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紫外熒光老化機加速老化測試結果

◆ 耐候性是戶外涂料的一個必要性能。因為戶外暴露試驗時間長，所以實驗室加速測試被廣泛應用于此行業。其中最常用的實驗室加速老化測試設備，是符合ASTM G154標準的紫外/冷凝設備，也就是通常所說的QUV。

◆ QUV中，在一定溫度條件下，測試樣品被反復暴露在紫外光照和冷凝的交替循環中。此前，只是熒光紫外燈管、紫外和冷凝暴露多長時間及暴露溫度等測試條件的選擇。本文探討了QUV老化試驗機的改進：光強輸出的精確控制和更高輻照度。所列數據是幾種常見的聚合物在較高的輻照度條件下的加速老化測試結果。

輻照度控制系統【紫外熒光老化機】

◆ 輻照度控制系統，市場上稱“太陽眼”，包括一個可編程的控制器，連續監控四個安裝在測試樣板面上傳感器測得的紫外線強度。一個四通道反饋回路系統通過調整紫外燈管的輸出功率以控制所設定的輻照度。該輻照度可被調整成不同的強度以適應不同的應用條件。圖1是輻照度控制系統如何工作的示意圖。

◆ 每個傳感器監控兩根燈管的強度。操作者定期對每個傳感器進行單獨校準。該校準可溯源至美國國家標準和技術協會(NIST)，符合ISO 9000的要求。之前的數據2已表明，太陽眼控制系統在很大程度上消除了紫外線強度的差異，因而大大降低了測試結果的差異。

高輻照度產生更快結果

可編程的自動輻照度控制系統允許操作者，選擇一個比標準輻照度高的輻照度進行紫外線暴露測試。對于許多材料，這將加快降解進程，因而縮短了測試時間。普遍認為 UVA-340 燈管比 UVB-313 燈管能更真實地模擬太陽光3,4。自推出以來，大多數塑料行業已換用UVA-340燈管，因為它能給出更切合實際的結果。然而，盡管UV-B 管燈有其不足之處，但由于能給出更快的結果，很多涂料研究人員仍繼續使用它們。應用可編程控制器，現在在更高的輻照度水平下，使用UVA-340燈管可以加快測試進程。圖2顯示了UVA-340 燈管在不同輻照度水平下與太陽光光譜的比較。建議最大輻照度不超過典型 G154 輻照度的1.75倍。即使燈管在最大功率時能夠有更高的輻照度水平，也不建議在高于正常情況1.75倍的輻照度水平下進行試驗。必須留有一部分功率用于維持現有的設定值和解決一些諸如因燈管老化和其他因素等引起的輻照度降低的問題。應該指出的是，在高于正常輻照度下使用燈管，其有效使用壽命將會縮短。

不同聚合物的暴露結果

為了確定增大輻照度對降解速率的影響,15 種不同的涂料和塑料樣品，在裝有自動輻照度控制的太陽眼系統的QUV/se 中分別以正常輻照度和高輻照度進行暴露試驗。暴露條件是： UVA-340 燈管，只進行光照( 100% )紫外線照射，沒有潮濕，無黑暗時間) , 50°C。輻照度水平分別為0.83和1.35 W/m2/nm@340nm，其結果見圖3到圖17所示。15種材料中的9種，增大輻照度會導致降解速率增大。雖然輻照度大約增強60%，但并不是所有材料降解速率的增大值都相同。應該指出的是，這些暴露不包括潮濕和黑暗時間，因此，在評估測試結果時，沒有考慮潮濕的影響和/或任何黑暗時間降解的影響.

紫外熒光老化機加速老化測試綜述和結論

◆ 采用高輻照度暴露，作為一種實驗室加速老化測試的方法是當前的一個熱點。一個達到較高輻照度，通過可編程自動控制系統，現在已經可以在QUV/se老化試驗機中實現。這個系統地設計是用來在整個暴露試驗中維持一個精確的紫外線輻照度水平。利用這個系統，操作者可以在標準QUV設備的輻照度到1.75倍輻照度水平之間進行選擇。

◆ 多種材料的實驗室加速老化數據表明，一部分材料，在QUV/se中暴露在高輻照度水平下，能夠快速降解。對于這些材料，應用較高輻照度可以減少試驗時間。

◆ 但是對于某些材料，潮濕或者溫度可能在降解中起到關鍵性作用。15種被測材料中有5種，測試周期中的潮濕提高了黃變或失光的速率。此外，試驗表明輻照度、潮濕、黑暗周期和溫度往往共同發生作用。

◆ 應用高輻照度來減少試驗時間是一種很有發展前途的技術。但是，也可能對實驗室和戶外測試所得結果之間的相關性有不利影響。