光老化实验试验基础培训课件

1、实验室光老化实验基础主讲：颜景莲1内容概要老化基本因素试验室老化技术碳弧灯老化试验不得不进行测试(规定要求) 65%与竞争对手的材料进行比较 15% R&D 10%保修要求/其它 10%为什么测试？为什么测试？为什么测试？根据材料性能分级 将新材料与“已知”材料进行比较 找出可能的失效机理 评估表面处理或其它处理方法 确定相关性 预测产品使用寿命1. 老化基本因素光：质量/数量水：数量/相态温度：数量/循环 UV 紫外线295-400nm6.8%Visible 可见光400-800nm55.4%IR 红外线800-2450nm37.8%以上数据引自CIE出版物85表41.1 光能Solar R

2、egion日 光 范 围UVAUVBUVCVisibleIRAIRBIRC200280315400800 1400 30001,000,000日光组成波长越短, 光子能量越高。短波可能具备足够的能量打断化学键。UV 6.8%VIS 55.4%NIR 37.8%波长(nm) 相对光能250300350400450500550600700800650750E = h = h c/E = Energy 光能h = Plancks Constant 普朗克常数 = Frequency 频率c = Velocity 光速 = Wavelength 波长日光辐射水平面漫射漫射直射日光辐射 (总辐射)1.2

3、 水/湿度相态：气态/液态/固态物理作用： 水合/脱水过程(气态/液态) 结冰/解冻循环（固态/液态） 侵蚀(液态) 热冲击(液态) 冲击(固态)化学作用溶剂(气态/液态)试剂/水解介质(气态/液态)pH 调节剂(气态/液态)水/湿度直接影响热化作用反应速度膨胀/收缩系数协同作用试样温度最高温度蒸发/挥发1.3 热/温度模拟并加速光：质量/昼夜循环水：湿度/降雨/冷凝温度2. 试验室老化技术理想特性重复性重现性独立控制各应力2.1 实验室老化基准日光谱基准日光谱基准日光谱聚合物敏感波长2.2 实验室模拟日光碳弧灯紫外光氙弧灯其它光源碳弧灯封闭式/紫外型碳弧灯开放式/阳光型碳弧灯碳弧灯与日光光谱

4、结论 不能精确模拟自然日光； 可作为筛选工具； 在一些汽车标准中仍然使用。碳弧灯荧光灯光源: UVB-313 UVB-FS40 UVA-340 UVA-351紫外光紫外灯与日光光谱紫外光源结论 不能精确模拟自然日光，仅包括紫外部分； 可作为材料筛选工具； 相关性较差；氙弧灯氙弧灯氙弧燃烧器氙弧灯组合氙弧灯波长纳米 (W/m2/nm)辐照度 日光红外吸收涂层/ 钠钙玻璃氙弧灯与日光光谱氙弧灯结论精确模拟自然日光独立控制应力因素良好的重复性与重现性要兼顾相关性与加速性，采取折衷的办法；试验越快，越有可能不相关；10或更高的加速因子都是由材料/环境决定的；没有通用的相关因子； 相关因子由经验获得。相

5、关性降低相关性的因素短波曝晒高强度曝晒连续光照曝晒不真实的试样温度不同颜色材料之间的不真实/不存在的温差不真实/不存在的温度循环不真实/不存在水分分布相关性3. 碳弧灯老化试验ASTM D750 - 06 橡胶材料的碳弧灯老化试验装置ASTM D822 - 01(2006) 涂层的开放式碳弧灯试验方法JIS A 1415-1999 聚合物建筑材料暴露于试验室光源的方法JIS D0205-1987 汽车零部件耐候性试验方法AATCC 16-2004. 色牢度 试验方法参数设备要求弧灯形状开放式（Sunshine）炭棒极上端/下端铜覆盖的阳光碳弧放电电压（V）50（2%）放电电流（A）60（2%）

6、样品转旋架距离（mm）476-482直径（mm）960旋转速度大约 1rpm/min样品表面的光强度（W/m2）255（10%）(300-700nm)78（10%）(300-400nm)玻璃滤镜透光率 205nm1%；302nm 68；375700nm 90%运行条件黑板温度计温度控制（）833633 (或者833)新鲜水喷淋条件压力（kPa）没有喷淋规范78-127流速（ml/min）2100100喷淋时间60min光照中的12min喷淋运行周期持续光照持续光照，2000hJIS D0205-1987准备：标识样品，初始测量，平板形，尺寸：70150mm 。安装：样品安装在夹具上，应当不承受任何应力。暴露：试验前应确定试验箱能够按照并维持规定条件运行。调整：每20小时调整一次样品位置。移出：在规定的时间之后，应当移出样品，并尽快按照进行评价测量。维护：定时更换和清洗氙弧灯、更换和清洗滤管。测试步骤表面状况应当对样品的暴露面进行外观缺陷的检查（如裂纹、粉化、