紫外光老化試驗箱實(shí)驗原理

　　紫外光老化試驗箱是另一種模擬光照的光老化試驗設備，它主要模擬陽(yáng)光中的紫外光。同時(shí)它還可以再現雨水和露水所產(chǎn)生的破壞。設備通過(guò)將待測材料曝曬放在經(jīng)過(guò)控制的陽(yáng)光和濕氣的交互循環(huán)中，同時(shí)提高溫度的方式來(lái)進(jìn)行試驗。設備采用紫外線(xiàn)熒光燈模擬陽(yáng)光，同時(shí)還可以通過(guò)冷凝或噴淋的方式模擬濕氣影響。

　　只需要幾天或幾周時(shí)間，設備可以再現戶(hù)外需要數月或數年所產(chǎn)生的破壞。所造成的損害主要包括退色、變色、亮度下降、粉化、龜裂、變模糊、脆化、強度下降及氧化。設備提供的測試數據在對新材料的選擇、對現有材料的改進(jìn)或評估影響產(chǎn)品耐用性的組成變化等方面有極大的幫助。設備可以好地預測產(chǎn)品將在戶(hù)外遭遇的變化。

　　盡管紫外光（UV）只占陽(yáng)光的5％，但是它卻是造成戶(hù)外產(chǎn)品耐用性下降的主要光照因素。這是因為陽(yáng)光的光化學(xué)反應影響隨著(zhù)波長(cháng)的減少而增加。因此在模擬陽(yáng)光對材料物理性質(zhì)的破壞影響時(shí)，不需要再現整個(gè)陽(yáng)光光譜。在大多數情況下，只需要模擬短波的UV光即可。紫外光加速耐候試驗機之所以采用UV燈的原因在于它們比其他的燈管更為穩定，并且能更好的再現試驗結果。采用熒光UV燈模擬陽(yáng)光對物理性質(zhì)的影響，例如亮度下降、龜裂、剝落等方面，是的方法。有幾種不同的UV燈可供選擇。大多數的這些UV燈主要產(chǎn)生紫外光，而不是可見(jiàn)光和紅外光。燈的主要差別體現在它們在各自波長(cháng)范圍內產(chǎn)生的UV總能量上的不同。不同的燈會(huì )產(chǎn)生不同的測試結果。實(shí)際的曝曬應用環(huán)境可以提示應選用哪種類(lèi)型的UV燈。

　　UVA-340，模擬陽(yáng)光紫外線(xiàn)的佳選擇

　　UVA-340可好地模擬臨界短波波長(cháng)范圍的陽(yáng)光光譜，即波長(cháng)范圍為295-360nm的光譜，UVA-340只產(chǎn)生在陽(yáng)光中能找到的UV波長(cháng)的光譜。

　　UVB-313，用于大程度的加速試驗

　　UVB-313可以很快地提供試驗結果。它們所采用的短波長(cháng)UV比目前地球上通常找到的UV光波更為強烈。盡管這些比自然波長(cháng)短許多的UV光能夠大程度地加速試驗，但它同時(shí)也會(huì )對某些材料造成不符和實(shí)際的退化破壞。

　　標準定義發(fā)射300nm以下的光能低于總輸出光能2％的一種熒光紫外燈，通常稱(chēng)為UVA燈；發(fā)射300nm以下的光能大于總輸出光能10％的一種熒光紫外燈，通常稱(chēng)為UVB燈；

　　紫外區分UVA波長(cháng)范圍為315-400nm；UVB波長(cháng)范圍為280-315nm；

　　戶(hù)外的材料與濕氣接觸的時(shí)間，每天可以長(cháng)達12小時(shí)，研究結果表明造成這種戶(hù)外潮濕的主要原因是露水，而不是雨水。紫外光加速耐候試驗機通過(guò)一系列*的冷凝原理來(lái)模擬戶(hù)外的濕氣影響。在設備的冷凝循環(huán)圈中，在箱體的底部有一蓄水箱，并對其進(jìn)行加熱來(lái)產(chǎn)生水汽。熱蒸汽使試驗箱內的相對濕度維持在100％，并且保持一個(gè)相對高溫。產(chǎn)品的設計確保測試試件實(shí)際上構成試驗箱的側壁，從而試件的背面則暴露在室內環(huán)境空氣中。室內空氣的冷卻效用導致試件表面溫度下降到低于蒸汽溫度幾度的水平。這一溫差的出現導致試件在整個(gè)冷凝循環(huán)過(guò)程中，其表面始終有冷凝生成的液態(tài)水。這種冷凝產(chǎn)物是很穩定的純凈蒸餾水。這種純凈水提高了試驗的再現率，而同時(shí)避免了水漬問(wèn)題。

　　由于戶(hù)外曝曬接觸潮濕的時(shí)間每天可以長(cháng)達12小時(shí)，因此紫外光加速耐候試驗機的潮濕周期一般持續幾小時(shí)。我們建議每一冷凝周期至少持續4小時(shí)。注意到設備中的UV曝曬和冷凝曝曬是分別進(jìn)行的，與實(shí)際氣候條件是一致的。

　　對于某些應用過(guò)程而言，水噴淋能更好的模擬終使用的環(huán)境條件。水噴淋在模擬由于溫度劇變和由于雨水沖刷所造成的機械侵蝕是極其有用的。紫外光加速耐候試驗機/噴淋型就是為再現這種條件而專(zhuān)門(mén)設計的。

　　由于經(jīng)常遭到來(lái)自雨水的沖刷，木材的涂料層，包括油漆和著(zhù)色劑，會(huì )出現相應的侵蝕現象。近期研究結構表明，這種雨水沖刷動(dòng)作可以將材料表面有防降解作用的涂料層沖刷掉，從而將材料本身直接曝曬在UV和水分的破壞性影響之下。這一過(guò)程可以重復多次，從而導致一種材料退化現象，而單靠冷凝方式是無(wú)法再現的。