• 户外曝晒和紫外老化箱两种试验的相关性
  • 发布日期:2021-05-21浏览次数:215

户外曝晒和采用老化箱进行材料加速老化的相关性,一直是具有争议的话题,在通常情况下,材料制造商更希望通过老化试验箱来进行材料加速老化以获取更快的结果,但如何能够保持和户外老化测试的相关性是个让人头疼的问题,因为通常面临着老化试验箱的温度要比自然温度高、光谱波长比自然光谱波长短以及更高的辐照度,这些因素都会降低两者之间的相关性。

为了能够证明两者之间的相关性,Q-Lab公司将15种不同塑料和涂料通过户外曝晒和紫外老化箱,在不同户外环境和紫外加速循环方式进行了老化试验,来测量和记录户外自然老化和人工加速老化出现的光泽和颜色变化的不同。

Accelerated Lab

试验中户外曝晒遵循依据ASTM G7《非金属材料大气环境曝晒试验标准规范》进行,人工加速老化遵循ASTM G53《非金属材料暴露用光和水试验设备(荧光紫外-冷凝)》标准操作规范的要求。试验设备采用QUV/se紫外老化箱,采用UVA-340灯管,选择单一的曝晒温度(50°C),避免任何可能的温度影响干扰。

实验室老化曝晒条件如下:

循环1 :辐照度0.83W/m2,4h紫外光照和4h冷凝交替进行,紫外光照和冷凝循环的温度都是50°C。该循环中设定的紫外辐照度与没有辐照度控制的紫外老化箱相同,与夏天正午的太阳光在波长为340nm处的辐照度大体相同。

循环2 :辐照度1.35 W/m2,4h紫外光照和4h冷凝交替进行,紫外光照和冷凝循环的温度都是50°C。除了增加辐照度用于测定能否加快测试而不影响相关性外,其他条件均与循环1相同。

循环3 :辐照度是1.35W/m2,只进行紫外光照(100%紫外光照、无潮湿、无黑暗循环),曝晒温度为50°C。

QUV紫外老化箱UVA灯管

实验降解评估结果分别根据ASTM D2244《仪器测量颜色坐标中允许色差和色差的计算用标准实验规程》和ASTM D0523《镜面光泽标准试验方法》测量试样颜色和光泽。户外老化试样分别在曝晒12个月和24个月时进行评估。根据试验材料和降解变化速度的不同,按不同时间间隔对人工加速老化试样进行测试。

研究证明,高辐照度会加速某些材料的测试结果。在测试的15种材料中,有9种材料的高辐照度曝露比“普通”辐照度曝露产生更快的测试结果。对于该研究中的15种材料,任何情况下,高辐照度都不会影响人工加速老化结果和户外老化结果的相关性。不同的是循环3因为没有进行冷凝测试而无法再现户外曝晒中出现的发霉和生锈现象,循环1和循环的的QUV紫外老化箱对15种材料均可产生与户外曝晒相吻合的降解结果,所以为了实现人工加速老化与自然老化测试结果的一致性,人工加速老化循环试验必须要将冷凝程序包括在内。

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