氙燈老化試驗(yàn)箱和紫外線(xiàn)老化試驗(yàn)箱的比較

我們都知道氙燈老化試驗(yàn)箱和紫外線(xiàn)老化試驗(yàn)箱有一定的相似之處，也有些用戶(hù)會(huì)對(duì)二者產(chǎn)生混淆，甚至還認(rèn)為二者可以相互代替，下面科賽德儀器工程師就為大家進(jìn)行氙燈老化試驗(yàn)箱和紫外線(xiàn)老化試驗(yàn)箱的比較。

一、引言
高分子材料在日常生活中應(yīng)用廣泛,在其長(zhǎng)期使用過(guò)程中,經(jīng)常出現(xiàn)變色、粉化、起泡、裂紋、脫落等老化現(xiàn)象,嚴(yán)重影響產(chǎn)品的機(jī)械性能、外觀表現(xiàn)等特性。因此,如何高效、準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)高分子材料及其制品的耐老化性能,對(duì)高分子材料的應(yīng)用和發(fā)展極其重要。

老化試驗(yàn)的研究方法主要有兩種,自然環(huán)境老化和人工加速老化。自然環(huán)境老化是評(píng)定材料實(shí)際壽命的最好方法,但試驗(yàn)周期長(zhǎng),環(huán)境條件不可控,因此其實(shí)際應(yīng)用受到限制。為了縮短試驗(yàn)時(shí)間,通常采用人工加速老化試驗(yàn)方法,在室內(nèi)或設(shè)備內(nèi)模擬大氣環(huán)境條件或某種特定的環(huán)境條件,其中光老化是較常采用的老化方法。

加速檢測(cè)老化和光穩(wěn)定性的設(shè)備較常見(jiàn)的有紫外線(xiàn)老化試驗(yàn)箱(QUV)和氙燈老化試驗(yàn)箱,這些檢測(cè)設(shè)備被廣泛用于研究開(kāi)發(fā)、質(zhì)量控制和材料檢定,能提供快速且可重復(fù)的老化測(cè)試結(jié)果,適用于食品接觸材料、醫(yī)用材料等的老化研究。

紫外線(xiàn)老化試驗(yàn)箱是模擬老化的具有破壞效果的實(shí)驗(yàn)室儀器,它可用于預(yù)測(cè)材料暴露在室外環(huán)境下的耐久性。QUV自帶的冷凝系統(tǒng)可模擬雨霧,熒光紫外燈模擬陽(yáng)光的損害現(xiàn)象,暴露溫度可自動(dòng)控制。幾天或幾周后,QUV會(huì)造成幾個(gè)月或幾年在室外才可能發(fā)生的破壞效果。觀察到的材料的變質(zhì)情況包括褪色、風(fēng)化、開(kāi)裂、模糊、起泡、光澤消失、強(qiáng)度減小以及脆化等。

氙燈老化試驗(yàn)箱是模擬氣候腐蝕效果的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備,用來(lái)測(cè)試材料的耐候性能。它能在幾天或數(shù)周內(nèi)產(chǎn)生戶(hù)外幾個(gè)月甚至幾年的老化效果。能觀察到的效果包括褪色、白化、龜裂、破裂、霧化、水泡、光澤降低、強(qiáng)度降低和脆化等。

氙燈老化試驗(yàn)箱和紫外線(xiàn)老化試驗(yàn)箱的介紹
紫外線(xiàn)老化試驗(yàn)箱具備噴淋、輻照強(qiáng)度閉環(huán)自動(dòng)控制功能、黑板溫度的直接設(shè)定和閉環(huán)自動(dòng)控制功能以及水溫加熱自動(dòng)控制功能,可進(jìn)行循環(huán)溫度控制和冷凝溫度控制,具有精密的太陽(yáng)眼光照控制系統(tǒng),能選擇合適的輻照度(輻照在單位面積上的光的比率)。太陽(yáng)眼自動(dòng)保持正確的照度,控制器通過(guò)4個(gè)傳感器監(jiān)控UV強(qiáng)度,相比替補(bǔ)/輪換系統(tǒng)可彌補(bǔ)燈的差別,從而更好地控制輻照度?？晒┻x擇不同的光照情況,例如,UVA-340可以設(shè)定以下幾種光照情況:
(1)太陽(yáng)最大值(相當(dāng)于夏季正午日光),得到快速效果;
(2)UV最大值(高于無(wú)太陽(yáng)眼控制的照度的75%),得到快速效果;
(3)平均最優(yōu)值(相當(dāng)于三月/九月的日光),平均或低于UV照射。

使用UVB-313燈,能以最大的UV值進(jìn)行快速試驗(yàn),進(jìn)行質(zhì)量控制或非常耐久的材料的試驗(yàn)。
氙燈老化試驗(yàn)箱由配備了輻照控制、相對(duì)濕度和黑板溫度(X-10235-X)及箱體溫度的控制與監(jiān)控,并帶有水噴淋系統(tǒng)。用氙燈模擬陽(yáng)光的破壞效果,用噴淋功能(可選項(xiàng))模擬雨和露,其曝曬、黑暗、噴淋的次序是被自動(dòng)控制的?？稍O(shè)置循環(huán)程序控制溫度和相對(duì)濕度,并具有精密的太陽(yáng)眼光照控制系統(tǒng),可選擇光強(qiáng)(照射在平面上光能的比率)的強(qiáng)弱,太陽(yáng)眼自動(dòng)保持正確的光強(qiáng)。

主要標(biāo)準(zhǔn)
QUV試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)參考QUV紫外光加速老化試驗(yàn)機(jī)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)列表；
SUN試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)參考Q-SUN常用標(biāo)準(zhǔn)列表

氙燈老化試驗(yàn)箱和紫外線(xiàn)老化試驗(yàn)箱的比較
氙燈老化試驗(yàn)箱主要模擬太陽(yáng)光的所有光譜,包括紫外線(xiàn)UV、可見(jiàn)光和紅外線(xiàn),氙燈光譜在295~800nm范圍內(nèi)基本上與太陽(yáng)光的光譜相吻合。紫外線(xiàn)老化試驗(yàn)箱常被用來(lái)測(cè)試對(duì)紫外線(xiàn)的長(zhǎng)波段、可見(jiàn)光及紅外線(xiàn)較敏感的樣品。

紫外線(xiàn)老化試驗(yàn)箱則無(wú)法模擬全光譜太陽(yáng)光。在紫外線(xiàn)的短波區(qū)域,即從365nm到太陽(yáng)光的最低波段,紫外線(xiàn)老化試驗(yàn)箱能很好地模擬太陽(yáng)光,卻無(wú)法模擬長(zhǎng)一點(diǎn)的波長(zhǎng)。對(duì)于曝露在室外的經(jīng)久耐用的材料,紫外線(xiàn)的短波段300~400nm是引起老化損害的最主要原因,因此紫外線(xiàn)老化試驗(yàn)箱常用來(lái)測(cè)試暴露在室外的樣品。

通常,在涂層、粘合劑、屋面材料和紡織品等材料的老化試驗(yàn)中較多選用紫外線(xiàn)老化試驗(yàn)箱,在印刷油墨類(lèi)、塑料制品中較多選用氙燈老化試驗(yàn)箱。在進(jìn)行人工加速老化試驗(yàn)時(shí),應(yīng)當(dāng)根據(jù)光源特點(diǎn)、試驗(yàn)?zāi)康?、受試材料的種類(lèi)和應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)選取不同的人工加速光老化試驗(yàn)方法和適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)條件、評(píng)判參數(shù)。測(cè)試的最佳方法依賴(lài)于測(cè)試需要,選對(duì)方法和儀器能使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更為有效。

氙燈老化試驗(yàn)箱和紫外線(xiàn)老化試驗(yàn)箱試驗(yàn)結(jié)果比較：
國(guó)內(nèi)對(duì)氙燈老化試驗(yàn)箱和紫外線(xiàn)老化試驗(yàn)箱兩種老化試驗(yàn)方法的對(duì)比研究較少。利用氙燈老化試驗(yàn)箱和紫外線(xiàn)老化試驗(yàn)箱對(duì)7種不同基料不同顏色的漆進(jìn)行老化試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)在失光試驗(yàn)方面,200h內(nèi)兩種方法有較好的可比性,而200h后缺乏規(guī)律性。在變色試驗(yàn)方面,紫外線(xiàn)老化試驗(yàn)箱沒(méi)有氙燈老化試驗(yàn)箱的對(duì)比系數(shù)高。在粉化模擬性方面,紫外線(xiàn)老化試驗(yàn)箱相對(duì)氙燈老化試驗(yàn)箱更具優(yōu)異性。

結(jié)束語(yǔ)：
盡管目前人工加速老化試驗(yàn)與自然環(huán)境老化之間的相關(guān)性不能用簡(jiǎn)單的相關(guān)系數(shù)、變換關(guān)系來(lái)表述,但是人工加速光老化試驗(yàn)仍是有意義的。由于自然氣候條件變化千差萬(wàn)別,所以實(shí)驗(yàn)室設(shè)備主要用于可控的、可重現(xiàn)的和技術(shù)允許的條件。雖然對(duì)許多材料來(lái)說(shuō), 很多測(cè)試方法的結(jié)果與自然戶(hù)外老化結(jié)果非常相近, 但是仍然無(wú)法等同。它們的主要作用是為材料性能比較提供一種一致的基礎(chǔ), 現(xiàn)在人們采用這些試驗(yàn)方法所得到的結(jié)果在特定的試驗(yàn)條件下可以用來(lái)評(píng)價(jià)材料的老化性能。