耐候性加速試驗的方法

　　耐候性加速試驗就是在比實(shí)際使用更短的時(shí)間內，掌握制品及橡膠原材料在實(shí)際使用環(huán)境下的老化過(guò)程，這對提高制品及橡膠原材料的性能是非常重要的。

　　耐候性加速試驗裝置：

　　試驗裝置中的光源可使用自然光和實(shí)驗室光源(人工光源)。

　　1.太陽(yáng)光源的耐候性加速試驗裝置

　　1)夫列涅耳(フレネル) 反射集光促進(jìn)暴露試驗裝置

　　這是一種一邊追蹤太陽(yáng)光，一邊用10面反射鏡反射集中太陽(yáng)光，使之照射在試樣上的裝置。因為是使用自然太陽(yáng)光，所以，由于季節的不同照射在試樣上的照射度(光的強度)也有所不同。另外，由于使用的是鏡子，所以其試驗場(chǎng)地要限定在干燥地區(例如沙漠等)。試驗裝置設置在亞利桑那(ワリゾナ) ，其加速程度約是佛羅里達(ワロリダ) 州的6倍(對照ISO877，JISK7219，ASTMG90標準)。

　　2)可控制溫濕度的追蹤太陽(yáng)光型暴露裝置

　　把試樣放入玻璃(汽車(chē)內裝飾材料)箱內，使之暴露在太陽(yáng)光下。裝置會(huì )自動(dòng)追蹤太陽(yáng)光，白天箱內空氣溫度維持在70℃，夜間空氣溫度維持在38℃，相對濕度維持在75%。

　　2.實(shí)驗室光源的耐候性加速試驗裝置

　　1)氙弧燈裝置

　　這是一種光源分布近似于太陽(yáng)光的氙弧燈照射裝置，它分為水冷卻和空氣冷卻兩種類(lèi)型。裝置上的燈泡玻璃通過(guò)過(guò)濾能夠模擬室外光或穿過(guò)窗戶(hù)玻璃的太陽(yáng)光。另外，可以不改變分光的分布就能夠控制照射程度(見(jiàn)圖2)。

　　圖2 裝有燈泡過(guò)濾玻璃的氙弧燈和太陽(yáng)光

　　2)紫外線(xiàn)螢光燈裝置

　　使用紫外線(xiàn)螢光燈作為光源，規定了3種不同分光分布的燈泡(室外、模擬透過(guò)窗戶(hù)玻璃、篩選用)。使用實(shí)驗室光源試驗成本比較低(見(jiàn)圖3)。

　　圖3 紫外線(xiàn)螢光燈裝置和太陽(yáng)光

　　3)開(kāi)放式框架碳弧燈

　　這是一種使用鍍銅碳棒和平板濾光玻璃(光源波長(cháng)為350～450nm)，具有與太陽(yáng)光不同分光分布的裝置。但它不能控制照射度(見(jiàn)圖4)。

　　圖4 開(kāi)放式框架的碳弧燈和太陽(yáng)光(陽(yáng)光碳弧)

　　4)使用其它光源的裝置也有使用密封石墨燈、汞燈、金屬鹵化燈、鹵素燈等作為光源的裝置。

　　試驗時(shí)的要點(diǎn)：

　　進(jìn)行耐候性加速試驗時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)。若不確定試驗條件就難以掌握在實(shí)際使用環(huán)境下制品及原材料的正確的老化反應過(guò)程。

　　光源的選擇：

　　選擇光源可采用分光分布近似于太陽(yáng)光的氙弧燈，以及符合MIL SFD810，SFTP DIN75 220等國際規格的鹵化金屬燈。選擇近似于太陽(yáng)光光源的理由是：

　　1)試樣的感應波長(cháng)

　　試樣能分別感應不同的老化反應的波長(cháng)。假如地球上沒(méi)有太陽(yáng)光的照射(波長(cháng))所造成的老化的話(huà)，那么材料在室外就難以產(chǎn)生光老化。所以選擇能對材料產(chǎn)生反應的波長(cháng)進(jìn)行照射，使其發(fā)生老化反應。

　　2)試樣的顏色

　　試樣的顏色各異，在室外由于試樣的顏色不同溫度也不一樣。由于顏色造成的溫度差即使進(jìn)行試驗也不能重現，試驗結果和在室外的大相徑庭。要重現溫度差，從光源里射出的光的波長(cháng)要在650～800nm范圍內，這種照射與太陽(yáng)光具有同等的水平，這一點(diǎn)是很重要的(見(jiàn)圖5)。

　　圖5 試樣顏色不同所導致的試樣表面溫度差

　　試驗條件，試驗時(shí)間(周期)：

　　為了盡快得到試驗結果，也有將放射能或試驗溫度提到很高水平的做法，但多半情況下這樣的做法與室外試驗相差甚遠。試驗時(shí)試樣的熱歷程、濕度對其有很大影響。

　　1)對光和溫度的反應性

　　試樣對光有反應性(強弱不等) ，對溫度也有反應性(強弱各異)。對光反應性低、溫度反應性高的材料來(lái)說(shuō)，如果提高溫度就會(huì )促進(jìn)其老化，但提高光能(放射能)卻不能促進(jìn)其老化；其次，對光、溫度反應性的強弱因試樣的不同而有所區別。

　　2)吸濕性、水解

　　試樣的吸濕性有高低之分，遇水會(huì )分解或不分解。吸濕性高、遇水分解的試樣在試驗時(shí)往往在試驗條件中要增加黑暗周期(光源關(guān)閉) 條款來(lái)促進(jìn)其老化，這樣可以提高相關(guān)性。

　　3)加濕、噴撒霧水

　　水對試樣有直接的影響，特別是水附著(zhù)在含有白炭黑的試樣的表面會(huì )對試驗結果產(chǎn)生負面影響。所以，加濕、噴撒霧水要用高品質(zhì)的水 (如離子交換水、蒸餾水等)。