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光老化测试之氙灯老化试验

发布时间:2022年11月23日 浏览数:10 文章出自:北测实验室

现如今塑料、橡胶等高分子材料在我们实际应用中已经相当广泛,基本涉及到了各行各业。但产品使用过程中我们往往会遇到这种材料出现变色、粉化、脱落、裂纹等现象。比如我们家里用的塑料桶在外面晒了一段时间后就会出现变色,如果时间长了还会变脆等情况。而影响材料老化现象的参数包括:太阳光照、温度、湿度等。今天我们就来了解一下光照老化试验之氙弧灯老化试验。

首先,氙灯老化试验的目的是利用人工试验方法验证样品在自然环境下(如太阳光照、下雨、凝露、夜晚等)的老化情况。本实验适用于高分子材料,如塑料、橡胶、有机玻璃、各种涂层等相关材料与产品的光加速老化寿命评估。

氙灯老化试验.jpg

为何用氙弧灯来模拟太阳光?

我们已知的太阳光波长为390nm - 780nm,氙灯的波长为300nm-800nm,是最接近太阳光波长的,所以用氙灯来模拟。目前各大车厂也基本用的是氙灯。以下是常见的光照测试,以及对应的波长。可以作为参考。

光照老化试验分类
序号 项目名称 波长范围 适用范围 备注
1 氙灯老化试验 300~800nm可见光 汽车材料、各种高分子材料 应用最为广泛
2 UV老化试验 280~400nm紫外光 各种涂层、纺织品、塑料、橡胶 主要应用于常规消费品
3 碳弧灯老化试验 300~700nm 主要用于日本等地区的部分行业 逐步被氙灯取代
4

金属卤素灯试验

太阳辐射试验

300~3000nm 主要用于电子产品外壳光老化测试 通常太阳辐射试验指的是金属卤素灯老化试验

氙灯的测试条件及参数如下:

1.箱体温度/湿度:氙灯试验箱里面的环境温度/湿度;

2.辐照功率/强度:光照在某一波段的辐照功率。氙灯的辐照功率主要有以下几种表达方式:@340nm;@420nm;@300-400nm;@300-800nm。

一般认为,夏天正午的太阳辐照强度为:0.55W /m2@340nm、1.12W /m2@420nm、60W /m2@300-400nm、550W/m2 @300-800nm。

3.黑板温度(Black Panel Temperature, BPT ): 黑板温度计的表面温度,用于模拟试样表面温度;

4.黑标温度(Black Standard Temperature, BST ):黑标温度计的表面温度,用于模拟试样表面温度; BPT和BST二取一即可。一般认为BST比BPT大10%左右。

5.循环模式:光照:模拟白天;黑暗:模拟夜晚;光照+喷淋:模拟白天下雨。

需确认是否需要喷水?是否有黑暗时间等?

我们用一个实际测试项目举例:

氙灯老化试验实例
黑暗 光照
持续时间 1h 3.8h
黑板温度 38℃ 89℃
箱体湿度 95% 50%
辐照功率 / 0.55w/@340nm

对于以上测试结果判定:

1.比较简单的就是我们用肉眼观察,外观是否有变色、粉化、脱落、裂纹等现象;

2.色差;用色差仪器对比测试前后的色差;

3.灰卡评级(评定变色用灰色样卡)。

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