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知识科普 | 什么是耐候老化测试和光老化测试?

发布于:2024-12-20
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所谓老化,指的是材料暴露在自然环境中,发生降解的过程。一般受到阳光、热量(包括温度循环)和水(主要是潮湿、露水和雨水)这三种因素的影响。

在老化领域,常常会提到“光稳定性”和“耐候性”,指的就是材料受到阳光和热量这两种因素的影响。“光稳定性”不涉及任何形态的水,通常用于评估室内材料或者纺织品的耐用性。

材料在自然环境中,可能发生不同类型的材料降解,如泛黄、破裂、裂纹、颜色变化和褪色、分层和粘附力损失、扭曲、脆化、起泡和抗拉强度损失等等。

材料耐候老化测试和光老化测试

影响耐候老化测试和光老化测试的影响因素

光、热和水这三种因素是影响材料降解老化的主要因素,下面将一一介绍这三种因素是如何影响材料老化的。

首先是光。这里的光指的是全光谱太阳光。在老化过程中,全光谱阳光里的紫外光(UV)起着至关重要的作用。尽管紫外光在太阳总能量中仅占约 7%,但它却是聚合物降解的主要原因。产品在户外的受光特性受到诸多因素的影响,如季节、时段、纬度、云量以及海拔等。此外,由于窗户玻璃的厚度和色调不同,可以过滤短波紫外线,使得室内光比户外光更加柔和;同时,材料的光灵敏度也是至关重要的,只有当材料能够吸收入射光,且光具有足够的能量使化学键断裂时,材料才会发生降解。

其次是热。热包括了温度循环,不管是高温,还是热循环,都会加快户外产品的老化。由阳光照射引起的光化学反应,通常不是单一步骤的反应,例如,在特定情况下,当温度每上升10℃,溶液里的某些化学反应速度变会翻倍;如户外的热循环可以在短短几分钟内,让材料表面温度从75℃急剧下降到25℃,导致物理压力产生。

最后是水。水影响材料降解的方式是多样的。从化学反应方面来看,水不但能够加快溶液中的反应进程,而且会使得氧气运输量增多;从物理反应方面来看,水也会产生诸多影响,像是侵蚀、吸收、冻融应力、热冲击等。

水的形态是多样的,有露水(即冷凝)、潮湿以及雨水。在这些形式里,露水是户外潮湿的最主要来源。在某些地区,户外材料每天处于潮湿环境的时长可能会超过 12 小时,所以针对这类材料老化测试,需要着重考虑水的影响因素。

光、热与水三要素共同引发了老化现象。材料的耐光性取决于其本身的耐光性与耐热性特质。那么,怎样才能延长产品在户外环境中的使用寿命呢?老化测试可以帮到你!