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抗紫外线拉伸强度保持率检测

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发布时间：2025-06-02 02:47:21 更新时间：2025-06-01 02:47:21

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

抗紫外线拉伸强度保持率检测

抗紫外线拉伸强度保持率是评价高分子材料、纺织面料、涂层、塑料、橡胶、复合材料及各类防护制品在长期紫外线辐射环境下，其关键力学性能——拉伸强度保持能力的重要指标。该检测项目直接反映了材料抵抗光老化和环境应力共同作用的能力，对于评估产品在户外应用（如建筑材料、汽车部件、户外装备、包装材料、农用薄膜等）的使用寿命和可靠性至关重要。通过模拟加速老化过程，该测试能高效预测材料在实际日照条件下拉伸强度的衰减程度，为产品研发、质量控制、材料选型及寿命评估提供科学依据。

检测项目

核心检测项目即为“抗紫外线拉伸强度保持率”。具体操作包含以下关键步骤：

初始拉伸强度测定： 测试未经紫外线老化的原始样品的拉伸强度。
紫外线加速老化试验： 将平行样品置于可控的紫外线老化环境中暴露规定的时间或辐射剂量。
老化后拉伸强度测定： 测试经过紫外线老化后的样品的拉伸强度。
保持率计算： 计算老化后拉伸强度相对于原始拉伸强度的百分比。
计算公式：拉伸强度保持率 (%) = (老化后拉伸强度 / 原始拉伸强度) × 100%

主要检测仪器

执行抗紫外线拉伸强度保持率检测需依赖两类核心设备：

紫外线老化试验箱：
- 类型： 通常使用荧光紫外灯（如UVA-340灯管模拟太阳光紫外短波段，UVB-313灯管用于更严酷的测试）或氙弧灯老化试验箱（提供更全面的太阳光谱模拟）。
- 核心功能： 提供可控的紫外线辐照度、温度（箱体温度、黑板/黑标温度）、湿度及喷淋/凝露循环，以模拟和加速自然光老化过程。
- 关键参数控制： 精确控制辐照度（通常以W/m² @ 340nm或W/m² @ 420nm测量）、循环周期（光照/暗周期、喷淋时间）、温度设定点。
电子万能材料试验机：
- 功能： 用于测定样品在拉伸状态下的力学性能，主要是拉伸强度（单位面积所能承受的最大拉伸力）和断裂伸长率。
- 要求： 需配备合适的载荷传感器和夹具（如气动平口夹具、楔形夹具等），确保夹持可靠，避免打滑或夹伤。设备应具有高精度力和位移测量能力。
- 测试标准： 拉伸测试本身需遵循相关材料或产品的拉伸性能测试标准（如ASTM D638, ISO 527 对于塑料；ASTM D5034, ISO 13934-1 对于纺织品）。

此外，还需辅助设备如：样品制备工具（裁刀、冲片机）、厚度测量仪（千分尺）、辐照度校准仪、温湿度记录仪等。

检测方法

标准化的检测流程通常包括以下步骤：

样品制备： 按相关标准（如拉伸测试标准和老化测试标准）要求裁剪足够数量、尺寸和形状（通常是哑铃型或条状）的试样。记录初始厚度或标识。
初始性能测试： 测定一组未经老化的试样的拉伸强度（和断裂伸长率），作为基准值。
紫外线老化： 将另一组平行试样放入紫外线老化试验箱中。
- 根据适用的标准（如ASTM G154, ISO 4892-3 对于荧光紫外；ASTM G155, ISO 4892-2 对于氙灯）或客户要求，设定老化条件：灯管类型、辐照度水平、箱温、黑板/黑标温度、相对湿度、喷淋/凝露周期、总暴露时间或辐照量。
- 确保样品在老化过程中不受异常应力，并周期性旋转样品位置以减少箱内差异。
老化后状态调节： 老化结束后，将试样取出，在标准实验室环境（如23±2°C, 50±10% RH）中调节规定时间（通常24小时），让试样状态稳定。
老化后性能测试： 测定老化后试样的拉伸强度（和断裂伸长率）。
数据计算与分析：
- 计算每个老化后试样的拉伸强度保持率。
- 计算整个老化组的平均拉伸强度保持率。
- 对比初始性能数据，分析变化趋势。通常还会同时报告断裂伸长率的保持率或变化。
出具报告： 详细记录测试条件、仪器型号、执行标准、原始数据、计算结果（保持率）、观察到的任何外观变化（如变色、粉化、开裂等）。

相关检测标准

抗紫外线拉伸强度保持率检测通常依据或参考一系列国际、国家或行业标准，选择取决于材料类型、应用领域和客户要求。常见标准包括：

老化方法标准：
- 荧光紫外灯 (QUV)：
  - ASTM G154: Standard Practice for Operating Fluorescent Ultraviolet (UV) Lamp Apparatus for Exposure of Nonmetallic Materials
  - ISO 4892-3: Plastics — Methods of exposure to laboratory light sources — Part 3: Fluorescent UV lamps
  - 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（中国国标）
- 氙弧灯 (Xenon Arc)：
  - ASTM G155: Standard Practice for Operating Xenon Arc Lamp Apparatus for Exposure of Materials
  - ISO 4892-2: Plastics — Methods of exposure to laboratory light sources — Part 2: Xenon-arc lamps
  - GB/T 16422.2: 塑料实验室光源暴露试验方法第2部分：氙弧灯（中国国标）
  - AATCC TM16: Colorfastness to Light (Textiles, 含氙灯选项)
  - SAE J2527: Performance Based Standard for Accelerated Exposure of Automotive Exterior Materials Using a Controlled Irradiance Xenon-Arc Apparatus (汽车行业常用)
拉伸性能测试标准（与材料相关）：
- 塑料/硬质材料： ASTM D638, ISO 527-1, -2
- 薄膜/薄片： ASTM D882, ISO 527-3
- 橡胶/弹性体： ASTM D412, ISO 37
- 纺织品： ASTM D5034 (抓样法), ASTM D5035 (条样法), ISO 13934-1 (条样法), ISO 13934-2 (抓样法)
- 涂层： ASTM D2370 (涂层织物), ISO 1421 (涂层织物)
特定产品或材料标准： 许多最终产品标准（如建筑用膜材、土工布、汽车内饰材料标准）中会规定具体的抗紫外线老化要求和测试方法，可能直接引用上述基础标准或定制老化参数。