高分子材料通常分為塑料、橡膠、纖維、涂料和膠黏劑五大類，也就是我們所說的五大合成材料。它們?cè)趹敉馐褂脮r(shí)，長(zhǎng)期暴露于戶外環(huán)境下，受到太陽光（特別是290nm-400nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的紫外線）照射、氧氣、雨水、露水等因素的作用，極易發(fā)生如褪色、發(fā)脆、變硬、發(fā)粘、表面龜裂以及機(jī)械性能變差等老化現(xiàn)象，致使其提前失去原有功能和使用價(jià)值。

老化后塑料夾子示意圖

因此，為了使這些材料在戶外使用的時(shí)間更長(zhǎng)，就必須對(duì)這些材料進(jìn)行耐候改性。那么，想要判定這些高分子材料在戶外環(huán)境下的耐候性能到底怎么樣，這時(shí)就需要對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。今天，就給大家介紹一款高分子材料耐候性能評(píng)價(jià)的利器—氙燈老化試驗(yàn)箱。

 

氙燈老化箱示意圖

什么是氙燈老化箱？
氙燈老化試驗(yàn)箱，是老化試驗(yàn)設(shè)備中的一種，采用氙燈為光源，通過模擬自然陽光中的太陽光輻射、雨水、露水等氣候因素，對(duì)材料進(jìn)行加速耐候性試驗(yàn)，以獲得材料耐候性的結(jié)果。通過重現(xiàn)這些條件，合并成一個(gè)循環(huán)，并讓它自動(dòng)執(zhí)行完成循環(huán)次數(shù)。它是對(duì)長(zhǎng)期放置在戶外的產(chǎn)品材料進(jìn)行模擬，看產(chǎn)品是否有褪色、變色、光澤度下降、粉化、龜裂、脆化、強(qiáng)度下降等現(xiàn)象，它還可以同時(shí)再現(xiàn)雨水與露水所帶來的破壞性。用數(shù)天或數(shù)周的時(shí)間即可重現(xiàn)戶外數(shù)月乃至數(shù)年出現(xiàn)的危害。

氙燈老化試驗(yàn)箱滿足GB/T 16422.2、AATCC TM16-2003、AATCCTM169 、ASTM C1442、ASTMD4101 、Ford FLTM B0-116-01 、GME 60292 、GMW 3414、 ISO 105-B02、JASO M 346、MIL STD 810 F、VDA 621-429等多種測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)要求，可廣泛用于塑料、涂料、粘合劑、紡織品等合成纖維等等等。由于不同國家、地區(qū)或行業(yè)對(duì)氙燈老化測(cè)試都制定了相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。因此，在進(jìn)行氙燈老化檢測(cè)時(shí)，主要是根據(jù)客戶要求的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行測(cè)試評(píng)價(jià)。

為什么要用氙燈老化箱評(píng)價(jià)材料的耐候性能？
首先氙燈老化試驗(yàn)是一種模擬自然老化試驗(yàn)的人工加速老化試驗(yàn)，是模擬材料或產(chǎn)品在現(xiàn)實(shí)使用條件中涉及到的太陽光、雨水、露水等氣候因素對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生老化的情況進(jìn)行相應(yīng)條件加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的過程。當(dāng)然實(shí)驗(yàn)的強(qiáng)度要比實(shí)際戶外的強(qiáng)度要大很多，以縮短測(cè)試時(shí)間，可以通過短時(shí)間的測(cè)試了解產(chǎn)品使用多少年后的老化情況。氙燈老化試驗(yàn)不僅是科研生產(chǎn)過程中篩選配方、優(yōu)化產(chǎn)品組成的重要手段，也是行業(yè)內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)的一項(xiàng)重要的內(nèi)容。
氙燈老化試驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的。因?yàn)橐M太陽光輻照，這就涉及到實(shí)驗(yàn)室光源的選擇。目前，實(shí)驗(yàn)室光源主要有碳弧燈、金屬鹵素?zé)簟晒庾贤鉄?、氙燈等?/span>下圖比較了太陽光及這幾種實(shí)驗(yàn)室光源的光譜，可見，氙燈可以更貼切的模擬太陽光，是目前模擬性最好的一種人工光源，這也是氙燈老化試驗(yàn)之所以成為高分子材料耐候性評(píng)價(jià)最常用測(cè)試評(píng)價(jià)方法的原因。

光源比較示意圖

氙燈老化試驗(yàn)測(cè)試的時(shí)間怎么確定？

在進(jìn)行氙燈老化測(cè)試時(shí)，客戶通常都想知道應(yīng)該進(jìn)行多長(zhǎng)時(shí)間的加速老化試驗(yàn)可以對(duì)應(yīng)到5年、8年、10年等耐候年限?？梢悦鞔_的說，目前還沒有這種對(duì)應(yīng)關(guān)系，這源于材料的多樣性、材料配方的多樣性、氣候多樣性等等眾多復(fù)雜因素，而氙燈老化測(cè)試的條件都是相對(duì)固定的，只不過是同一個(gè)測(cè)試條件的多次循環(huán)而已。那么，這時(shí)怎么辦呢？有以下幾種方法供參考：

1、參照相關(guān)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)
很多產(chǎn)品或材料使用廠家都在其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)老化試驗(yàn)的時(shí)間做出了規(guī)定，我們只要按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí)間和條件測(cè)試即可，眾多的國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也有具體的可參考規(guī)定。

2、根據(jù)已有的相關(guān)性換算公式進(jìn)行推算
人工加速老化與自然暴曬的相關(guān)性研究一直在進(jìn)行中，也有很多的換算關(guān)系式，但僅僅限于具體材料，如果正好你碰上了，那恭喜你，你可以推算到一個(gè)相對(duì)比較可靠的使用年限。

3、 控制人工加速老化輻射總量與自然暴露輻射總量相當(dāng)
例如，某個(gè)地區(qū)的全年自然暴曬輻射總量相對(duì)差別不大，想要檢驗(yàn)在這個(gè)地區(qū)的某種材料可以使用5年的話，可以知道5年的自然暴曬輻射總量，然后通過控制人工加速老化輻射重量至5年的自然暴曬輻射總量來確定測(cè)試時(shí)間。但需要說明的是，這通常來講也是不可靠的，僅供參考，當(dāng)然如果標(biāo)準(zhǔn)就是這樣規(guī)定或大家約定，這樣做是沒問題的。