PDF《人工加速老化测试 ——》

3 种不同的过滤器系 统.ASTM G155 标准中, 它们分别被命名为日光过 滤器、 窗玻璃过滤器和延伸紫外线过滤器. ISO 标准 使用不同的命名法.对于日光光谱、 透过窗玻璃的 阳光光谱, ISO

11341 (颜料)中分别称做 方法

1 和 方法

2 ;

ISO 4892-

2 (塑料)中分别称做 方法 A 和 方法 B .ISO 标准中没有提到延伸紫外线光谱, 但有几个 SAE 标准则对此有要求. 这些过滤器之间的最重要的区别是短波紫外 线传输和光谱截止点.不同数量的短波紫外线可显 著地影响降解的速度和类型.老化试验箱的制造商 经常使用他们自己的命名法来给各类过滤器和过 滤器系统命名. 日光过滤器是应用最为广泛的氙灯过滤器, 它 可产生非常类似夏日正午阳光的光谱 ( 有时称作阳 光最大值) .平板氙灯试验箱的制造商把这一类型 的过滤器简称作 日光过滤器 .可以产生类似的日 光过滤作用的过滤器组合, 称作 硼硅酸盐 / 硼硅酸 盐 (Boro/Boro) 和 CIRA/ 碳酸石灰 . 太阳光、日光过滤器、 Boro/Boro 及CIRA/ 碳酸 石灰的过滤器光谱能量分布, 如图

3 所示.大部分 的过滤器都能很好地匹配太阳光的光谱. 图2平板式氙灯试验箱 ( Q- SUN Xe-

3 型) 图1旋转鼓型氙灯试验箱示意 氙灯 光控器 喷淋架 样品喷淋 样品架 测试样品 过滤器 氙灯 水喷淋喷嘴 太阳眼光强传感器 黑板温度计 仪器与试验设备 Instrument and Test Equipment

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2005 EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING 装备环境工程 EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING 不同的过滤器在超短紫外波长区域有着显著 的差别.虽然平板日光过滤器和旋转鼓式 CIRA/SL 过滤器都能很好地与阳光吻合,但旋转鼓式Boro/Boro 过滤器在 280nm 处有着不真实的低截止 波长 ( 远比太阳光的 295nm 截止点更为严格) . 也就 意味着样品所受的紫外光曝露远短于实际的使用 环境, 他可以加速材料的老化, 但并不真实并可以 导致一些材料的相关性问题. 窗玻璃过滤器模拟透过窗玻璃的太阳光谱, 通 常用于室内产品的老化测试.用于平板型氙灯试验 箱简称 窗玻璃过滤器 .用于旋转鼓试验箱的过滤 器则称为 硼硅酸盐 / 苏达石灰 ( 也叫做 Boro/ 苏达 石灰, Boro/SL 等) . 图4显示了一个平板型和旋转鼓 式窗玻璃过滤器的 SPD, 与通过窗玻璃过滤的阳光 进行的比较.两种类型的窗玻璃过滤器都可很好地 与通过窗玻璃的实际阳光吻合. 平板型窗玻璃过滤器在关键短波紫外线区域 里更为真实一些.这一差异对于一些材料的黄变和 物理性能变化是非常重要的.褪色和变色是暴露在 室内的材料的最普遍的问题.由于褪色和变色通常 为长波紫外线和可视光降解的结果, 这一差异会严 重地影响测试结果[1] . 1.2 辐照度控制 任何类型的氙灯灯管的输出都会随着时间而 衰减.先进的氙灯试验箱使用一个反馈回路控制系 统对此进行补偿.有了该系统, 操作人员可预设辐 照度水平, 而测试室中的辐照度传感器对光线进行 测量.当灯管老化导致输出衰减时, 系统会通过增 加氙灯的功率来进行自动补偿. 理论上, 光线强度可以在氙灯光谱的任意位置 进行监控, 但通常使用的只是为数不多的几个波 段.一般在材料最为敏感的光谱区域进行辐照度控 制(例如, 预计会出现降解的区域) .此外, 辐照度控 制点还因行业、 应用的不同而改变. 340nm 控制点广泛应用于加速老化测试中, 对 于户外耐久性产品的老化测试来说, 短波紫外线区 域最具危险性.340nm 的控制要求带有一个装备有 过滤器的紫外线传感器, 它只允许以 340nm 为中心 的狭窄波段通过.通常, 这对于涂料、 塑料、 屋面材 料等是理想的控制点.最常见的辐照度控制点是 0.35 或0.55W/m2 /nm@340nm. 420nm 控制点一般与窗玻璃过滤器配套用于 材料的室内光稳定性测试.对420nm 的控制, 要求 紫外线传感器装备有一个滤光器,它只允许以420nm 为中心的紫外线窄带通过.该系统测试的对 象, 通常是那些主要由长波紫外线和可视光造成损 坏的材料, 例如针织品中的染料和色素、 纸张和油 墨.室内模拟的最常见的辐照度设置点是1.10W/m2 /nm@420nm. 平板型和旋转鼓型试验箱通常装有 340nm 或420nm 窄带辐照度控制系统.根据不同的型号, 某 些欧洲测试箱可使用一个宽带 TUV (完整紫外线, 300~400nm), 或一个极宽带完整辐照度传感器(280~800nm). 宽带传感器不会对紫外线的相对小的 变化做出反应, 这一非敏感性可能给由光谱短波紫 外线部分驱动的关键降解机制带来问题. 总而言之, 平板型和旋转鼓型试验箱带有高 效、 等量的反馈回路辐照度控制系统.建议定期更 换灯管会减少灯管老化的影响.通过使用将辐照度 仪器与试验设备 Instrument and Test Equipment