材料老化是指材料在加工、储存、使用过程中,受到自然界内外因素综合作用的影响,引发材料化学结构发生变化,导致原有的物性发生改变,往往会产生不好的结果,这种现象我们通称为“老化”。
材料的这种化学变化过程十分复杂,是内外因素综合作用的结果,是一个渐变的过程,往往短时间内看不出效果。所以为了能快速的判断评价一种材料的老化好坏,实验室往往会根据材料的不同应用环境及要求,模拟出类似的加速试验环境,设计出针对性的试验方法及判定标准。
| 老化类型 | 说明 | |
| 1 | 热空气暴露老化 | 评估材料耐热氧老化 |
| 2 | 自然大气老化 | 将材料暴露在大气环境中评估材料耐老化情况 |
| 3 | 实验室加速老化 | 近似评估材料在自然光环境下的耐候性能 |
| 4 | 盐雾腐蚀 | 模拟酸碱腐蚀环境,评估材料耐大气腐蚀性能 |
| 5 | 其他老化测试 | 抗菌试验、耐疲劳测试、温度交替循环试验 |
本文主题“氙灯加速老化试验”是属于实验室光源曝露加速老化的一种。一般实验室研发人员会根据实际的目的,而选用不同的试验方法或试验组合。比如不同的材料之间或不同配方的快速评估。会选择UVA340光源的紫外老化试验箱进行试验;比如户外耐候性材料之间的快速对比,会选择UVB313光源的紫外老化试验箱进行试验;比如评估一种材料适不适合户外使用,一般会选氙灯老化试验箱。
市场上常见的氙灯老化试验设备有转鼓式的和平板式的两种,一般来说转鼓式的空间较大,辐照会胶均匀;平板式的空间较小。但不管哪种,都必须包含下面这些过程控制因素才能满足试验进行。
| 序号 | 试验方法 | 说明 | |||
| 1 | 紫外灯 | UVA340 | 不同配方对比 | 较快、模拟程度较差,一般用于材料对比分析 | |
| UVA351 | 模拟透过玻璃窗的UV光,用于一般室内产品 | ||||
| UVB313 | 适用于户外材料 | ||||
| 2 | 氙灯老化试验箱 | 日光过滤片 | 适用户外产品 | 最接近地面光照环境 | |
| 窗玻璃过滤片 | 适用室内产品 | ||||
| 紫外延展过滤片 | 快速对比评估 | ||||
| 3 | 碳弧氙灯老化 | 模拟程度差 | 一般作对比分析 | ||
| 4 | 金属卤素灯老化 | 模拟程度高 | 一般用户材料耐候性评估 | ||
目前来说,氙灯是一种比较好的光源,通过更换虑光器,其可以较好的模拟户外自然太阳光和透过窗玻璃的太阳光等其检测结果能够很好的模拟产品实际的耐候性,根据户外自然条件的不同,一般1000h试验时间大概近似模拟1-2年户外效果,但氙灯成本较高(10000-20000元),寿命较短(1000-2000h),运行时间较长(户外材料评估一般至少5000h),试验运行成本较高(约10元/h),因此一般企业难以承受,基本都委托专业第三方检测。