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重慶紫外光加速老化試驗機燈管

問題：測試1小時相當于實際日曬一天？有沒有標準？

這是一個看似簡單，答案卻復雜的問題。理論上，我們不能獲得一個簡單的數字，將他和耐侯試驗箱的測試時間相乘來得到戶外曝曬的時間。原因并不是我們沒有開發出更好的試驗箱，而是無論你的耐侯試驗箱多么*和昂貴，你還是不能找到這一數字。實際上，的問題是戶外曝曬的環境是復雜多變的。試驗箱中測試時間和戶外曝曬時間和下列因素有關：

1. 戶外曝曬場的地理緯度（越靠近赤道，紫外線越強）。
2. 海拔高度（海拔越高意味著紫外線越強）
3. 當地的地理環境，例如風速會影響測試樣品的風干程度或接近水源的地方會促進露水的形成。
4. 由于每年的氣候不同，同一地區次年天氣對樣品的影響有可能是上一年的2倍
5. 季節的影響，比如，冬季曝曬的破壞作用只有夏季的1/7
6. 樣品的朝向 （偏南5度和正北就有很大不同）
7. 樣品的絕緣與否 （戶外的樣品放在絕緣載體上通常比不放在絕緣載體上老化快50%）
8. 試驗箱的測試周期（輻照時間以及潮濕時間）
9. 試驗箱的操作溫度（溫度越高，老化越快）
10. 特殊材料的測試
11. 實驗室光源的光譜分布(SPD)

因此，在邏輯上談論人工加速老化時間和戶外曝曬長度之間的換算因子是沒有意義的。原因在于一個是相當恒定的環境，而另一個則是千變萬化的。 找尋兩者之間的換算因子超出了變化的范圍。

換句話說，天氣數據是相對性的數據。

不過，你還是可以從人工加速老化試驗得到的老化測試數據。但你必須認識該數據是相對數據，而不是數據。從實驗室測試中你所得到的可靠的數據是，被測材料相比于其他材料而言，老化的相對等級.

詳情請查看下面的資料

1.熒光紫外燈人工氣候老化試驗

熒光紫外燈人工氣候老化試驗主要是模擬雨水或露水以及太陽光中的紫外能量，熒光紫外燈使用低壓汞弧激發熒光物質發射出紫外光，它能在較窄的波長區間產生連續光譜，通常只有一個波峰。熒光紫外燈人工氣候老化試驗主要是模擬性較差，但加速倍率很高，熒光紫外燈發射波長400nm以下紫外光部分的能量至少占總輸出光能的80%，可以在較短時間獲得塑料的耐候性能。熒光紫外燈有UV-A燈和UV-B燈兩種，UV-A燈是發射波長300nm以下的光能低于總輸出光能2%的一種熒光紫外燈；UV-B燈是發射波長300nm以下的光能大于總輸出光能10%的一種熒光紫外燈。UV-A燈有多種特征輻射光譜，通常有UV-A340、UV-A351、UV-A355、UV-A365，數字表示發射峰的特征波長，其中UV-A340更能模擬太陽光波長300~340nm的光譜分布。UV-B燈發射光譜分布中有接近波長313nm汞線的峰值，在波長300nm以下且有大量的輻射，而到達地面的太陽輻射中波長290nm以下的紫外線基本上沒有，所以UV-B燈能引起塑料在戶外暴露時所不易發生的老化現象。塑料熒光紫外燈人工氣候老化試驗方法可參考GB/T 16422.3、ISO 4892.3、ASTM G 154，其中GB/T 16422.3等效于ISO 4892.3。

A:試驗條件

    常用的熒光紫外燈有2種，分別是UV-A340燈和UA-B313燈，常用的附著強度分別是0.77W/m 2 和0.63 W/m 2，UV-A340燈輻照強度比UV-B313燈高，可根據試驗要求選用不同的燈。

  試驗過程是一個循環過程，GB/T 16422.3中有2種試驗條件供選用。

• 試樣在黑標準溫度（60±3）℃下輻照暴露4h或8h ，然后在黑標準溫度（50±3）℃下無輻照冷凝暴露4h；
• 試樣在黑標準溫度（50±3）℃、空氣相對濕度（10±3）%條件下輻照暴露5h ，然后在黑標準溫度（20±3）℃下繼續輻照暴露并噴水1h 。

上面2種試驗條件中，第1種較常用，ASTM G 154中試驗條件見表2-2。

表2-2  ASTM G 154 熒光紫外燈人工氣候老化試驗條件

B：試驗過程

  把試樣放入試驗箱，試樣在試樣架上不應受任何外加應力的作用，當試樣沒有裝滿試樣架時，要用空白板填滿剩下的空位，以保持箱內的試驗條件穩定，啟動試驗箱，設定好試驗條件，并記錄開始試驗時間。試樣在試驗過程中，要定期觀察試樣以及試驗條件的變化，在整個試驗期間要保持規定的試驗條件恒定。

  熒光氣候箱內空間較小，試樣與熒光燈的距離較近，試樣溫度接近黑標準，因此試樣在熒光氣候箱中除受到光老化作用外，熱老化作用也明顯，試樣在熒光氣候箱中受到的熱老化作用要比在氙燈箱中明顯，在選擇試驗方法時，一定要注意這點。

1. 塑料材料及其制品老化性能評價

評價塑料性能有很多方法，如外觀、力學性能、電性能、熱性能、阻燃性能等，可按照GB/T 15596對塑料進行老化性能的評價，常用的評價指標主要有外觀變化以及力學性能變化。外觀變化包括顏色改變、有無龜裂、粉化等；力學性能變化主要有拉伸強度、斷裂伸長率、沖擊強度（包括懸臂梁和簡支梁）、彎曲強度等變化。

• ：外觀變化

A：顏色變化

  塑料在貯存和使用過程中，其顏色會發生變化，顏色變化大說明其耐候性差。塑料老化前后顏色的變化可用目測法和儀器法來評定。

1. 目測法  按GB 250對塑料進行顏色變化的評價，可用灰色樣卡對塑料進行變色評級，級別有5級9檔，分別是5、4-5、4、3-4、3、2-3、2、2-1、1，其中5級表示試樣*未變色，1級表示試樣*變色。評定塑料材料及制品的顏色變化，應根據具體要求而定，有些是規定老化時間和變色級別。如GB/T11793.2中規定PVC塑料窗型材經過不少于500h（內窗）或1000h（外窗）的氙燈老化試驗后，變色評價不應超過3級。對于大多數塑料來說，老化后變色評價在3級以上（包括3級），其耐候性好；3級以下，耐候性較差。
2. 儀器法   可用色差儀測定試樣顏色變化程度，測定色差可參照GB/T 7921，用色差儀可直接測出試樣老化后的色差，色差越大表示試樣變色越嚴重。GB 250給出了變色級別與色差之間的對應關系，見表2-3。

                    表2-3  變色級別與色差之間的對應關系

     在評價塑料老化后顏色變化時，可用灰色卡評定級別或色差儀測定色差，變色評級帶有一定的主觀性，而色差是比較客觀反映顏色的變化，在進行顏色變化評價時應根據要求評價方法。

B： 其他外觀變化

  除通過顏色變化評價塑料的老化性能外，可通過試樣有無龜裂、粉化、脆化、斑點、起泡等外觀變化評價塑料的耐候性能。如GB/T 17794中規定柔性泡沫橡塑絕熱制品氙燈老化150h后，要求輕微起皺、無裂紋、無針孔、不變形。

• ：力學性能變化

從力學性能評價塑料的老化性能，主要是通過塑料老化后力學性能的保持率。試樣性能保持率可按下式計算。

            PO =×100 %

                 P1 =×100 %

式中  PO   -------  以初始值計算的性能保持率，%；

      P1   -------  以對照值計算的性能保持率，%；

      XO  -------  初始性能值；

      X1   ------  避光貯存了相應老化時間后的對照試樣的性能值；

      X2   ------  老化試驗后性能值。

一般塑料材料及其制品以力學性能下降至50%時的時間作為其使用壽命。有些材料及制品也有其規定的指標要求，不同塑料的老化性能評價指標也不同，有些是對拉伸強度有指標要求，如GB/T 17641中規定裂膜絲機織土工布經過氙燈老化500h后，強度保持率≥70%；有些是對拉伸強度和斷裂伸長率都有要求，如BB/T 001中規定聚乙烯低發泡防水阻隔薄膜經過熒光紫外燈（UV-B燈）老化200h后，拉伸強度保持率≥80%，斷裂伸長率保持率≥50%；也有些是對試驗沖擊強度有指標要求，如GB/T 11793.2中規定PVC塑料窗型材經過不少于500h（內窗）或1000h（外窗）的氙燈老化試驗后，簡支梁沖擊強度保持率不低于70% 。

• ：其他性能變化

其他性能的變化包括尺寸、密度、質量變化，電性能（表面電阻率、體積電阻率、介電強度、介電損耗角正切值）變化，熱性能（維卡軟化點溫度、熱變形溫度）變化，熔體流動速率變化，分子量變化以及化學變化等。

1. 塑料自然氣候老化與人工氣候老化的相關性

• ： 相關性

塑料自然氣候老化與人工氣候老化的相關性是十分復雜的，自然氣候時時刻刻在變化，塑料在放置和使用過程中除收到自然氣候因素影響外，在使用過程中還收到許多人為因素的影響。人工氣候老化試驗的試驗條件在試驗開始前設定，在試驗過程中一般不會更改，而且試驗箱內的試驗條件要比自然氣候條件簡單，目前自然氣候老化與人工氣候老化的相關性沒有規定沒有規定的標準以及準備的關系，但人們普遍認定自然氣候老化結果才是塑料真實的老化狀態。

人工氣候老化試驗強化了自然氣候條件，加速了塑料的老化，可以在較短的時間內獲得塑料的耐候性能，但要推斷其使用壽命，還需要與自然氣候老化試驗相結合。可對塑料分別進行自然氣候老化試驗與人工氣候老化試驗，通過比較其性能變化與試驗時間的關系，找出兩種試驗方法的相關性關系式。這種相關性關系式較常用的有以下2種。

1. 性能變換系數（Ra）

              Ra=

式中  Ra  ----- 某一規定時間內，自然氣候老化試驗與人工氣候老化氣候老化試驗的性能變化之比；

       A1  -----  某一規定時間內，自然氣候老化試驗的性能變化；

       A2  -----  某一規定時間內，人工氣候老化試驗的性能變化。

1. 時間變換系數（Rt）

                Rt=

式中   Rt   ----   自然氣候老化試驗與人工氣候老化試驗在性能上達到某一預先規定值時，所需時間之比；

       T1   ----   自然氣候老化試驗在性能上達到預先規定值時所需時間；

       T2   ----   人工氣候老化試驗在性能上達到預先規定值時所需時間。

時間變換系數表示塑料性能變化相同時，人工氣候老化試驗時間與自然氣候老化試驗

時間的對應關系，可用相關性關系式評價塑料的耐候性以及推算其使用壽命。這種方法計算方便、直觀，用得較為普遍。

      塑料種類凡多，每種塑料材料的分子結構與配方不同，其老化過程也不一樣，另外，設定的試驗條件不同得到的試驗結果也不同，因此用相關性關系式推算使用壽命時，要推算的材料必須是與某種材料中得到相關性關系式套用到全部塑料上，否則得出的結論必然是錯誤的。由于自然氣候的復雜多變、塑料在使用過程中也是千變萬化的，用人工氣候老化試驗推算出來的使用壽命只能作為參考，不能推算作為實際使用壽命。

   人工氣候老化試驗可以在較短時間內，獲得近似于自然氣候老化試驗的結果，可以快速歲塑料的耐候性能作出評價，有利于新材料的研制與開發。自然氣候老化試驗結果與工人氣候老化試驗結果存在粗略的相關性，可利用相關性關系式粗略推算塑料的使用壽命，對指導塑料制品的生產與使用有重要意義。

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