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UV老化測試常見問題

發表時間:2022-11-16 17:13:33

一、太陽光對產品有何影響？

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。即使是室內的光及通過玻璃窗透射的太陽光也都會使一些材料老化，比如引起顏料、染料等褪色或變色。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。

Delta德爾塔儀器-UV紫外線老化試驗機

二、UV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和紅、紫外區，可見光區占太陽輻射總能量的約50%，紅外區占約43%，紫外區的太陽輻射能很少，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。從下圖可以看出，在紫外線的短波區域，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。

三、 UV老化試驗階段

UV老化試驗可以設置光照、冷凝和噴淋三種老化模式。

光照階段

模擬自然環境中的白天的光照長度（通常是0.35W/m2~1.35W/m2之間，夏天正午的太陽光照強度約為0.55W/m2 ）和試驗溫度（50℃~85℃），以便模擬產品的各種使用環境，滿足不同地區和行業的測試要求。

冷凝階段

模擬夜晚樣品表面結霧的現象，冷凝階段關閉熒光紫外燈（黑暗狀態），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境嚴酷得多，可以在幾天或幾周內模擬再現自然環境中幾年才能發生的老化損壞。

四、材料老化

材料老化包括褪色（有機染料在自然環境下發生變性）、強度降低（高分子材料斷裂）、開裂（高分子斷裂以及應力作用）、粉化（高分子斷裂重組）、涂層脫落（涂料和基層之間的氫鍵斷裂）等。

另外，根據光譜分布的不同，可將熒光紫外燈管分為UVA和UVB燈管，其中UVA燈管發射300nm以下的光能低于總輸出光能的2%，而UVB燈管發射300nm以下的光能大于總輸出光能的10%。

五、常用的UV老化燈管有三種

UVA-340：主要用途是模擬太陽光紫外部分中的中短波長范圍，一般用于戶外產品的光老化試驗。

UVA-351：主要用途是模擬經過窗玻璃過濾后的太陽光紫外部分中的中短波長范圍，一般用于室內產品。

UVB-313：它們發射出相當多的300nm以下的輻照，而300nm為名義上的太陽輻照的截至波長。這將會引發一些在戶外不會發生的老化現象。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。

六、UVA-340的輻照度？

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。

七、其他

其他一些常見UV測試標準如：

ISO4892.3，GB16422.3，也都對UV測試有比較詳細的介紹。但是哪種標準最合適，還要根據產品要求，客戶要求來衡量。

標準里的具體的測試要求，大家可以參閱相關標準，但是標準里也明確說明，測試條件僅作參考，沒有強制。（文中標準注意查新）

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