UV 老化試驗詳解
氣候和陽光輻照是損害涂料、塑料、油墨及其他高分子材料的主要原因,這種損害包括失光、褪色、 黃變、開裂、脫皮、脆化、強度降低及分層。由于太陽輻射具有熱輻射和光化學效應的雙重作用,因此高溫試驗不能替代光照老化試驗,純粹的紫外輻射和紅外輻射也不能代替太陽輻射試驗。
UV 老化測試簡介
UV 老化屬于陽光輻照老化,UV 即 Ultraviolet(紫外線)的簡寫,通常是用于評估產(chǎn)品在紫外線下老化的速度,陽光輻照老化是戶外使用材料受到的主要老化破壞,對于室內(nèi)使用材料,也會受到一定程度的陽光輻照老化或者人造光源中紫外線造成的老化(比如紫外線燈,日光燈中的紫外波段等)。太陽輻射主要集中在可見光部分(0.4~0.76μm),波長大于可見光的紅外線(>0.76μm)和小于可見光的紫外線(<0.4μm)的部分少。在全部輻射能中,波長在 0.15~4μm 之間的占 99% 以上,且主要分布在可見光區(qū)和紅、紫外區(qū),可見光區(qū)占太陽輻射總能量的約 50%,紅外區(qū)占約 43%,紫外區(qū)的太陽輻射能很少,只占總量的約 7%。紫外光是電磁波譜中波長從 0.01~0.40 微米輻射的總稱,不能引起人們的視覺。紫外光被劃分為 A 射線、B 射線和 C 射線(簡稱 UVA、UVB 和 UVC),波長范圍分別為 400-315nm,315-280nm,280-190nm。根據(jù) ASTM G154 的介紹,UV(紫外)不能模擬全光譜太陽光。它的原理是,對于曝露在室外的經(jīng)久耐用的材料,紫外線的短波段波長 300~400nm 是引起老化損害的最主要原因。在紫外線的短波區(qū)域,即從 365nm 到太陽光的最低波段,UV 熒光燈能很好地模擬太陽光。

UV 老化試驗的模式
UV老化試驗可以設(shè)置光照、冷凝和噴淋三種老化模式。光照階段模擬自然環(huán)境中的白天的光照長度(通常是 0.35W/㎡~1.35W/㎡ 之間,夏天正午的太陽光照強度約為 0.55W/㎡ )和試驗溫度(50℃~85℃),以便模擬產(chǎn)品的各種使用環(huán)境,滿足不同地區(qū)和行業(yè)的測試要求。冷凝階段模擬夜晚樣品表面結(jié)霧的現(xiàn)象,冷凝階段關(guān)閉熒光紫外燈(黑暗狀態(tài)),只控制試驗溫度(40~60℃),樣品表面濕度為 95~100% RH。噴淋階段通過向樣品表面持續(xù)噴水來模擬下雨的過程。由于人工紫外加速老化試驗條件比自然環(huán)境嚴酷得多,可以在幾天或幾周內(nèi)模擬再現(xiàn)自然環(huán)境中幾年才能發(fā)生的老化損壞。根據(jù)光譜分布的不同,可將熒光紫外燈管分為 UVA 和 UVB 燈管,其中 UVA 燈管發(fā)射 300nm 以下的光能低于總輸出光能的 2%,而 UVB 燈管發(fā)射 300nm 以下的光能大于總輸出光能的 10%。
UV 老化燈管
UVA-340:主要用途是模擬太陽光紫外部分中的中短波長范圍,一般用于戶外產(chǎn)品的光老化試驗。UVA-351:主要用途是模擬經(jīng)過窗玻璃過濾后的太陽光紫外部分中的中短波長范圍,一般用于室內(nèi)產(chǎn)品。UVB-313:它們發(fā)射出相當多的 300nm 以下的輻照,而 300nm 為名義上的太陽輻照的截至波長。這將會引發(fā)一些在戶外不會發(fā)生的老化現(xiàn)象。不推薦使用這種燈來模擬太陽光。這種測試主要廣泛用于加速材料的耐久性測試,作為兩種或以上材料的定性對比。
UVA-340 的輻照強度如下:
0.69w/m^2@340nm 相當于夏季正午的陽光,得到快速效果;
1.38w/m^2@340nm 相當于太陽最大值,得到快速效果;
0.35w/m^2@340nm 相當于三月/九月的日光,適合普通測試或低 UV 光強的測試。