紫外老化試驗(yàn)箱注意事項(xiàng)適用于通過(guò)光水曝露加速老化試驗(yàn),預(yù)測(cè)油漆、涂料、塑料等非金屬材料的相對(duì)耐久性,尤其適合觀察特別耐用材料的物理性能破壞,如光澤降低、霧影、強(qiáng)度降低、粉化、開(kāi)裂、起泡、脆化和褪色等。
紫外老化試驗(yàn)箱注意事項(xiàng):
◆具有高輻照度水平的UVB光源,雖然能加速試驗(yàn)進(jìn)程,但有時(shí)也會(huì)對(duì)某些材料造成甚于天然曝曬的老化破壞,如過(guò)度變色。所以在評(píng)判與對(duì)照樣板有差異的試樣時(shí),應(yīng)注意這一因素。
◆不使用未經(jīng)檢定的非專(zhuān)用燈管。
◆應(yīng)配備專(zhuān)職值班人員在試驗(yàn)的全過(guò)稱中監(jiān)控老化和安全狀態(tài)。
◆必須在關(guān)閉電源的前提下打開(kāi)倉(cāng)門(mén)或更換燈管。
◆在沒(méi)有戴護(hù)目鏡時(shí),不要用肉眼直接觀察點(diǎn)亮的紫外燈。以免皮膚灼傷。
◆如水位明顯下降或LUV型試驗(yàn)箱的水位報(bào)警燈閃亮,應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充去離子水,避免水泵在無(wú)水狀態(tài)下運(yùn)行。
◆試驗(yàn)區(qū)域不潔和不使用去離子水都會(huì)在試樣上生成妨礙觀察的水漬,也影響設(shè)備元器件的使用壽命。
◆在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)稱中應(yīng)保證電器箱上的冷卻風(fēng)扇正常運(yùn)行。
◆要防止缺乏經(jīng)驗(yàn)的非專(zhuān)業(yè)人員隨意觸動(dòng)隨機(jī)儀表。
◆對(duì)照試樣宜分別安裝于轉(zhuǎn)架的軸對(duì)稱位置以獲得對(duì)等的光照條件。
◆本裝置系薄板密集型機(jī)構(gòu),操作與檢修時(shí)應(yīng)注意安全,防止擦傷。
保養(yǎng)與維護(hù):
■每次使用后,應(yīng)洗凈擦干。
■非試驗(yàn)人員不得使用本儀器。
■試驗(yàn)在進(jìn)行過(guò)程中不得離開(kāi)或與人閑談。
■使用本產(chǎn)品前,請(qǐng)仔細(xì)閱讀說(shuō)明書(shū),并妥善保管好說(shuō)明書(shū)。
紫外老化試驗(yàn)箱是另一種模擬光照的光老化試驗(yàn)設(shè)備,它主要模擬陽(yáng)光中的紫外光。同時(shí)它還可以再現(xiàn)雨水和露水所產(chǎn)生的破壞。設(shè)備通過(guò)將待測(cè)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(yàn)。設(shè)備采用紫外線熒光燈模擬陽(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(shè)備可以再現(xiàn)戶外需要數(shù)月或數(shù)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(qiáng)度下降及氧化。設(shè)備提供的測(cè)試數(shù)據(jù)在對(duì)新材料的選擇、對(duì)現(xiàn)有材料的改進(jìn)或評(píng)估影響產(chǎn)品耐用性的組成變化等方面有極大的幫助。設(shè)備可以極好地預(yù)測(cè)產(chǎn)品將在戶外遭遇的變化。
盡管紫外光(UV)只占陽(yáng)光的5%,但是它卻是造成戶外產(chǎn)品耐用性下降的主要光照因素。這是因?yàn)殛?yáng)光的光化學(xué)反應(yīng)影響隨著波長(zhǎng)的減少而增加。因此在模擬陽(yáng)光對(duì)材料物理性質(zhì)的破壞影響時(shí),不需要再現(xiàn)整個(gè)陽(yáng)光光譜。在大多數(shù)情況下,只需要模擬短波的UV光即可。紫外光加速耐候試驗(yàn)機(jī)之所以采用UV燈的原因在于它們比其他的燈管更為穩(wěn)定,并且能更好的再現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果。采用熒光UV燈模擬陽(yáng)光對(duì)物理性質(zhì)的影響,例如亮度下降、龜裂、剝落等方面,是可以的方法。有幾種不同的UV燈可供選擇。大多數(shù)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(xiàn)在它們?cè)诟髯圆ㄩL(zhǎng)范圍內(nèi)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(cè)試結(jié)果。實(shí)際的曝曬應(yīng)用環(huán)境可以提示應(yīng)選用哪種類(lèi)型的UV燈。
UVA-340,模擬陽(yáng)光紫外線的較佳選擇
UVA-340可極好地模擬臨界短波波長(zhǎng)范圍的陽(yáng)光光譜,即波長(zhǎng)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(zhǎng)的光譜。
UVB-313,用于最大程度的加速試驗(yàn)
UVB-313可以很快地提供試驗(yàn)結(jié)果。它們所采用的短波長(zhǎng)UV比目前地球上通常找到的UV光波更為強(qiáng)烈。盡管這些比自然波長(zhǎng)短許多的UV光能夠最大程度地加速試驗(yàn),但它同時(shí)也會(huì)對(duì)某些材料造成不符和實(shí)際的退化破壞。
標(biāo)準(zhǔn)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,通常稱為UV-A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,通常稱為UV-B燈;
紫外區(qū)分UV-A波長(zhǎng)范圍為315-400nm;UV-B波長(zhǎng)范圍為280-315nm;
在戶外的材料與濕氣接觸的時(shí)間,每天可以長(zhǎng)達(dá)12小時(shí),研究結(jié)果表明造成這種戶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(yàn)機(jī)通過(guò)一系列獨(dú)特的冷凝原理來(lái)模擬戶外的濕氣影響。在設(shè)備的冷凝循環(huán)圈中,在箱體的底部有一蓄水箱,并對(duì)其進(jìn)行加熱來(lái)產(chǎn)生水汽。熱蒸汽使試驗(yàn)箱內(nèi)的相對(duì)濕度維持在100%,并且保持一個(gè)相對(duì)高溫。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)確保測(cè)試試件實(shí)際上構(gòu)成試驗(yàn)箱的側(cè)壁,從而試件的背面則暴露在室內(nèi)環(huán)境空氣中。室內(nèi)空氣的冷卻效用導(dǎo)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(xiàn)導(dǎo)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(wěn)定的純凈蒸餾水。這種純凈水提高了試驗(yàn)的再現(xiàn)率,而同時(shí)避免了水漬問(wèn)題。
由于戶外曝曬接觸潮濕的時(shí)間每天可以長(zhǎng)達(dá)12小時(shí),因此紫外光加速耐候試驗(yàn)機(jī)的潮濕周期一般持續(xù)幾小時(shí)。我們建議每一冷凝周期至少持續(xù)4小時(shí)。注意到設(shè)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(duì)于某些應(yīng)用過(guò)程而言,水噴淋能更好的模擬最終使用的環(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(jī)械侵蝕是極其有用的。紫外光加速耐候試驗(yàn)機(jī)/噴淋型就是為再現(xiàn)這種條件而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的。
由于經(jīng)常遭到來(lái)自雨水的沖刷,木材的涂料層,包括油漆和著色劑,會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的侵蝕現(xiàn)象。近期研究結(jié)構(gòu)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(fù)多次,從而導(dǎo)致一種材料退化現(xiàn)象,而單靠冷凝方式是無(wú)法再現(xiàn)的。
熒光燈的優(yōu)點(diǎn)在于:快速獲得試驗(yàn)結(jié)果;簡(jiǎn)化的光照度控制;穩(wěn)定的光譜;只需很少的維護(hù);價(jià)格便宜,運(yùn)行費(fèi)用合理。
用紫外老化試驗(yàn)箱做老化試驗(yàn)時(shí),試樣表面溫度是一個(gè)重要的暴露參數(shù),一般,溫度高會(huì)使聚合物降解過(guò)程加快,允許的試驗(yàn)溫度應(yīng)根據(jù)受試材料和老化性能評(píng)價(jià)指標(biāo)而定。熒光紫外燈發(fā)出的紅外線比氙燈和碳弧燈少,試樣表面的加熱作用基本上是由熱空氣對(duì)流形成的。因此,黑板溫度計(jì)、黑標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)、試樣表面和暴露室空氣之間的溫差是很小的。
以下兩種暴露方式:暴露方式1和2分別相應(yīng)于①和②所述的設(shè)備??蛻粢部刹捎闷渌绞剑珣?yīng)在試驗(yàn)條件中說(shuō)明暴露條件。
暴露方式1:
試樣經(jīng)一段光暴露期后,繼之為無(wú)輻照期(其時(shí)溫度發(fā)生變化和在試樣上形成凝露)的循環(huán)試驗(yàn)。試驗(yàn)期按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,如無(wú)規(guī)定循環(huán)條件,推薦采用下述循環(huán):
在黑標(biāo)準(zhǔn)溫度60℃±3℃下輻照暴露4h或8h,然后,在黑標(biāo)準(zhǔn)溫度50℃±3℃下無(wú)輻照冷凝暴露4h。
注:有些聚合物(例如PVC)的老化降解對(duì)于溫度很敏感,這種情況下建議采用低于60℃的輻照暴露溫度(例如50℃)以模擬較冷的氣候。
選用輻照暴露繼之冷凝暴露的程序時(shí),可允許的輻照或冷凝暴露期最短為2h,以保證各暴露期條件達(dá)到平衡。
暴露方式2:
試樣連續(xù)進(jìn)行輻照暴露且有定時(shí)噴水的循環(huán)試驗(yàn)。試驗(yàn)期相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。如無(wú)規(guī)定,推薦如下的試驗(yàn)條件:
在黑標(biāo)準(zhǔn)溫度50℃±3℃,空氣相對(duì)濕度(10±5)﹪條件下輻照暴露5h,然后,在黑標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃±3℃下繼續(xù)輻照暴露并噴水1h。
注:
①:在設(shè)備中通過(guò)濕氣冷凝機(jī)使試樣暴露面凝露潤(rùn)濕。濕氣是由設(shè)置在試樣架下方的容器內(nèi)的水加熱而產(chǎn)生的。
②:當(dāng)設(shè)備不符合暴露方式1時(shí),可采取提供控制暴露室內(nèi)相對(duì)濕度的方法,或者用純水或模擬酸雨的水溶液噴淋試樣的方法。用水參照GB/T9344-88要求。