Atlas气候老化箱人工加速老化和自然老化的区别
作者: 李先生 来源: 标准集团（香港）有限公司 查看评论 2018/6/12 13:20:31
人工加速老化和自然老化测试结果间的相关性问题一直是业内关注的热点。一般来说，工业上要求快速地得出老化测试结果，同时要求实验室人工加速老化和自然老化测试结果间有较好的相关性，然而实际上这两个要求是相互矛盾的。人工加速老化方法使用比实际环境更高的测试温度、更短波长光源、更大的辐照强度，在加速材料老化进程的同时，降低了与自然条件材料老化结果的相关性。
自然老化和人工加速老化各有自己的优势和不足，这也是一直是人们在研究的特征，在很多的地方需要用老化测试，由于生产的周期和市场变化等因素，长时间的自然测试不太科学，必须要做到快速有效的测试，Atlas气候老化箱为满足市场需求人生，这里就人工加速老化Atlas气候老化箱和自然老化做对比分析。
本实验选用了环氧涂料、聚氨酯涂料以及聚酯涂料，分别进行户外自然曝晒和紫外人工加速老化实验，记录实验中样品光泽和颜色的变化。
户外自然曝晒实验
由于各地户外自然曝晒的情况很不相同，为了准确地评价实验，这里选择了三种不同的典型气候类型：亚热带气候（佛罗里达的迈阿密）、沙漠气候（亚利桑那的凤凰城）和美国北方工业型气候（俄亥俄州的克里夫兰）。
户外自然曝晒严格按照ASTM G7《非金属材料的户外自然曝晒试验标准》执行。被测试样的背板为厚1.6mm的夹板，试样架 45 °，朝南。
人工加速老化实验
人工加速老化测试按照ASTM G154 《非金属材料的紫外老化测试方法》执行。实验设备为紫外加速老化试验机 。该试验箱具有闭环反馈回路系统控制，可设定并控制UV光辐照强度。试验使用UVA-340紫外灯管，光强峰值为343nm，截止点为295nm。为了排除不同温度对实验结果的影响，测试温度统一设定在50 ℃。
实验分别在三种不同的循环条件下测试：
条件1：4h紫外光照射，4h冷凝；UVA-340灯管的辐照点控制在0.83W/（m2 * nm）@340nm；整个测试循环温度控制在50 ℃。本测试循环中紫外的辐照强度相当于夏天正午的太阳光照。
条件2：4h紫外光照射，4h冷凝；UVA-340灯管的辐照点控制在1.35W/（m2 *nm）@340nm；整个测试循环温度控制在50 ℃。条件2与条件1基本类似，但辐照度更强。
条件3：4h紫外光照射（100％紫外辐照，无冷凝，无暗周期）；UVA-340灯管的辐照点控制在1.35W/（m2*nm）@340nm；整个测试循环温度控制在50 ℃。
另外，纺织材料常见的老化现象有以下几种情况。
一、氙灯老化
1、氙灯光源被认为是能模拟全太阳光谱的光源，氙灯谱中含有的短于太阳辐射被切断的紫外波长，可通过滤片过滤掉。此 外，氙灯光源还可实现光的强度、温度和光照期/黑暗期及湿度的自动控制，模拟和强化高分子材料在自然气候中受到的光、热、空气、温度、湿度和降雨为主要老化破坏的环境因素,快速模拟不同气候的日光曝晒效果,从而获得近似于自然气候的耐候性。目前使用氛灯进行人工加速老化试验已成为一种的、通用的光老化试验方法，因而相应的氛灯老化试验方法也很多。
2、使用到的设备：氙灯老化试验机
二、热老化
1、热老化实验通过加速材料在氧、热作用下的老化进程,反映材料耐热氧老化性能。烘箱法老化试验是耐热性试验的常用方法, 根据材料的使用要求和实验目的确定实验温度。温度上限可根据有关技术规范确定,一般对于热塑性材料应低于其维卡软化点,对于热固性材料应低于其热变形温度,或者通过探索实验,选取不致造成试样分解或明显变形的温度。将试样置于选定条件的热烘箱内,周期性地检查和测试试样外观和性能的变化,从而评价试样的耐热性。这种方法常用于塑料和橡胶,信息记录介质的耐热试验也常采用此方法。主要通行的实验方法有塑料热空气曝露实验方法、硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热实验及漆膜耐热性测定法。
2、使用到的设备:高温老化试验箱
三、高压加速老化
1、高压老化箱加速老化测试产品在高温、高温高湿及压力的气候环境下的贮存、运输和使用时的性能试验，主要用于对电工、 电子产品，元器件、零部件、金属材料及其材料在模拟高温、高温高湿及压力的气候条件下，对产品的物理以及其它相关性能进行测试，测试后，通过检定来判断产 品的性能是否能够达到要求，以便供产品的设计、改进、检定及出厂检验使用。
2、使用到的设备:HAST高压加速老化试验箱、 PCT高压加速老化试验箱
四、紫外光老化
(1)荧光紫外灯是波长为254nm的低压汞灯, 由于加人磷共存物使转换成较长的波长, 荧光紫外灯的能量分布取决于磷共存物产生的发射光谱和玻璃管的传扩。荧光紫外灯具有特定光谱段。目前有两种类型，即UVA(351、340)与UVB(313和F40)。UVA -340型灯能很好地模拟太阳光中的短波长紫外光光谱范围，其光谱能量分布与从太阳光谱中360nm处分出的光谱图很相近，更接近于太阳光的光谱；UVA因与自然曝晒更接近作为首推。UVB对材料的破坏速度更快。荧光紫外灯因自身内在的光谱稳定性使辐照度控制简单化。它的光谱能量分布不会随时间变化，这与前面提到的氙弧灯有区别。这一特点提高了实验结果的重现性。使用紫外灯老化实验的主要优势在于它的冷凝过程能够模拟较为符合实际的室外潮湿环境对材料的破坏作用。迄今为止，对人工加速老化采用的光源在上尚未取得完全一致的意见，西欧国家积极推荐的模拟性较好为氙灯光源，美国和日本等国仍持异议。
(2)紫外荧光灯设备可通过控制亮暗循环变化、温度、湿度和喷水的变化以及灯管的改变来提供模拟白天黑夜、不同的温度、户内、户外等各种外界环境条件。紫外荧光灯对太阳光紫外部分的模拟程度较碳弧灯好，但还是人为地增加了紫外部分的光谱能量。由于紫外荧光灯人工老化试验方法可以较快地考核材料耐老化性能，因此在很多标准中还在采用，常用的设备是UV紫外线老化试验箱。针对于紫外光的老化，可以用耐光色牢度仪检测织物材料的耐老化性能。
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