人工气候加速老化(荧光紫外-冷凝)检测
人工气候加速老化(荧光紫外-冷凝)检测是一种广泛用于评估材料(尤其是高分子材料、涂料、塑料、橡胶、纺织品及汽车零部件等)在户外环境中耐候性能的关键测试方法。它通过在实验室中强化并加速模拟自然环境中破坏性最强的因素——太阳光中的紫外辐射(UV)及伴随的潮湿(露水、冷凝)环境,在相对短的时间内预测材料在长期真实暴露后可能出现的性能劣化现象,如褪色、失光、粉化、开裂、起泡、剥落、强度下降等。该检测的核心价值在于为产品的研发、配方优化、质量控制及使用寿命预测提供科学依据,帮助企业提升产品质量、降低户外失效风险并满足相关行业标准和法规要求。
检测项目
人工气候加速老化(荧光紫外-冷凝)检测主要评估材料在模拟的严酷光照和潮湿循环条件下,以下关键性能的变化:
- 外观变化: 颜色变化(色差ΔE、黄变指数ΔYI)、光泽度变化、表面失光、粉化、开裂、起泡、剥落、斑点等可视缺陷的产生与程度。
- 物理机械性能变化: 拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度、弯曲强度、硬度、粘附力(涂层)等力学性能的保持率或下降程度。
- 化学结构变化: 通过红外光谱(FTIR)等分析手段检测聚合物分子链的降解(如羰基指数增加)、交联或其他化学变化。
- 功能性变化: 对于特定材料(如密封件、薄膜),评估其密封性能、阻隔性能、电绝缘性能等的衰减情况。
检测仪器
执行荧光紫外-冷凝加速老化试验的核心设备是荧光紫外老化试验箱(QUV Accelerated Weathering Tester),其主要构成和特点如下:
- 光源系统: 采用特殊配方的荧光紫外线灯管(如UVA-340或UVB-313)。UVA-340灯管在295nm至365nm的紫外光谱段能极好地模拟太阳光的短波紫外部分(峰值在340nm),特别适用于户外耐久性测试。UVB-313灯管则发射更强的短波紫外(峰值在313nm),加速性更强但也可能引入非自然降解模式。
- 冷凝系统: 通过加热试验箱底部的水盘产生水蒸气,并在温度较低的试样表面(通常背面通空气冷却)模拟自然露水凝结现象。冷凝过程通常在黑暗阶段进行。
- 辐照度控制系统: 先进的设备配备有闭环辐照度自动控制系统,通过感光器监测UV光强度,并自动调节灯管功率以维持设定的辐照度水平(如0.89 W/m² @ 340nm),确保测试条件的稳定性和重现性。
- 温度控制系统: 独立控制光照阶段的试验箱空气温度和冷凝(黑暗)阶段的试样表面温度。
- 循环系统: 可编程控制器精确设定UV光照、冷凝(或喷淋)以及温度的循环周期。
检测方法
检测的核心是设计并执行模拟老化条件的循环程序。一个典型的荧光紫外-冷凝循环(例如依据ASTM G154 Cycle 4)包括:
- 紫外光照阶段: 在设定的温度(通常60°C ±3°C)下,试样暴露于荧光UV灯管发出的紫外光下。此阶段模拟白天的光照破坏。
- 冷凝阶段: 关闭紫外灯,启动冷凝系统。试样表面温度降低(通常50°C ±3°C),水蒸气在其表面凝结形成水膜。此阶段模拟夜晚的潮湿(露水)侵蚀。黑暗条件有助于更纯粹地研究湿度影响。
- 循环设置: 光照和冷凝阶段交替进行。常见的标准循环如:4小时UV光照 + 4小时冷凝,或8小时UV光照 + 4小时冷凝。总测试时间根据材料和预期寿命要求而定,通常从几百小时到几千小时不等。
在整个测试过程中或定期中断测试,按照预定计划取出试样,按照相关标准评估指定的检测项目(外观、性能等)的变化。
检测标准
人工气候加速老化(荧光紫外-冷凝)检测严格遵循国际、国家或行业标准,确保测试结果的可靠性和可比性。常用的核心标准包括:
- ASTM G154: 《非金属材料荧光紫外灯曝光设备操作的标准规程》 - 这是全球应用最广泛的荧光紫外老化测试基础标准,详细规定了灯管类型、辐照度控制、温度设定、循环条件(如Cycle 1, 4, 6等)和测试报告要求。
- ISO 4892-3: 《塑料 实验室光源暴露方法 第3部分:荧光紫外灯》 - 国际标准化组织制定的等效标准,与ASTM G154在原理和主要参数上非常接近,在全球范围内被广泛认可。
- GB/T 16422.3: 《塑料 实验室光源暴露试验方法 第3部分:荧光紫外灯》 - 中国国家标准,等效采用ISO 4892-3。
- 行业特定标准: 许多行业(如汽车、涂料、建筑)会在上述基础标准之上,制定针对特定产品或材料的详细老化测试规范,纳入其材料规格或测试方法标准中(如SAE J2020, AATCC TM186, BS EN ISO 11507等)。
选择具体的测试标准、循环条件、辐照度水平、测试时长等,需根据被测材料的类型、预期应用环境以及特定行业或客户的要求来确定。严格遵循标准是保证测试结果科学性和有效性的前提。
CMA认证
检验检测机构资质认定证书
证书编号:241520345370
有效期至:2030年4月15日
CNAS认可
实验室认可证书
证书编号:CNAS L22006
有效期至:2030年12月1日
ISO认证
质量管理体系认证证书
证书编号:ISO9001-2024001
有效期至:2027年12月31日