擇依據和一般確定方法如下:
光源的選擇
光源的選擇是整個實驗的核心部分,其原則是:D一,人工光源的光譜特性應與導致材料老化損傷的有感的太陽光能量分布相似,即具有良好的模擬性;二是要求在短的時間內獲得與常規曝光相似的自然曝光的結果,即加速的作用好。
考慮到測試結果的準確性,在材料有感的紫外區,燈的光譜特性與太陽光接近,是目前公認的理想光源。但考慮到氙燈老化箱的運行成本,紫外熒光燈可能更適合國內一些中小企業和普通高校做老化試驗研究。而用于殺JUN或其他用途的高壓或低壓汞燈,沒有合適的濾光片,含有大量自然光中沒有的紫外線成分,不適合做一般的老化實驗。這里的‘一般’是指在大氣中使用的塑料制品的老化實驗,因為所有的模擬紫外線輻射都要穿過大氣。用這些試驗方法來模擬航天用塑料制品,理論上會有一些誤差。
氙燈老化試驗溫度b的選擇
空氣溫度的選擇要以材料在使用中遇到的高溫度為準,比它略高,一般在50℃左右。黑板溫度根據使用環境中材料表面的高溫度選擇,略高于63±3℃
相對濕度的選擇
相對濕度對材料老化的影響因材料品種而異。根據材料使用地的年平均相對濕度,通常在50%~70%范圍內選擇3個國內外標準:
國內外對人工光源測試方法也做了大量的研究。以下是ISO和ASTM已經制定的一些測試方法標準:
標準ISO4892-1,2,3,4
GB/T16422塑料實驗室光源暴露方法
1.通則
2.氙弧燈
3.熒光紫外線燈
4.開放式碳弧燈
ASTMG26非金屬材料氙弧燈暴露設備標準操作(有無噴涂)ASTMG53非金屬材料濃縮熒光紫外燈暴露/噴涂設備建議操作ASTMG151非金屬材料加速試驗設備暴露標準操作(實驗室光源)4試驗儀器準備
在氙燈和熒光紫外燈中,熒光紫外燈操作簡單,已經使用了一段時間,所以運行比較穩定。但是氙燈老化箱還處于試運行階段,控制比較復雜,所有操作都需要熟悉,實驗室環境還沒有全達到操作手冊的要求。