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光照试验

简介   

光照,光照试验,光照老化试验

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。 ...查看详情>>

光照试验

简介   

光照,光照试验,光照老化试验

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、光照老化试验简介

  1. 箱体温度:老化试验箱内空气的温度;
  2. 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;
  3. 黑标温度(Black standard temperature, BST):其功能与BPT类似,但比BPT高约10%;
  4. 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。
  5. 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、光照老化原理


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 16422.2-2014
SAE J2527-2004
SAE J2412-2004
GB/T 16422.3-2014
GB/T 23987-2009
ASTM G154-2012
GB/T 16422.4-2014
ISO 4892.4-2013
JIS D0205-1987
GB/T 2423.24-2013
IEC 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


四、光照试验标准

紫外试验标准:

通用
• ISO 4892-1
• ASTM G151
• ASTM G154
• JIS D 0205
• SAE J2020

涂料
• ASTM D3794
• ASTM D4587
• NISSAN M0007
• US Government, FED-STD-141B

粘合剂
• ASTM C24.35.31
• ASTM C1442
• ASTM D904
• ASTM D5215

塑料
• ISO 4892
• ANSI C57.12.28
• ANSI, A14.5
• ASTM D4329
• ASTM D4674
• ASTM D5208
• DIN 53 384

印刷油墨/画材
• ASTM D3424

纺织
• AATCC TM 186
• ACFFA

汽车
• SAE J2020

太阳光试验标准:

通用

• ISO 4892-1
• ASTM G151
• ASTM G155

涂料
• ISO 11341
• ASTM D3451
• ASTM D3794
• ASTM D6695

粘合剂
• ASTM C1442

塑料
• ISO 4892-2
• ASTM D2565
• ASTM D4459
• ASTM D4101
• ASTM D5071
• ASTM D1248
• DIN 53 387

印刷油墨/画材
• ISO 12040
• ASTM D3424
• ASTM D5010
• ASTM D4303

纺织
• AATCC TM 16
• AATCC TM 169
• BIS: 2454

汽车
• SAE J2412
• SAE J2527

检测项目   

收起百科↑ 最近更新:2017年09月28日

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