简述了辐照度在高分子材料光老化试验中的重要性。介绍了氙灯老化试验箱中辐照度计量的基本技术路线以及辐照度校准方法。

氙灯老化试验箱是一种人工加速老化试验设备,用于模拟并强化自然曝晒环境,以加速材料的老化。

传统的自然曝晒老化试验虽然直观、可靠,但是试验时间漫长,且试验条件不可控,不适用于产品研发。人工加速老化试验能够大大加快老化速度,模拟并强化多项主要气候因素,且可调可控,能够比较高效地获得试验结果。以氙灯为光源的人工加速老化试验箱能够很好地模拟日光,这是因为在各种人工光源中氙弧灯的光谱能量分布与阳光中紫外、可见光部分最相似[1] 。因此业界一致公认氙灯是最好的模拟光源。

1 辐照度是高分子材料光老化试验的重要指标

高分子材料品类繁多,广泛应用于生产生活中,例如:塑料、橡胶、纺织品、油漆、涂料、胶黏剂、油墨、沥青等都十分常见。各行各业都广泛使用合成材料,例如:日用品、家电、汽车、交通运输、建筑装饰、通信、能源、航空航天、军工、环境、人文科教等。然而,合成材料在使用过程中会或多或少、或快或慢地出现脆化、粉化、变色、脱落、起泡、龟裂等老化现象,这些老化现象严重影响了产品的机械性能和外观,甚至有可能造成极大的安全隐患。

合成材料在其使用环境中发生老化所需的时间,以及发生老化后的各项性能的衰退状况,都直接影响使用该合成材料的产品的使用寿命。因此,对材料进行老化试验以准确评测材料的抗老化性能尤为重要。

造成材料的老化的环境因素有很多,例如:光照、温度、湿度、淋雨、风速、应力等。其中光照尤为重要。光照对材料的老化作用主要集中在紫外波段,因此,氙灯老化试验箱一般以紫外或近紫外波段来计量辐照度,例如常用的计量波段有340nm、420nm、300nm~400nm、300nm~800nm。要想获得准确的老化试验结果,辐照度的控制尤为重要,因此辐照度计量的准确度是氙灯老化试验箱的一项重要指标。如果辐照度计量不准确,会导致人工加速老化试验结果与实际不符。若老化试验评估结果过于激进,有可能导致产品抗老化性能不达标,甚至有可能危及人身安全;若老化试验评估结果过于保守,有可能给企业造成不必要的浪费。