氙燈老化箱和紫外老化箱的比較

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(nèi)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。

    對許多制造商而言,，產(chǎn)品的耐老化和耐光性是極其重要的,。加速檢測老化和光穩(wěn)定性的設備被廣泛用于研究開發(fā)、質(zhì)量、控制和材料檢定,，這些檢測設備提供快速并且可重復的測試結(jié)果,。近年來，低價位且使用方便的實驗室檢測設備已經(jīng)開發(fā)出來,，包括QUV紫外加速老化設備符合ASTM G 154）Q-Sun氙燈試驗箱符合ASTM G155,。

    測試抗老化和光穩(wěn)定性的*方法經(jīng)常引起爭論。幾年來,，各種各樣的方法都被應用過,，現(xiàn)在大部分研究者使用自然曝露方法,Q-Sun氙弧燈或QUV加速老化試驗設備。自然曝露測試方法有很多優(yōu)點,，實際,、便宜、易于操作,，然而大部分制造商不愿意等上幾年的時間來觀察一種新的改良的產(chǎn)品設計是否真的得到改進,。

    Q-Sun氙弧燈試驗箱和QUV紫外加速老化試驗箱是應用zui廣泛的加速老化檢測設備，這兩種檢測設備的測試原理*不同,。Q-Sun氙燈試驗箱模擬太陽光的所有光譜,，包括紫外線（UV）、可見光和紅外線（IR）,，氙燈光譜在295 nm到800 nm范圍內(nèi)基本上與太陽光的光譜相吻合（如圖1所示）,。Q-Sun被用來測試許多產(chǎn)品，這些產(chǎn)品對紫外線的長波段,、可見光及紅外線較敏感,。

    QUV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300~400 nm是引起老化損害的zui主要原因（如圖1所示）。從中可以看出,，在紫外線的短波區(qū)域,，即從365 nm到太陽光的zui低波段，QUV能很好地模擬太陽光,，然而,，對于長一點的波長它將無能為力。

    測試的*方法依賴于測試需要,，每種方法都可能非常有效,。應該根據(jù)被測產(chǎn)品或材料、zui終的應用條件,、所考慮的降解模式和預算來選擇合適的檢測設備,。

    1 老化的3要素

    光照,、高溫和潮濕，這3個因素中的任何一個都會引起材料的老化損害,，但它們往往同時發(fā)生作用,，所造成的危害將大于其中任一因素的單獨作用。

    1.1光照

    不同材料對光的敏感性不同,。對于經(jīng)久耐用的材料,，如大多數(shù)涂料、塑料,，紫外線的短波段是引起大部分聚合物老化的原因,。然而，對于不是那么經(jīng)久耐用的材料,，比如一些顏料和染料,，紫外線的長波段甚至可見光也會使其產(chǎn)生嚴重的老化。

    1.2高溫

    當溫度升高時,，光的破壞作用也將隨之增大,。盡管溫度不影響主要的光致反應，但卻影響次要的化學反應,。實驗室老化測試必須提供的溫度控制,，通常還通過升溫的方法來加速老化過程,。

    1.3潮濕

    露水,、雨水及高濕度是引起潮濕危害的主要原因。研究表明,，放在室外的物品每天都將長時間（平均每天8-12 h處于潮濕狀態(tài),。研究發(fā)現(xiàn)，由潮氣形成的露水是室外潮濕的主要因素,，露水造成的危害比雨水更大,，因為它附著在材料上的時間更長，引起更為嚴重的潮濕吸收,。當然,，雨水對材料的危害也很大，雨水將引起熱沖擊,。比如一輛在炎熱夏日里溫度升高的汽車突然因陣雨而急劇降溫,，就會產(chǎn)生沖擊現(xiàn)象。雨水沖刷引起的機械侵蝕也會加速材料發(fā)生老化,，如木材涂層因雨水沖洗去除了表面老化層,，將未老化的里層暴露于太陽光下，從而產(chǎn)生進一步老化,。