紡織材料耐光老化測試解析

高分子材料在其合成、貯存及其加工和應用的各個(gè)階段都可能發(fā)生變質(zhì)，即材料的性能變壞，例如泛黃、相對分子質(zhì)量下降、制品表面龜裂、光澤喪失，更為嚴重的是導致沖擊強度、撓曲強度、拉伸強度和伸長(cháng)率等力學(xué)性能大幅度下降，從而影響高分子材料制品的正常使用。這種現象稱(chēng)為塑料的化學(xué)老化，簡(jiǎn)稱(chēng)老化。從化學(xué)的角度上看，塑料材料無(wú)論是天然的還是合成的，都具有一定的分子結構，其中某些部位具有一些弱鍵，這些弱鍵自然地成為化學(xué)反應的突破口。

塑料老化的本質(zhì)無(wú)非是一種化學(xué)反應，即以弱鍵發(fā)生化學(xué)反應（例如氧化反應）為起點(diǎn)并引發(fā)一系列化學(xué)反應。它可以由許多原因引起，例如熱、紫外光、機械應力、高能輻射、電場(chǎng)等等，可以單*種因素，也可以多種因素共同作用。其結果是高分子材料的分子結構發(fā)生改變及相對分子質(zhì)量下降或產(chǎn)生交聯(lián)，從而材料性能變壞，以至無(wú)法使用。
上海千實(shí)精密機電科技有限公司研發(fā)工程師表示，常見(jiàn)的致老化因素為熱和紫外光，因為塑料從生產(chǎn)、貯存、加工到制品使用接觸多的環(huán)境便是熱和陽(yáng)光（紫外光）。研究由這兩類(lèi)環(huán)境造成的塑料老化對于實(shí)際操作者具有特別重要的意義。
一、碳弧燈光老化試驗方法
碳弧燈是一種較古老的技術(shù)，碳弧儀器被德國合成染料化學(xué)家用來(lái)評估被染紡織品的耐光度。碳弧燈分為封閉式和開(kāi)放式碳弧燈，無(wú)論哪種碳弧燈，其譜圖與太陽(yáng)光的譜圖相差都比較大。由于該項目技術(shù)的歷史較長(cháng)，初的人工模擬光老化技術(shù)都是采用該設備，因此在早些的標準中還能見(jiàn)到該方法，尤其是在日本的早期標準中常常采用碳弧燈技術(shù)作為人工光老化試驗手段。

二、氙燈光老化試驗方法
氙弧燈能模擬完整的全太陽(yáng)光光譜，它包括了紫外光、可見(jiàn)光和紅外光光譜。經(jīng)過(guò)過(guò)濾的氙弧燈是測試顏料、染料和油墨等產(chǎn)品的光穩定性的光源，這些產(chǎn)品對太陽(yáng)光中的長(cháng)波光和可見(jiàn)光很敏感。氙弧燈可以準確調節其光譜能量分布，可以模擬各種條件下的自然光，從大氣層外的太陽(yáng)光到透過(guò)玻璃窗的日光等。另外，通過(guò)改變氙燈的輻照強度、溫度、濕度等參數，可以模擬不同產(chǎn)品的使用環(huán)境，如汽車(chē)內外等。圖為氙燈不同輻照度與自然光的光譜對比，其中光強0.55w/m2與自然光相近。目前使用氙燈進(jìn)行人工加速老化試驗已成為一種通用的光老化試驗方法，而且相應的氙燈老化試驗方法也很多，如ISO、ASTM、SAE J、GM等。
氙燈老化試驗箱是測試耐光性、日曬色牢度和耐候性的試驗箱，再現戶(hù)外陽(yáng)光曝曬和雨水帶來(lái)的破壞。氙弧燈很好地模擬了全光譜太陽(yáng)光。如果操作得當，濾光器可以長(cháng)期使用。
氙燈老化試驗箱可以準確控制光譜輸出、輻照度、相對濕度、箱體空氣溫度和黑板/黑標溫度。3D樣品可以很方便地放置在Xe-1和Xe-3的水平樣品架上。薄樣品可以安裝在Xe-2的垂直轉鼓式樣品架上，設備有可選配水噴淋和制冷機功能。老化試驗箱是目前簡(jiǎn)單、可靠、易于使用的氙燈老化試驗箱。
三、紫外熒光燈光老化試驗方法
熒光紫外燈是波長(cháng)為254nm的低壓汞燈，由于加入磷共存物使其轉換成較長(cháng)的波長(cháng)，熒光紫外燈的能量分布取決于磷共存物產(chǎn)生的發(fā)射光譜和玻璃管的傳擴。熒光燈分為UVA與UVB，你的暴露應用決定了應該使用哪一類(lèi)的紫外燈管。
四、金屬鹵素光老化試驗方法
金屬鹵素燈是一種氣體放電燈，利用金屬鹵化物通電可以提供與直射和散射非常相似的光譜能量的分布。該方法具有高效性，通過(guò)對多個(gè)放射光源一定的放置方式，可以產(chǎn)生單一的照射光源效果。金屬鹵素燈的光譜分布與地球表面接收到的太陽(yáng)光非常相似，但由于金屬鹵素燈規模比較大，主要適用于汽車(chē)整車(chē)及其零部件及電工電子產(chǎn)品等大型設備的人工光老化加速試驗。