UV測試簡(jiǎn)介
UV老化屬于陽(yáng)光輻照老化,UV即Ultraviolet(紫外線(xiàn))的簡(jiǎn)寫(xiě),通常是用于評估產(chǎn)品在紫外線(xiàn)下老化的速度,陽(yáng)光輻照老化是戶(hù)外使用材料受到的主要老化破壞,對于室內使用材料,也會(huì )受到一定程度的陽(yáng)光輻照老化或者人造光源中紫外線(xiàn)造成的老化(比如紫外線(xiàn)燈,日光燈中的紫外波段等)。
太陽(yáng)輻射主要集中在可見(jiàn)光部分(0.4~0.76μm),波長(cháng)大于可見(jiàn)光的紅外線(xiàn)(>0.76μm)和小于可見(jiàn)光的紫外線(xiàn)(<0.4μm)的部分少。在全部輻射能中,波長(cháng)在0.15~4μm之間的占99%以上,且主要分布在可見(jiàn)光區和紅、紫外區,可見(jiàn)光區占太陽(yáng)輻射總能量的約50%,紅外區占約43%,紫外區的太陽(yáng)輻射能很少,只占總量的約7%。
紫外光是電磁波譜中波長(cháng)從0.01~0.40微米輻射的總稱(chēng),不能引起人們的視覺(jué)。紫外光被劃分為A 射線(xiàn)、B 射線(xiàn)和C 射線(xiàn)(簡(jiǎn)稱(chēng)UVA、UVB 和UVC),波長(cháng)范圍分別為400-315nm,315-280nm,280-190nm。
根據ASTM G154的介紹,UV(紫外)不能模擬全光譜太陽(yáng)光。它的原理是,對于曝露在室外的經(jīng)久耐用的材料,紫外線(xiàn)的短波段波長(cháng)300~400nm 是引起老化損害的最主要原因。從下圖可以看出,在紫外線(xiàn)的短波區域,即從365nm 到太陽(yáng)光的最低波段,UV熒光燈能很好地模擬太陽(yáng)光。
氣候和陽(yáng)光輻照是損害涂料、塑料、油墨及其他高分子材料的主要原因,這種損害包括失光、褪色、 黃變、開(kāi)裂、脫皮、脆化、強度降低及分層。即使是室內的光及通過(guò)玻璃窗透射的太陽(yáng)光也都會(huì )使一些材料老化,比如引起顏料、染料等褪色或變色。由于太陽(yáng)輻射具有熱輻射和光化學(xué)效應的雙重作用,因此高溫試驗不能替代光照老化試驗,純粹的紫外輻射和紅外輻射也不能代替太陽(yáng)輻射試驗。
UV老化試驗階段
UV老化試驗可以設置光照、冷凝和噴淋三種老化模式。
1、光照階段:模擬自然環(huán)境中的白天的光照長(cháng)度(通常是0.35W/m2~1.35W/m2之間,夏天正午的太陽(yáng)光照強度約為0.55W/m2 )和試驗溫度(50℃~85℃),以便模擬產(chǎn)品的各種使用環(huán)境,滿(mǎn)足不同地區和行業(yè)的測試要求。
2、冷凝階段:模擬夜晚樣品表面結霧的現象,冷凝階段關(guān)閉熒光紫外燈(黑暗狀態(tài)),只控制試驗溫度(40~60℃),樣品表面濕度為95~100%RH。
3、噴淋階段:通過(guò)向樣品表面持續噴水來(lái)模擬下雨的過(guò)程。由于人工紫外加速老化試驗條件比自然環(huán)境嚴酷得多,可以在幾天或幾周內模擬再現自然環(huán)境中幾年才能發(fā)生的老化損壞。
4、材料老化:材料老化包括褪色(有機染料在自然環(huán)境下發(fā)生變性)、強度降低(高分子材料斷裂)、開(kāi)裂(高分子斷裂以及應力作用)、粉化(高分子斷裂重組)、涂層脫落(涂料和基層之間的氫鍵斷裂)等。
另外,根據光譜分布的不同,可將熒光紫外燈管分為UVA和UVB燈管,其中UVA燈管發(fā)射300nm以下的光能低于總輸出光能的2%,而UVB燈管發(fā)射300nm以下的光能大于總輸出光能的10%。
1.UVA-340:主要用途是模擬太陽(yáng)光紫外部分中的中短波長(cháng)范圍,一般用于戶(hù)外產(chǎn)品的光老化試驗。
2.UVA-351:主要用途是模擬經(jīng)過(guò)窗玻璃過(guò)濾后的太陽(yáng)光紫外部分中的中短波長(cháng)范圍,一般用于室內產(chǎn)品。
3.UVB-313:它們發(fā)射出相當多的300nm以下的輻照,而300nm為名義上的太陽(yáng)輻照的截至波長(cháng)。這將會(huì )引發(fā)一些在戶(hù)外不會(huì )發(fā)生的老化現象。不推薦使用這種燈來(lái)模擬太陽(yáng)光。這種測試主要廣泛用于加速材料的耐久性測試,作為兩種或以上材料的定性對比。
0.69w/m^2@340nm相當于夏季正午的陽(yáng)光,得到快速效果;
1.38w/m^2@340nm相當于太陽(yáng)最大值,得到快速效果;
0.35w/m^2@340nm 相當于三月/九月的日光,適合普通測試或低UV光強的測試。
ISO4892.3,GB16422.3,也都對UV測試有比較詳細的介紹。但是哪種標準最合適,還要根據產(chǎn)品要求,客戶(hù)要求來(lái)衡量。
標準里的具體的測試要求,大家可以參閱相關(guān)標準,但是標準里也明確說(shuō)明,測試條件僅作參考,沒(méi)有強制。