氙燈老化試驗箱在塑料行業(yè)的應用

       材料的老化問題一直備受關(guān)注，在日常生活中，高分子材料的老化現(xiàn)象屢見不鮮。高分子材料包括塑料、橡膠、纖維、涂料等的老化，主要是指材料在加工、貯存或使用過程中，由于受到熱、光、氧、機械應力、臭氧、有害金屬離子、輻射等外界因素的影響，使材料內(nèi)部發(fā)生物理或化學變化，性能變劣，而逐漸失去使用價值的現(xiàn)象。通俗地說，老化就是材料的性能由好變壞的一個過程。

       由于材料的品種不同，使用條件的差異，因而材料發(fā)生老化時其老化特征也不盡相同。聚合物材料的老化現(xiàn)象歸納起來主要表現(xiàn)在以下幾個方面:①外觀的變化，如材料變色、變硬、變軟、龜裂等;②物理、化學性能的變化，如導熱系數(shù)、摩爾質(zhì)量、溶解度等;③機械性能的變化，如硬度、拉伸強度、沖擊強度等;④電性能的變化，如介電常數(shù)、介質(zhì)損耗、擊穿電壓等。

       實驗室光源加速老化試驗是塑料老化試驗中常用的一種老化試驗方法，它適用于經(jīng)常長期暴露在日光或透過窗玻璃的日光照射下的戶內(nèi)外使用的塑料，使用氙燈老化試驗箱進行試驗較全面綜合考慮了光、氧、熱、濕度及降雨對塑料外觀和性能的影響。氙弧燈具有與日光最相似的的光譜能量分布，因而廣泛應用于塑料的老化試驗中。

Q-SUN氙燈老化試驗箱光譜圖

       對與形狀復雜且難以制成標準試樣的制品，通常情況下，往往以檢查試樣外觀（粉化、變色、色差等）為主，因此制樣時應盡量在相同部位裁取試樣，其中一塊試樣留作原始對比樣，其他試樣用作氙燈老化試驗。投放試樣時，應使制品在實際使用條件下的曝光面朝向氙燈光源。

       片狀、薄膜、板材等制品可以根據(jù)試驗需要按照相關(guān)標準裁制拉伸、撕裂等樣條，測定老化前后力學性能的變化，評價制品的耐光老化性能。同時進行幾種不同樣品的老化試驗，應在試樣的背光面做不宜消除的標記，用于區(qū)分不同的樣品。

       旅游帳篷用的滌棉布進行氙燈老化后測試經(jīng)緯向拉伸強力的變化，依據(jù)拉伸強力的測試方法ISO 13939-1:1999裁取試樣，依據(jù)ISO 4892-2:2006設(shè)定氙燈老化條件：340nm輻照度為0.50W/m²，黑標準溫度為65℃，試驗箱溫度為38℃，相對濕度為50%，采用日光型濾光器，噴淋周期為102min干燥/18min噴水，光照時間為360h。使用氙燈老化試驗箱試驗結(jié)果見表1。

       對于在戶內(nèi)使用的經(jīng)受透過窗玻璃的日光照射的塑料制品，氙燈光源必須經(jīng)過過濾減少波長320nm以下光譜輻照度來模擬透過窗玻璃濾光后的日光（見GB/T 19466.2—1999中的表2)，汽車內(nèi)飾件除了承擔減振、隔熱、吸音等功能外，在長期的使用過程中外觀的變化會影響汽車的美觀和形象。對汽車內(nèi)飾件進行模擬透過窗玻璃的日光的氙燈老化試驗后，觀察其外觀變化，可為內(nèi)飾件選材提供試驗依據(jù)。以儀表板出風口進行氙燈老化試驗，試驗條件如下：340nm輻照度為0.50W/m²，黑標準溫度為63℃，相對濕度為50%，采用窗玻璃型濾光器，連續(xù)光照無噴淋，光照時間為400h。使用氙燈老化試驗箱。依據(jù)GB/T 250對比老化前后的試樣，老化后的試樣輕微變色，顏色變化等級為4-5級（顏色變化等級：1級一樣品*變色；5級一樣品*未變色）。

       一種耐候PP材料,按照相關(guān)ASTM標準注塑成標準試樣,測試老化前后的拉伸強度、斷裂伸長率、簡支梁缺口沖擊強度和色差, 并對其外觀進行變色評級。使用氙燈老化試驗箱試驗的條件如下:340nm輻照度為0.50W/m² , 黑標準溫度為65 ℃ ,相對濕度為65 % , 連續(xù)光照, 噴水周期為18h/102min（噴淋時間/不噴淋時間）, 試驗時間為2000h。試驗結(jié)果見表2。

       采用氙燈老化試驗箱進行材料的耐候老化是常用的模擬日光直射或透過窗玻璃經(jīng)受日光照射的使用環(huán)境的試驗方法, 我們可以選擇制品或材料在實際使用中的性能進行測試, 為塑料材料的研究、開發(fā)、使用及供需方提供可靠的試驗數(shù)據(jù)。