很多用戶的產(chǎn)品有光老化測(cè)試需求，在選擇用何種光老化設(shè)備的時(shí)候有很多疑問(wèn)？這里我們就兩種常見(jiàn)的光老化設(shè)備來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，希望對(duì)大家的選擇有幫助。下面我們來(lái)講下氙燈老化試驗(yàn)箱和紫外光老化試驗(yàn)箱的比較：

氣候和陽(yáng)光輻照是損害涂料、塑料、油墨及其他高分子材料的主要原因，這種損害包括失光、褪色、黃變、開(kāi)裂、脫皮、脆化、強(qiáng)度降低及分層。即使是室內(nèi)的光及通過(guò)玻璃窗透射的太陽(yáng)光也都會(huì)使一些材料老化，比如引起顏料、染料等褪色或變色。   

    氙弧燈試驗(yàn)箱和QUV紫外加速老化試驗(yàn)箱是應(yīng)用廣泛的加速老化檢測(cè)設(shè)備，這兩種檢測(cè)設(shè)備的測(cè)試原理不同。氙燈試驗(yàn)箱模擬太陽(yáng)光的所有光譜，包括紫外線（UV）、可見(jiàn)光和紅外線（IR），氙燈光譜在295 nm到800 nm范圍內(nèi)基本上與太陽(yáng)光的光譜相吻合。被用來(lái)測(cè)試許多產(chǎn)品，這些產(chǎn)品對(duì)紫外線的長(zhǎng)波段、可見(jiàn)光及紅外線較敏感。

   紫外燈不能模擬全光譜太陽(yáng)光。它的原理是，對(duì)于曝露在室外的經(jīng)久耐用的材料，紫外線的短波段300~400 nm是引起老化損害的最主要原因。

    1 老化的3要素

    光照、高溫和潮濕，這3個(gè)因素中的任何一個(gè)都會(huì)引起材料的老化損害，但它們往往同時(shí)發(fā)生作用，所造成的危害將大于其中任一因素的單獨(dú)作用。

    1.1光照

    不同材料對(duì)光的敏感性不同。對(duì)于經(jīng)久耐用的材料，如大多數(shù)涂料、塑料，紫外線的短波段是引起大部分聚合物老化的原因。然而，對(duì)于不是那么經(jīng)久耐用的材料，比如一些顏料和染料，紫外線的長(zhǎng)波段甚至可見(jiàn)光也會(huì)使其產(chǎn)生嚴(yán)重的老化。

    1.2高溫

    當(dāng)溫度升高時(shí)，光的破壞作用也將隨之增大。盡管溫度不影響主要的光致反應(yīng)，但卻影響次要的化學(xué)反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室老化測(cè)試必須提供精確的溫度控制，通常還通過(guò)升溫的方法來(lái)加速老化過(guò)程。

    1.3潮濕

    露水、雨水及高濕度是引起潮濕危害的主要原因。研究表明，放在室外的物品每天都將長(zhǎng)時(shí)間（平均每天8-12 h處于潮濕狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)，由潮氣形成的露水是室外潮濕的主要因素，露水造成的危害比雨水更大，因?yàn)樗街诓牧仙系臅r(shí)間更長(zhǎng)，引起更為嚴(yán)重的潮濕吸收。當(dāng)然，雨水對(duì)材料的危害也很大，雨水將引起熱沖擊。比如一輛在炎熱夏日里溫度升高的汽車突然因陣雨而急劇降溫，就會(huì)產(chǎn)生沖擊現(xiàn)象。雨水沖刷引起的機(jī)械侵蝕也會(huì)加速材料發(fā)生老化，如木材涂層因雨水沖洗去除了表面老化層，將未老化的里層暴露于太陽(yáng)光下，從而產(chǎn)生進(jìn)一步老化。

對(duì)于室內(nèi)材料，濕氣的主要作用往往是機(jī)械應(yīng)力，它因材料試圖與周圍保持潮濕平衡而引起，材料所經(jīng)受的濕氣越大，需要克服的應(yīng)力也越大。濕氣環(huán)境還是室外材料發(fā)生老化的一個(gè)重要因素，在室外，周圍相對(duì)濕度（RH）將影響一種潮濕材料的干燥速度。

  紫外與氙燈以各自不同的方式來(lái)模擬光照、高溫和潮濕。

2 紫外老化試驗(yàn)設(shè)備

    2.1陽(yáng)光模擬

     紫外光老化試驗(yàn)箱利用熒光紫外線燈模擬太陽(yáng)光來(lái)對(duì)一耐久性材料造成損害。紫外燈在電學(xué)原理上與普通照明用的燈很相似，但它主要發(fā)射紫外光而非可見(jiàn)光或紅外線。

    不同的應(yīng)用條件需要的不同光譜，進(jìn)而需要一不同類型的燈管。UVA-340燈管對(duì)太陽(yáng)光的紫外短波段模擬效果好，其光譜能量分布（SPD）在太陽(yáng)光的截止點(diǎn)到大約360 nm范圍內(nèi)與太陽(yáng)光譜吻合得非常好

2.2輻照度控制

 為了獲得精確且可重復(fù)的測(cè)試結(jié)果，控制輻照度（光強(qiáng)）很有必要。大多數(shù)型號(hào)的紫外光老化試驗(yàn)箱都裝備有日光眼光強(qiáng)控制器，這種精確的光控系統(tǒng)為使用者選擇輻照度提供了方便。利用日光眼的反饋循環(huán)系統(tǒng)，可以連續(xù)、自動(dòng)地控制且精確地保持輻照度，日光眼靠調(diào)整燈的功率來(lái)自動(dòng)補(bǔ)償因燈管老化和其他因素造成的光強(qiáng)變化。在僅僅幾天或幾周內(nèi)紫外能模擬在室外幾個(gè)月甚至幾年所造成的損害。

在紫外內(nèi)部，因熒光紫外線燈固有的光譜穩(wěn)定性，發(fā)光控制系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單。隨著燈管的老化，所有光源的輸出都會(huì)發(fā)生衰減，然而，不像大多數(shù)其它類型的燈管，紫外燈的光譜不會(huì)隨時(shí)間變化，這也提高了測(cè)試結(jié)果的重復(fù)性，也是使用紫外進(jìn)行測(cè)試的一個(gè)主要的優(yōu)點(diǎn)。

    2.3潮濕模擬

  測(cè)試樣品實(shí)際上形成測(cè)試室的側(cè)壁，樣品的另一面暴露在室內(nèi)周圍的空氣中。室內(nèi)相對(duì)較冷的空氣使得測(cè)試樣品的表面比測(cè)試室內(nèi)熱蒸汽的溫度低好幾度，這一溫度差產(chǎn)生冷凝循環(huán)現(xiàn)象，在樣品表面液態(tài)形式的水慢慢地凝結(jié)。所形成的冷凝物是非常穩(wěn)定、純度很高的蒸餾水，這種高純的蒸餾水增加了測(cè)試結(jié)果的可重復(fù)性，也簡(jiǎn)化了安裝和操作。

因?yàn)椴牧显谑彝饨?jīng)受潮濕侵蝕的時(shí)間很長(zhǎng)，所以紫外要達(dá)到相同的效果，它的冷凝循環(huán)過(guò)程至少需要4h。另外，冷凝過(guò)程是在一較高溫度（一般為50℃）下進(jìn)行的，這大大加速了潮濕侵蝕。用紫外的長(zhǎng)時(shí)間的熱凝結(jié)循環(huán)過(guò)程來(lái)模擬戶外的潮濕侵蝕比其他一些方法，如濺水、浸水或高濕度都更有效。除了標(biāo)準(zhǔn)的冷凝功能QUV還可用水噴淋來(lái)模擬雨水影響，比如熱沖擊或機(jī)械侵蝕。使用者可操作QUV來(lái)產(chǎn)生潮濕循環(huán)并伴隨紫外線，這一模擬與自然老化非常相似。

 3 氙燈老化試驗(yàn)箱

    3.1太陽(yáng)光模擬

氙弧燈試驗(yàn)箱可模擬太陽(yáng)光的所有光譜，可產(chǎn)生紫外線、可見(jiàn)光和紅外線。氙弧光燈光譜有兩個(gè)影響因素：濾光系統(tǒng)和光源穩(wěn)定性。

    氙弧光燈產(chǎn)生的光譜必須經(jīng)過(guò)過(guò)濾來(lái)減少不需要的光譜成分，使用不同類型的玻璃濾光器可得到不同的光譜。濾光器的使用取決于被測(cè)材料和材料的最終使用條件，不同過(guò)濾器過(guò)濾的光譜中紫外線短波段的量不同，這將在很大程度上影響老化的速度和類型。經(jīng)常使用的濾光器有3種類型：日光、窗玻璃、紫外延伸過(guò)濾器。圖6~圖8展示了這些濾光器產(chǎn)生的光譜，同時(shí)也展示了295-400 nm之間紫外線短波段的一些光譜的放大圖。

    日光過(guò)濾器通常被用來(lái)模擬戶外暴露。被設(shè)計(jì)用來(lái)測(cè)試室內(nèi)光穩(wěn)定性，這種過(guò)濾器產(chǎn)生的一種光譜與透過(guò)玻璃的太陽(yáng)光光譜非常相似。

    某些測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)要求一種光譜包含短波紫外線，比太陽(yáng)短波截止點(diǎn)（295 nm）還短的波長(zhǎng),Q/B過(guò)濾器提供這種光譜。盡管這種過(guò)濾器提供不切實(shí)際的紫外線短波段，但它們往往提供更快的測(cè)試結(jié)果。

    3.2輻照度控制

    氙弧燈試驗(yàn)箱一般裝備有輻照度控制系統(tǒng)。

在氙弧燈測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)，輻照度控制非常重要，因?yàn)殡舯旧淼墓庾V穩(wěn)定性不如熒光紫外燈的好。

    因燈管老化而產(chǎn)生光譜漂移是氙弧燈固有的特性，然而，有些方法可用來(lái)補(bǔ)償這一變化。例如，為了減小燈老化的影響，可以定期更換燈管。同時(shí)，控制340 nm或420 nm處的照度，那么在一個(gè)特定區(qū)域，光譜的變化量將減到最小。盡管因燈管老化會(huì)引起光譜漂移，氙弧燈在抗老化和光穩(wěn)定性測(cè)試中已被證明是一種切合實(shí)際的光源。

    3.3潮濕模擬

    大多數(shù)氛弧光燈檢測(cè)設(shè)備通過(guò)水噴淋或濕度控制系統(tǒng)來(lái)模擬潮濕的影響。水噴淋的局限性是，當(dāng)溫度較低的水噴淋到溫度較高的被測(cè)樣品上，樣品的溫度也將隨之降低，這就可能減慢了老化的速度，然而，水噴淋可以很好地模擬熱沖擊和機(jī)械侵蝕。在測(cè)試系統(tǒng)中，為了防止水對(duì)樣品的污染，使用高純度的水是非常必要的。

4 實(shí)際需要考慮的事項(xiàng)

當(dāng)然，一種測(cè)試裝置不管如何有效，如果購(gòu)買價(jià)格和運(yùn)行成本太高的話，那它也沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。這就是為什么購(gòu)買價(jià)格、運(yùn)行成本、維護(hù)費(fèi)用是一些不容忽視的重要因素的原因，在考慮一種檢測(cè)設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)時(shí)也應(yīng)考慮到這些因素的影響。

    4.1購(gòu)買價(jià)格

    一般地，紫外比氙燈便宜，具體情況取決于您所購(gòu)買的產(chǎn)品類型和型號(hào)。

    由圖10可見(jiàn)，使用1000 h后，氙弧光燈的光譜輸出發(fā)生變化，但是控制器在控制點(diǎn)維持光譜穩(wěn)定性方面做得非常好。

    4.2測(cè)試室大小

    當(dāng)評(píng)估一個(gè)試驗(yàn)箱的價(jià)格時(shí)，應(yīng)該考慮到它的容積。氙燈比紫外的測(cè)試容積要大。

    4.3三維測(cè)試樣品

     氙燈可測(cè)試樣品的類型比較靈活，除了可測(cè)試平面試樣外，還可測(cè)試三維部件、試管及玻璃皿。紫外可安裝相對(duì)較薄的平板或樣品。

    4．易于使用和維護(hù)

    氙燈和紫外的使用和維護(hù)都很方便，這兩種試驗(yàn)設(shè)備可以全自動(dòng)一天24 h連續(xù)工作，一周7d連續(xù)工作，定時(shí)器可使測(cè)試在任何特定的時(shí)間停止。自動(dòng)校正系統(tǒng)和輻照度校正儀來(lái)進(jìn)行校準(zhǔn)也很簡(jiǎn)單，當(dāng)儀器光強(qiáng)穩(wěn)定時(shí)按卞按鈕，校準(zhǔn)即完成，在此過(guò)程中，測(cè)試樣品和光源均處于待工作狀態(tài)。

    5 技術(shù)總結(jié)

    到底選擇哪種測(cè)試?yán)匣肮夥€(wěn)定性的設(shè)備（尤其是初次選擇時(shí)），可參照試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，或者聯(lián)系專業(yè)的技術(shù)人員，會(huì)給您正確的推薦。