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目前認(rèn)為，已知人工光源中氙弧燈的光譜能量分布與陽(yáng)光中紫外、可見(jiàn)光部分相似，通過(guò)選擇合適的濾光片，可以濾去大部分到達(dá)地面陽(yáng)光中存在的短波輻射。氙燈在1000nm~1200nm近紅外區(qū)存在很強(qiáng)的輻射峰，會(huì)產(chǎn)生大量的熱。因此，必須選擇合適的冷卻裝置帶走這部分能量；目前，市面上氙燈老化試驗(yàn)裝置有兩種冷卻方式：水冷式和風(fēng)冷式。一般來(lái)說(shuō)，水冷式氙燈裝置冷卻效果要優(yōu)于風(fēng)冷式，但是水冷式氙燈老化試驗(yàn)箱結(jié)構(gòu)也更為復(fù)雜，價(jià)格也比較昂貴。由于氙燈紫外線部分能量較另兩種光源增加較少，在加速倍率方面是低的，陽(yáng)光型碳弧燈目前在我國(guó)應(yīng)用得較少。一、人工加速老化試驗(yàn)條件如何選擇？即模擬哪些老化因素；高分子材料在使用過(guò)程中，氣候環(huán)境里許多因素都有可能對(duì)高分子材料的老化產(chǎn)生作用。如果事先知道產(chǎn)生老化的主要因素，就可以有針對(duì)性的選擇試驗(yàn)方法。我們可以從該材料的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用環(huán)境以及其老化機(jī)理等方面考慮，確定試驗(yàn)方法。比如：我國(guó)在市場(chǎng)上有競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)產(chǎn)品：外貿(mào)出口鞋，在使用過(guò)程中，陽(yáng)光中的紫外線是引起鞋子變色、褪色的主要原因，因此，有必要用紫外燈箱對(duì)其進(jìn)行耐黃變測(cè)試，常用的鞋類(lèi)耐黃變?cè)囼?yàn)箱采用30w的UV燈，樣品離光源20cm，照射3h后觀察顏色變化。同時(shí)，在運(yùn)輸過(guò)程中，集裝箱內(nèi)悶熱、潮濕的惡劣環(huán)境會(huì)引起鞋面、鞋底、膠水的 變色、斑點(diǎn)，甚至是變質(zhì)。因此，在裝船運(yùn)輸之前，有必要考慮進(jìn)行耐濕熱老化試驗(yàn)，模擬集裝箱內(nèi)高熱、高濕環(huán)境，在70℃、95％相對(duì)濕度的條件下，進(jìn)行48h試驗(yàn)后觀察外觀、顏色變化。比如：硬聚氯乙烯型材，使用聚氯乙烯為原料，添加穩(wěn)定劑、顏料等助劑加工而成，主要用于室外。從聚氯乙烯的老化機(jī)理考慮，聚氯乙烯受熱易分解；從使用環(huán)境考慮；空氣中的氧、紫外光、熱、水分都是引起型材老化的原因。因此，國(guó)標(biāo)GB/T8814-2004《門(mén)、窗用未增塑聚氯乙烯（PVC-U）型材》中，既規(guī)定了光氧老化試驗(yàn)方法，采用GB/T 16422.2《塑料實(shí)驗(yàn)室光源曝露試驗(yàn)方法第二部分：氙弧燈》老化4000h或6000h，模擬了室外紫外光及可見(jiàn)光、濕度、降雨、溫度等因素，同時(shí)又規(guī)定了熱氧老化項(xiàng)目：加熱后狀態(tài)，150℃放置30min，目測(cè)觀察是否出現(xiàn)裂紋、氣泡、麻點(diǎn)或分離現(xiàn)象，以考察型材的耐熱性能。二、試驗(yàn)時(shí)間如何確定？參照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)里已經(jīng)對(duì)老化試驗(yàn)的時(shí)間作出了規(guī)定，我們只需查找到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，按里面規(guī)定的時(shí)間執(zhí)行就行了。許多國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中都對(duì)此作出了規(guī)定。根據(jù)已知的相關(guān)性推算:研究表明：通過(guò)顏色和變黃指數(shù)變化來(lái)評(píng)價(jià)ABS的顏色穩(wěn)定性，人工加速老化與自然大氣暴露有較好的相關(guān)性，加速倍率約為7。如果想了解某一ABS材料戶外使用一年后的顏色變化，采用相同的試驗(yàn)條件，可以參考該加速倍率，確定加速老化時(shí)間365x24/7=1251h。就相關(guān)性間題大量的研究，得出了許許多多的換算關(guān)系式。然而，由于高分子材料的多樣性，加速老化試驗(yàn)設(shè)備及方法的不同，不同時(shí)間、地區(qū)氣候的差異性導(dǎo)致了換算關(guān)系的復(fù)雜化。因此，在選擇換算關(guān)系時(shí)，一定要注意得出該相關(guān)性的具體材料、老化設(shè)備、試驗(yàn)條件、性能評(píng)價(jià)指標(biāo)等因素。控制人工加速老化輻射總量與自然暴露輻射總量相當(dāng);對(duì)于某些既無(wú)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，又無(wú)處參考相關(guān)性的產(chǎn)品，可以考慮其實(shí)際使用環(huán)境的輻射強(qiáng)度，控制人工加速老化試驗(yàn)的輻射總量與自然暴露試驗(yàn)輻射總量相當(dāng)。三、性能評(píng)價(jià)指標(biāo)如何選擇？選擇性能評(píng)價(jià)指標(biāo)主要從材料本身特性及材料的用途兩方面來(lái)考慮。根據(jù)材料用途確定評(píng)價(jià)指標(biāo)：對(duì)于同樣的材料，根據(jù)其用途的不同，選擇的評(píng)價(jià)指標(biāo)可能也不同。例如，對(duì)于某些功能性涂料，如防腐涂料，一定程度的顏色、外觀變化是可以接受的，這時(shí)，選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，主要考慮其粉化程度、耐開(kāi)裂性等方面。同樣是涂料，如果是用于裝飾，就必須重點(diǎn)考慮其外觀的變化。在GB/T 1766-1995《色漆和清漆涂層老化的評(píng)級(jí)》中，詳細(xì)規(guī)定了光澤度、顏色變化、粉化、泛金等各種外觀變化的評(píng)級(jí)方法。同樣是PVC（聚氯乙烯），如果如果是用于雨落水管，對(duì)于外觀變化要求就不高，而材料的物理機(jī)械性能變化，如拉伸強(qiáng)度變化是主要考核指標(biāo)；而如果用于制作鞋面，就必須考慮其耐黃變性。根據(jù)材料本身特性確定評(píng)價(jià)指標(biāo)：就同一材料來(lái)說(shuō)，在老化過(guò)程中不同性能的下降是不等速的，某些性能可能對(duì)環(huán)境條件敏感，老化、性能下降得快，則是引起材料破壞的主要因素，在選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，應(yīng)該選擇這些敏感性能。例如：對(duì)于大部分工程塑料來(lái)說(shuō)，沖擊強(qiáng)度是自然老化試驗(yàn)檢測(cè)中變化大、下降明顯的。因此，在進(jìn)行工程塑料的老化測(cè)試時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮選擇沖擊強(qiáng)度下降作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，沖擊強(qiáng)度對(duì)聚丙烯的老化同樣相當(dāng)敏感，是考核老化性能的主要指標(biāo)；對(duì)于聚氯乙烯，拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度都下降得比較快，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，選擇其中一種來(lái)評(píng)價(jià)。比如在輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T2480-2000建筑用硬聚氯乙烯（PVC -U）雨落水管材及管件中，選擇老化后拉伸強(qiáng)度保留率≥80％作為合格判定指標(biāo)；但在國(guó)標(biāo)GB/T8814-2004 《門(mén)、窗用未增塑聚氯乙烯（PVC-U）型材》中，選擇老化后沖擊強(qiáng)度保留率≥60％作為合格判定指標(biāo)。對(duì)于聚乙烯材料來(lái)說(shuō)，斷裂伸長(zhǎng)率的下降為明顯，是優(yōu)先考慮的評(píng)價(jià)指標(biāo)。所以，人工加速老化試驗(yàn)因能快速評(píng)價(jià)材料老化性能、耐候性的需求而得到快速成長(zhǎng)，已經(jīng)從作為自然老化的重要補(bǔ)充到逐漸在許多行業(yè)替代自然老化試驗(yàn)作為產(chǎn)成品的檢驗(yàn)手段，如何選擇試驗(yàn)條件、光源、試驗(yàn)時(shí)間、性能評(píng)價(jià)指標(biāo)等是人工加速老化試驗(yàn)中經(jīng)常遇到和需要統(tǒng)一的問(wèn)題。
李先生