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紫外老化試驗(yàn)

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發(fā)布時(shí)間：2025-04-17 15:32:42 更新時(shí)間：2025-04-16 15:33:38

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

紫外老化試驗(yàn)：檢測(cè)項(xiàng)目與關(guān)鍵應(yīng)用

摘要紫外老化試驗(yàn)是一種模擬材料在戶外長(zhǎng)期暴露于紫外線（UV）輻射下的加速老化測(cè)試方法，廣泛應(yīng)用于評(píng)估材料的耐候性、抗老化性能及使用壽命。本文重點(diǎn)解析紫外老化試驗(yàn)的核心檢測(cè)項(xiàng)目，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，探討其在不同行業(yè)中的關(guān)鍵作用。

一、紫外老化試驗(yàn)概述

紫外老化試驗(yàn)通過人工光源（如紫外熒光燈、氙燈等）模擬太陽(yáng)光中的紫外波段，結(jié)合溫度、濕度等環(huán)境因素，加速材料老化過程。其目的是在短時(shí)間內(nèi)預(yù)測(cè)材料在真實(shí)環(huán)境中的性能退化規(guī)律，為產(chǎn)品研發(fā)、質(zhì)量控制及標(biāo)準(zhǔn)制定提供科學(xué)依據(jù)。

二、核心檢測(cè)項(xiàng)目

紫外老化試驗(yàn)的檢測(cè)項(xiàng)目根據(jù)材料類型和應(yīng)用場(chǎng)景的不同有所差異，但以下為通用性較強(qiáng)的核心檢測(cè)指標(biāo)：

1. 外觀變化

顏色變化（色差ΔE） 通過色差儀測(cè)量樣品在老化前后的顏色差異，評(píng)估褪色、黃變等現(xiàn)象。ΔE值越大，表明顏色穩(wěn)定性越差。
表面光澤度 使用光澤度儀檢測(cè)材料表面光澤度的損失，常見于塑料、涂料和涂層材料。
表面裂紋、粉化或起泡 目視或顯微鏡觀察材料表面是否出現(xiàn)開裂、粉化（表面粉末狀脫落）或起泡等缺陷。

2. 力學(xué)性能

拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率 測(cè)試材料老化前后的拉伸強(qiáng)度變化，評(píng)估其韌性損失程度（如塑料、橡膠）。
沖擊強(qiáng)度 針對(duì)硬質(zhì)材料（如工程塑料）的抗沖擊性能測(cè)試。
硬度變化 通過邵氏硬度計(jì)或洛氏硬度計(jì)檢測(cè)材料表面硬度的變化。

3. 化學(xué)性能

分子結(jié)構(gòu)分析 利用紅外光譜（FTIR）檢測(cè)材料化學(xué)鍵的變化（如羰基生成），揭示氧化降解程度。
耐化學(xué)腐蝕性 評(píng)估老化后材料對(duì)酸、堿、溶劑等化學(xué)試劑的耐受性。

4. 功能性指標(biāo)

電氣絕緣性能 針對(duì)電線電纜、電子元件，測(cè)試?yán)匣蠼^緣電阻、介電強(qiáng)度等參數(shù)。
防水/防紫外線性能 例如紡織品經(jīng)老化后UPF（紫外線防護(hù)系數(shù)）的下降情況。

5. 特殊行業(yè)要求

汽車行業(yè)：涂層附著力、耐劃傷性、耐鹽霧性（復(fù)合測(cè)試）。
建筑材料：抗紫外線老化后的抗壓強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性。
光伏組件：UV老化后光電轉(zhuǎn)換效率的衰減率。

三、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與條件

檢測(cè)項(xiàng)目需依據(jù)國(guó)際/國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，例如：

ASTM G154（非金屬材料UV老化測(cè)試）
ISO 4892（塑料實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)）
GB/T 16422.3（中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）

典型試驗(yàn)條件：

紫外波段：UVA-340（模擬295-365nm太陽(yáng)光譜）或UVB-313（更嚴(yán)苛的短波紫外線）。
循環(huán)模式：光照（60℃±3℃）+冷凝（50℃±3℃），周期通常為48-2000小時(shí)。

四、應(yīng)用領(lǐng)域

高分子材料：塑料、橡膠、涂料、膠黏劑的耐候性評(píng)估。
汽車工業(yè)：外飾件（保險(xiǎn)杠、車燈）、內(nèi)飾材料的抗老化測(cè)試。
建筑材料：防水卷材、門窗密封膠、外墻涂料的壽命預(yù)測(cè)。
紡織品：戶外服裝、遮陽(yáng)篷布的色牢度與強(qiáng)度測(cè)試。
電子電器：外殼材料的光穩(wěn)定性及絕緣性能驗(yàn)證。

五、結(jié)果分析與注意事項(xiàng)

數(shù)據(jù)解讀：對(duì)比老化前后檢測(cè)指標(biāo)的衰減率，判斷材料是否滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如汽車行業(yè)要求ΔE<2.0）。
常見誤區(qū)：避免單一依賴紫外老化試驗(yàn)，需結(jié)合濕熱、鹽霧等復(fù)合老化測(cè)試模擬真實(shí)環(huán)境。
樣品制備：確保樣品厚度、形狀與實(shí)際應(yīng)用一致，避免邊緣效應(yīng)干擾。

六、結(jié)論

紫外老化試驗(yàn)通過精準(zhǔn)的檢測(cè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)，能夠系統(tǒng)性評(píng)估材料在紫外線作用下的性能退化規(guī)律，為產(chǎn)品改進(jìn)和質(zhì)量控制提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。隨著新材料研發(fā)的加速，該測(cè)試在新能源、航空航天等新興領(lǐng)域的應(yīng)用將進(jìn)一步擴(kuò)展。

關(guān)鍵詞：紫外老化試驗(yàn)、耐候性測(cè)試、色差ΔE、力學(xué)性能、ASTM G154