熒光紫外燈老化試驗

產品介紹

熒光紫外燈老化試驗是一種通過模擬太陽光照、雨淋等自然老化環(huán)境，對產品材料進行加速老化試驗的環(huán)境可靠性測試方法，廣泛應用于塑料、橡膠、涂料、紡織品、膠粘劑、光伏材料等產品的耐候性評價。

紫外老化試驗系統(tǒng)主要由箱體、紫外光源、溫度控制系統(tǒng)、濕度控制系統(tǒng)、冷凝噴淋系統(tǒng)、計時器和自動控制系統(tǒng)等部分組成。箱體采用 SUS304 不銹鋼材質，具有良好的抗腐蝕性和保溫性能，箱體內壁噴涂高反射率涂層，提高紫外輻射均勻性。紫外光源通常使用 UV-A 或 UV-B 熒光燈管，UV-A 燈管發(fā)射波長 315-400nm 的長波紫外線，接近太陽光譜中的紫外線成分，適合模擬室外自然老化環(huán)境;UV-B 燈管發(fā)射波長 280-315nm 的中波紫外線，對材料具有更強的破壞性，主要用于快速篩選材料耐候性能。溫度控制系統(tǒng)通過加熱和制冷裝置調節(jié)箱體內的溫度，可控制在室溫 +10℃ 至 80℃ 范圍內，溫度波動度±1℃。濕度控制系統(tǒng)通過濕膜加濕器或超聲波加濕器調節(jié)濕度范圍，可控制在 40%RH 至 98%RH 之間，濕度波動度±3%RH。冷凝噴淋系統(tǒng)包括水箱、水泵、噴淋頭和冷凝器，用于模擬雨淋和露水的影響，噴淋壓力可調節(jié)，噴淋時間間隔可通過自動控制系統(tǒng)設置。

試驗樣品根據材料種類和標準要求可分為板狀試樣、絲狀試樣、薄膜試樣和成品部件等，試樣尺寸通常為 75mm × 150mm 或根據標準調整。對于不同類型的材料，試驗條件有所不同，例如塑料老化通常采用UV-A 光源，溫度設置為 60℃，光照階段相對濕度 50%，冷凝階段相對濕度 98%，采用 4 小時光照/4 小時冷凝交替循環(huán);涂料老化通常采用UV-B 光源，溫度設置為 60℃，采用 8 小時光照/4 小時冷凝循環(huán);光伏背板材料老化采用UV-A 光源，溫度設置為 60℃，光照階段相對濕度 10%，采用連續(xù)光照模式。

檢測項目

檢測項目主要包括外觀變化、力學性能變化、光學性能變化和化學性能變化四個方面。外觀變化是最直觀的老化指標，通過目視觀察、顯微鏡檢查和標準比色板對比，評定試樣表面是否出現泛黃、發(fā)白、粉化、開裂、起泡、脫落等現象，通常采用五級評分法或百分制評分法進行量化評估。力學性能變化包括拉伸強度、斷裂伸長率、硬度、沖擊強度、粘合強度等指標，這些指標的下降直接反映材料老化后的力學性能衰減。例如，塑料材料經過紫外老化試驗后，拉伸強度下降率通常在 10%-50% 之間，斷裂伸長率下降更為明顯，可能從 300% 下降到 50% 以下。

光學性能變化主要針對透明材料和著色材料，檢測項目包括光澤度、色差、透光率、霧度等指標。光澤度采用 60° 角光澤度計測定，色差采用 CIELAB 色空間測定，透光率和霧度采用透光率霧度計測定。玻璃或透明塑料經紫外老化后，透光率可能下降 10%-30%，霧度上升 5%-20%。化學性能變化包括分子量分布變化、表面基團變化、交聯度變化和熱性能變化等，通過紅外光譜分析(IR)、凝膠滲透色譜(GPC)、差示掃描量熱法(DSC)等儀器分析方法，深入了解老化過程中的化學變化機理。

不同行業(yè)和材料對老化試驗的檢測重點不同。汽車行業(yè)重點關注內飾件的顏色穩(wěn)定性、外飾件的光澤度保持率和抗開裂性能;電子電器行業(yè)重點關注絕緣材料的介電性能變化和塑料外殼的機械強度變化;光伏行業(yè)重點關注背板材料的透光率保持率和耐濕性能變化;涂料行業(yè)重點關注漆膜的附著力、耐沖擊性能和抗粉化性能.

檢測方法

檢測方法主要分為靜態(tài)暴露試驗和動態(tài)暴露試驗兩種類型。靜態(tài)暴露試驗是將試樣放置在試樣架上靜止不動，在恒定的光照、溫度和濕度條件下進行老化，是最chang用的試驗方法。該方法操作簡單，結果穩(wěn)定，適合質量控制和產品對比測試。動態(tài)暴露試驗則通過旋轉試樣架或移動試樣位置，使試樣均勻接受紫外輻射，適用于對均勻性要求較高的測試或大型部件的試驗。動態(tài)旋轉速度通常為 1-5 rpm，確保試樣各部分暴露時間一致。

試驗步驟通常包括試樣制備、試樣檢查、試驗參數設置、試驗運行、定期觀察、性能測試和結果報告七個環(huán)節(jié)。試樣制備需按標準要求切割試樣尺寸，用無水乙醇清潔試樣表面，確保無油污、灰塵等雜質。試樣檢查需記錄試樣初始狀態(tài)，包括外觀、光澤度、色差、力學性能和其他相關性能。試驗參數設置根據材料種類和標準要求選擇光源類型(UV-A 或 UV-B)、溫度范圍、濕度范圍、光照/冷凝循環(huán)周期和試驗總時間。

定期觀察在試驗運行過程中定期進行，通常每 100 小時或循環(huán)周期結束后進行一次，記錄試樣外觀變化情況，如有明顯破損或性能下降可提前終止試驗。性能測試在老化試驗結束后進行，按相應標準測試材料的力學、光學和化學性能變化。

為確保試驗結果的可靠性，需要嚴格控制質量，包括紫外燈強度校準、溫度濕度校準、試樣均勻性控制和空白對照試驗。紫外燈強度校準使用紫外輻照計定期校準燈管輸出強度，每 1000 小時或燈管更換后需重新校準，輻照強度控制在標準要求的范圍內。溫度濕度校準使用標準熱電偶和濕度傳感器定期校準設備，確保溫度濕度參數準確性。試樣均勻性控制要求試樣暴露面與輻射面平行，試樣之間保持一定間距，防止遮擋影響輻照均勻性。空白對照試驗可采用已知性能的標準材料與試樣同時進行試驗，驗證試驗條件的正確性和數據的可靠性。