塑料老化试验中的氙灯光老化试验箱

氙灯光老化试验箱是用于测试暴露于直射阳光、透过窗户玻璃的阳光或室内照明的材料的终极研发和质量控制工具。

材料的老化一直是人们关注的问题，在日常生活中，高分子材料的老化是家常便饭。

高分子材料的老化，包括塑料、橡胶、纤维和油漆等，主要是指材料受热、光、氧气、机械应力、臭氧、有害金属离子和加工、储存或使用过程中的辐射，导致材料内部发生物理或化学变化并降低其性能。

一般来说，老化是材料性能由好变坏的过程。

由于材料品种不同，使用条件不同，因此材料老化的老化特性也不尽相同。

高分子材料的老化现象总结为以下几个方面：

①外观变化，如材料变色、硬化、软化、开裂等；

② 物理化学性质的变化，如热导率、摩尔质量、溶解度等；

③机械性能的变化，如硬度、抗拉强度、冲击强度等；

④电性能的变化，如介电常数、介电损耗、击穿电压等。

实验室光加速老化试验是塑料常用的老化试验方法。

适用于室内外经常暴露在阳光下或透过窗玻璃的阳光下长时间使用的塑料。

氙灯光老化试验箱全面考虑了光、氧、热、湿度和降雨对塑料外观和性能的影响。

氙弧灯的光谱能量分布与日光最相似，因此广泛用于塑料的老化。

氙灯试验箱光谱图

对于形状复杂且难以制作标准试样的产品，主要重点通常是检查试样的外观（粉化、变色、色差等）。

因此，样品应尽可能从相同的部分切取，其中一个样品作为原始对比样品，其他样品用于氙灯老化测试。

放置试样时，产品的外露面应在实际使用条件下朝向氙灯光源。片材、薄膜、板材等产品可按照拉伸和撕裂试样的相关标准进行切割，测定老化前后力学性能的变化，评价产品的耐光老化性能。多个不同样品同时进行老化测试时，应在样品背光侧标出不应剔除的样品，以区分不同样品。

根据拉伸强度测试方法 ISO 13939-1:1999，在经纬方向测试氙灯老化后旅行帐篷用涤棉织物的拉伸强度变化。

氙弧灯老化条件符合 ISO 4892-2:2006

在340nm 处的辐照度为0.50W/m²，黑色标准温度为 65°C，氙灯试验箱温度为 38°C，相对湿度为 50%。采用日光型滤光片，喷雾周期为干燥102min/喷雾18min，光照时间为360h。

使用氙灯光老化试验箱试验结果见表1

氙灯光老化试验箱适用于通过窗玻璃暴露在日光下的室内塑料。氙灯光源必须经过过滤，以降低320nm 以下的光谱辐照度，以模拟通过窗玻璃过滤的日光（见 GB/T 19466.2-1999 中的表2）。除了承担减振、隔热、吸音等功能外，汽车内饰件在长期使用过程中外观的变化也会影响汽车的美观和形象。氙弧灯老化试验，模拟日光透过车窗玻璃，用于观察内饰件外观变化，可为内饰件选材提供试验依据。

氙弧灯老化试验采用仪表板出风口在以下试验条件下进行。340nm辐照度0.50W/m²，黑标温度63°C，相对湿度50%，窗玻璃式滤光片，无喷涂连续光照，光照时间400h。使用氙灯光老化试验箱，按GB/T 250比较老化前后的试件，老化后的试件有轻微变色。变色等级为4-5级（变色等级：1级样品完全变色；5级样品完全不变）。

将耐候PP材料模压成标准试样，按照相关ASTM标准进行拉伸强度、断裂伸长率、缺口冲击强度和老化前后色差的测试，并对其外观进行变色分级。

氙灯光老化试验箱测试塑料材料条件设置如下：

340nm辐照度0.50W/m²，黑标温度65℃，相对湿度65%，持续光照，喷水周期18h/102min（喷水时间/不喷水时间），测试时间2000h。

测试结果如表2所示。

氙灯光老化试验箱中材料的老化是模拟阳光直射或透过窗户玻璃暴露在阳光下的常用测试方法，为塑料材料的研究、开发、使用、供需提供可靠的测试数据。