无锡消防检测:光照老化试验方法简介

云梦县怀薇温度检测有限公司 公司新闻 2020-03-20 10:58:12 0 光照  老化  材料  
光照老化试验方法简介

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、名词术语

箱体温度:老化试验箱内空气的温度;黑板温度(Black panel temperature, BPT):箱体内黑板温度计表面的温度,是光照老化试验的一个重要参数,用于模拟样品表面温度;黑标温度(Black standard temperature, BST):其功能与BPT类似,但比BPT高约10%;辐照功率:样品表面单位面积接收到的辐照强度,单位为W/m2@nm;辐照功率可以用某一点的辐照强度表示,也可以用某一波段的辐照强度表示,如一个夏天中午太阳光照强度约为0.55W/m2@340nm、1.12W/m2@420nm、575 W/m2@300~800nm。辐照量:在一段时间内样品表面单位面积累计接受到的辐照能量,辐照量=辐照功率*辐照时间。

二、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:

光照老化试验方法简介

链增长:

光照老化试验方法简介

链终止:光照老化试验方法简介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 16422.2-2014SAE J2527-2004SAE J2412-2004GB/T 16422.3-2014GB/T 23987-2009ASTM G154-2012GB/T 16422.4-2014ISO 4892.4-2013JIS D0205-1987GB/T 2423.24-2013IEC 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)2.紫外型:500W@300-700nm,BPT 63 or 83℃,湿度:50%RH(JIS D0205)

1. 120W@300~2450nm,8h光照16h黑暗2.1120W@300~2450nm,20h光照4h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

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