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紫外线对产品的影响,紫外老化测试方法与标准

作者: salmon范 编辑: 瑞凯仪器 来源: www.riukai.com 发布日期: 2019.11.09
    紫外线不光对人体有伤害,对于产品的危害也是不容小觑的!材料或产品在加工、贮存或使用过程中,由于受到热、光、氧、机械应力、臭氧、有害金属离子、辐射等外界因素的影响,使材料内部发生物理或化学变化,性能劣变,而逐渐失去使用价值。 
    而由于紫外线造成的损伤类型包括褪色、光泽消失、粉化、龟裂、开裂、模糊、起泡、脆化、强度减小及氧化等。
    涉及的产品领域范围也是十分广泛,如:橡胶、塑胶及其制品、涂料、油漆、染料、布料、印刷包装、粘合剂、金属、电子、电镀、化妆品等。

    阳光中紫外线是造成产品光降解和光老化的主要原因,这是因为波长越短,能量越高,穿透能力也越强。而在太阳光谱中(如下图),紫外线恰恰是波长较短的,这个时候往往可以通过紫外老化试验来评估产品的寿命,从而保证产品的质量。

太阳光谱

(太阳光谱分布)

    紫外线老化测试是评估新材料耐紫外光照性能的测试方法,通常是在实验室中通过紫外加速老化试验箱进行测试。在短短几周或几个月内,通过紫外老化试验能够获得可再现的、可靠的老化测试数据;其短波长紫外光照和冷凝循环系统可逼真地模拟阳光、露水和雨水等对材料的破坏作用。
    紫外老化试验主要模拟阳光中的紫外光对产品产生的劣化效应。
    同时它还可以再现雨水和露水所产生的破坏;
    通过将待测材料暴露在经过控制的阳光和湿气的交互循环中,同时提高温度的方式来进行试验;采用紫外线荧光灯模拟阳光,同时还可以通过冷凝或喷淋的方式模拟湿气影响。
    常见UV灯管类型
    UVA-340:模拟阳光中的紫外线部分,主要用于户外产品的光老化试验; 
    UVA-351:模拟穿过窗玻璃的阳光的紫外线部分,主要用于室内产品的光老化试验; 
    UVB-313EL:广泛应用于耐久性材料的快速、节省时间的测试,会加速材料的老化,有时会导致异常结果,在使用时必须征得客户的同意。 
    下面我们来简单的举一个紫外老化试验的例子,让大家更好的了解试验:
    实验室做过一起紫外老化试验案例:客户送检样品为某PVC材料若干,用作窗玻璃薄膜,需进行紫外老化试验来验证产品的可靠性。
    检测环境:环境温度 24.2℃   湿度 53%R.H
    检测标准:ASTM G-154-2016 非金属材料暴露于荧光设备的紫外线中的测试方法标准
    测试方法:
    辐照度:0.89W/m;波长:340nm;曝光周期: (60±3℃)黑色面板温度下 UV照射8h;
    (50±3℃)黑色面板温度下冷凝4h;
    持续时间:100小时;
    样品的一部分用铝箔纸包覆,另一部分暴露在外面。测试后,对包裹部位与暴露部位进行灰色样卡比对,评定灰卡等级。
    通过观察试验后的样品,得到如下结果:
    结果显示,经过试验后,样品表面无明显颜色变化,符合标准条件下的可靠性要求。
    通过紫外老化试验能评定产品在户外无遮蔽的情况下经受太阳辐射和效应的能力。试验参数:温度、湿度、灯型波长、辐射强度、光照黑暗周期、持续时间。
    最后,由于紫外老化试验的标准很多,有许多是针对某一特类产品的特定标准,因此我们延伸总结了部分通用标准供大家参考:
紫外老化试验的部分通用标准
    ISO 4892-3塑料 实验室光源暴露试验方法 第3部分 荧光紫外灯
    GBT 16422.3 塑料 实验室光源暴露试验方法 第3部分 荧光紫外灯
    ASTM G-151 非金属材料暴露于使用实验室光源的加速测试设备中的测试方法标准
    ASTM G-154 非金属材料暴露于荧光设备的紫外线中的测试方法标准
    英国标准BS 2782:第 5 部分 540B方法(实验室光源的暴露方法)
    SAE J2020 用荧光紫外/冷凝设备对汽车外饰件进行加速暴露测试
    ASTM D4587 Cycle 4 涂料及有关涂层荧光紫外线凝结暴露规程
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