人工加速老化試驗光源選擇

　　實(shí)驗室光源暴露試驗因為可以在一個(gè)試驗箱中同時(shí)模擬大氣可見(jiàn)環(huán)境中的光、氧、熱和降雨等因素，是目前較為常用的一種人工加速老化試驗方法。在這些模擬因素中，又以光源重要。經(jīng)驗表明，陽(yáng)光中引起高分子材料破環(huán)的波長(cháng)主要集中在紫外線(xiàn)及部分可見(jiàn)光。目前使用的人工光源都力圖使在此波長(cháng)區間內的能譜分布曲線(xiàn)與太陽(yáng)光譜接近，模擬性和加速倍率是選擇人工光源的主要依據。國際標準化組織(ISO)中與高分子材料相關(guān)的各技術(shù)委員會(huì )主要推薦使用氙弧燈、陽(yáng)光型碳弧燈、熒光紫外燈三種光源。

　　(1)氙弧燈

　　目前認為，已知的人工光源中氙弧燈的光譜能量分布與陽(yáng)光中紫外、可見(jiàn)光部分最相似。通過(guò)選擇合適的濾光片，可以濾去大部分到達地面陽(yáng)光中存在的短波輻射。氙燈在1000~1200nm近紅外區存在很強的輻射峰，會(huì )產(chǎn)生大量的熱。因此，須選擇合適的冷卻裝置帶走這部分能量。目前，市面上氙燈老化試驗裝置有兩種冷卻方式：水冷式和風(fēng)冷式。一般來(lái)說(shuō)，水冷式氙燈裝置冷卻效果要優(yōu)于風(fēng)冷式，同時(shí)結構也較為復雜，價(jià)格也比較昂貴。由于氙燈紫外線(xiàn)部分能量較另兩種光源增加較少，在加速倍率方面是低的。

　　(2)熒光紫外燈

　　從理論上說(shuō)，300~400nm的短波能量是引起老化的主要因素，如果增加這部分能量，就能達到快速試驗的效果。熒光紫外燈的光譜分布主要集中在紫外光部分，因此可以達到較高的加速倍率。然而，熒光紫外燈不僅使自然日光中的紫外線(xiàn)能量增加，同時(shí)還有在地球表面測量時(shí)自然日光中沒(méi)有的輻射能量，而這部分能量會(huì )引起非自然的破壞。另外熒光光源除了很窄的水銀光譜線(xiàn)外，沒(méi)有高于375nm的能量，這樣對較長(cháng)波長(cháng)的UV能量敏感的材料就可能不會(huì )出現暴曬在自然日光下那樣變化。由于這些固有缺陷會(huì )導致得出不可靠的結果，因此熒光紫外燈的模擬性較差。但是，由于它的加速倍率高，通過(guò)選擇合適型號的燈管可實(shí)現對特定材料的快速篩選。

　　(3)陽(yáng)光型碳弧燈

　　陽(yáng)光型碳弧燈目前在我國應用得較少，但它在日本是廣泛使用的光源，大部分JIS標準都采用陽(yáng)光型碳弧燈。我國許多與日本合資的汽車(chē)企業(yè)仍推薦使用這種光源。陽(yáng)光型碳弧燈光譜能量分布也較接近于太陽(yáng)光，但在370~390nm紫外線(xiàn)集中加強，模擬性不及氙燈，加速倍率介于氙燈及紫外燈之間。