紫外線老化試驗箱是一種精密的實驗室設(shè)備，用于模擬紫外線對材料老化的影響，以下是對該設(shè)備的描述：

1.箱體材質(zhì)與設(shè)計

• 外殼結(jié)構(gòu)：箱體外部采用A3鋼板，經(jīng)過噴塑處理，增強耐腐蝕性和美觀性。

• 內(nèi)膽材質(zhì)：內(nèi)部采用SUS不銹鋼板，確保長期穩(wěn)定性和易清潔特性。

• 箱蓋設(shè)計：箱蓋為A3鋼板噴塑處理，單向推拉式開啟，便于操作且密封性好。

2.紫外光源與加熱系統(tǒng)

• UV燈管配置：工作室頂部均勻分布4支UV系列紫外燈管，確保光源均勻覆蓋樣品。

• 加熱技術(shù)：采用鈦合金高速加熱元件，實現(xiàn)快速升溫和溫度均勻分布。

3.控制系統(tǒng)特性：

• 輻射度控制：確保輻射度不超過50W/m2，模擬自然環(huán)境中的紫外線強度。

• 固定式探頭：輻射計探頭固定安裝，避免反復(fù)裝卸，提高測試效率。

• 光照與冷凝控制：獨立控制光照和冷凝過程，可實現(xiàn)交替循環(huán)，滿足不同測試需求。

• 高精度測量：使用專用紫外線輻照計，實現(xiàn)高精度的輻射量顯示和測量。

• 時間控制：光照和冷凝的控制時間可長達(dá)一千小時，適應(yīng)長期測試需求。

• 紫外光加速耐候試驗箱滿足的國際和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)如下：

• 通用標(biāo)準(zhǔn)：

• ISO 4892-1：塑料-實驗室光源暴露方法-第1部分：概述。

• ASTM G-151：非金屬材料暴露于使用實驗室光源的加速測試設(shè)備中的測試方法標(biāo)準(zhǔn)。

• ASTM G-154：非金屬材料暴露于熒光設(shè)備的紫外線中的測試方法標(biāo)準(zhǔn)。

• BS 2782:第5部分 540B方法（實驗室光源的暴露方法）。

• SAE J2020：用熒光紫外/冷凝設(shè)備對汽車外飾件進(jìn)行加速暴露測試。

• JIS D 0205：汽車配件的老化測試方法（日本）。

• 涂料標(biāo)準(zhǔn)：

• ISO 11507：色漆和清漆-涂層暴露于人工老化環(huán)境-暴露在熒光紫外線和凝露環(huán)境中。

• ASTM D-3794：卷材涂料測試標(biāo)準(zhǔn)。

• ASTM D-4587：油漆的光照/凝露環(huán)境暴露的標(biāo)準(zhǔn)實施規(guī)范。

• 紡織品標(biāo)準(zhǔn)：

• AATCC 測試方法186：“抗老化：紫外光和潮濕暴露"。

• GB/T 31899-2015：《紡織品 耐候性試驗 紫外光曝曬》。

• GB/T18830-2009：紡織品 防紫外線性能的評定。

• 印刷油墨標(biāo)準(zhǔn)：

• ASTM F1945：測定暴露于室內(nèi)熒光照明下的噴墨打印品的耐光色牢度測試。

• 粘合劑和密封膠：

• ASTM C1501：建筑物密封材料顏色穩(wěn)定性的實驗室加速老化測試方法。

• 塑料標(biāo)準(zhǔn)：

• ISO 4892：塑料-實驗室光源暴露法-第3部分：熒光紫外燈。

• ASTM D-4329：塑料的光照/凝露環(huán)境暴露的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

• 屋面材料標(biāo)準(zhǔn)：

• ASTM D-4799：瀝青屋面材料的加速老化測試方法。

這些標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了紫外線老化試驗箱在不同應(yīng)用領(lǐng)域中的測試要求，確保了測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。通過遵循這些標(biāo)準(zhǔn)，可以對各種材料在紫外線照射下的耐老化性能進(jìn)行有效的評估。

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紫外光加速耐候試驗箱的測試周期可以根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)和材料特性有所不同，但以下是一些參考數(shù)據(jù)：

1. 加速老化與自然老化的對比：根據(jù)Micom Laboratories的實踐指南，加速老化測試與自然暴露之間的對比顯示，平均加速因子約為21.5，這意味著2000小時的加速老化模擬大約相當(dāng)于5年的自然暴露。

2. 不同材料的測試周期：對于某些材料，如聚苯乙烯（Polystyrene），在蒙特利爾地區(qū)從2014年5月至2015年5月的研究發(fā)現(xiàn)，2000小時的加速老化相當(dāng)于自然暴露5年。

3. 標(biāo)準(zhǔn)測試周期：ASTM G154標(biāo)準(zhǔn)提供了幾種建議的測試條件，其中包括不同類型的熒光紫外燈和不同的曝光時間和周期。例如，某些循環(huán)可能包括在60°C±3°C的紫外線照射8小時和在50°C±3°C的冷凝4小時。

4. 實際應(yīng)用中的測試周期：在實際應(yīng)用中，測試周期可能會根據(jù)材料的預(yù)期使用壽命和使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)整。例如，一些材料可能需要持續(xù)1200小時以上的測試。

紫外線老化試驗箱的測試條件通常包括以下幾個方面：

1. 光源：根據(jù)ASTM G154標(biāo)準(zhǔn)，紫外線老化試驗箱使用的光源為熒光紫外燈，包括UVA-340和UVB-313類型，以模擬不同環(huán)境下的紫外輻射。

2. 輻射強度：輻射強度通常以W/m2為單位，根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)和測試需求，輻射強度有所差異。

3. 溫度控制：光照階段的測試溫度通常在50℃~85℃之間，冷凝階段的溫度在40~60℃

4. 濕度控制：在冷凝階段，相對濕度控制在95~100%RH，以模擬夜晚樣品表面結(jié)霧的現(xiàn)象。

5. 噴淋階段：模擬下雨過程，向樣品表面噴水，使用的水應(yīng)具有低電導(dǎo)率（低于5μS/cm），固含量低于1ppm，以避免在樣品表面留下痕跡或沉積物。

6. 樣品架：樣品架應(yīng)由耐腐蝕材料構(gòu)成，如鋁合金或不銹鋼，避免對試驗結(jié)果產(chǎn)生影響。

7. 光暗周期：試驗箱可以設(shè)計為提供光和暗周期，以模擬自然環(huán)境中的日夜變化。

8. 測試時間：根據(jù)具體的測試需求和材料特性，確定測試的時間長度，可以是連續(xù)的光照和冷凝周期，也可以是特定的小時數(shù)。

9. 試樣標(biāo)記：試樣應(yīng)標(biāo)記以便于識別，且標(biāo)記不應(yīng)影響測試結(jié)果。

10. 性能評估：根據(jù)ASTM G151，選擇在暴露期間顯著變化的材料屬性，以提供不同材料系列之間的耐候性能區(qū)分。

除了紫外線，影響材料老化的因素還包括：

1. 溫度：

• 溫度對高分子材料的老化影響主要體現(xiàn)在分子鏈的運動上。溫度升高，高分子材料分子鏈運動加劇，超過分子鏈的離解能時，會引起材料的熱降解或交聯(lián)，導(dǎo)致性能下降。

2. 氧氣：

• 氧氣是導(dǎo)致高分子材料老化的重要因素之一。高分子材料中的弱鍵易受氧原子攻擊，形成過氧自由基或過氧化物，導(dǎo)致高分子主鏈斷裂，分子量下降。

3. 水分：

• 水分對高分子材料的影響包括溶脹和溶解作用，改變分子間作用力，破壞材料的聚集狀態(tài)，尤其是非交聯(lián)的非晶聚合物，濕度的影響極其明顯。

4. 化學(xué)介質(zhì)：

• 化學(xué)介質(zhì)滲透到高分子材料內(nèi)部后，會引起共價鍵和次價鍵的作用，導(dǎo)致高分子鏈的斷鏈、交聯(lián)、加成等不可逆的化學(xué)過程。

5. 生物因素：

• 微生物、昆蟲和海洋生物等生物因素也會引起高分子材料的老化，尤其是在戶外使用時。

6. 光老化：

• 聚合物受光照射后，光能與化學(xué)鍵離解能相對大小及高分子化學(xué)結(jié)構(gòu)對光波的敏感性決定了是否引起分子鏈的斷裂。

7. 臭氧：

• 臭氧作為強氧化劑，可以與高分子材料發(fā)生反應(yīng)，破壞材料內(nèi)部的長鍵和交鏈，引起老化。

8. 機械應(yīng)力：

• 機械力作用也會引起高分子材料的老化，尤其是在動態(tài)負(fù)載下。

9. 高能輻射：

• 高能輻射如X射線、γ射線等會引起高分子材料的降解和交聯(lián)。

10. 電作用：

• 電場作用下，高分子材料可能會發(fā)生電解、電離等反應(yīng)，導(dǎo)致材料性能變化。

這些因素共同作用，導(dǎo)致高分子材料在使用過程中性能逐漸下降，最終發(fā)生老化。準(zhǔn)確地評價老化狀態(tài)、預(yù)測使用壽命，是高分子老化研究的重要任務(wù)。