老化實(shí)驗室(shì)光(guāng)源(yuán)曝露試驗因(yīn)為可以在一個試驗箱中同時模擬大氣可見環(huán)境中的光、氧(yǎng)、熱和降雨(yǔ)等因素,是目前較為(wéi)常用的一種(zhǒng)人工加速(sù)老化試驗方法,在這些模擬因素中,又以光源zui為(wéi)重要。經(jīng)驗表明,陽光中引(yǐn)起高分子材料破環的(de)波長主要集中在紫外線及部分可見光。目前使用的人工光源都力圖使在此波長區間內的(de)能譜分布(bù)曲線(xiàn)與太(tài)陽光譜接近,模擬(nǐ)性和加速倍率是選擇人工(gōng)光源的主(zhǔ)要依據。經曆了約一個世紀的發展,實驗室光源已有封閉式碳弧燈、陽(yáng)光型碳弧燈(dēng)、熒光紫外(wài)燈(dēng)、氙(xiān)弧燈、高壓汞(gǒng)燈等各種光源供(gòng)選擇。標準化組織(ISO)中(zhōng)與高分子材料相關的各(gè)技術委員會主要(yào)推薦使用陽光型碳弧燈、熒光紫外燈、氙(xiān)弧燈三種光源。
2.1氙弧(hú)燈
目前認為,已知的(de)人工光源中氙弧燈的光譜能(néng)量分布與陽光中紫外、可見光部分zui相似。通過(guò)選擇合適的(de)濾光片,可以濾去大部分到達(dá)地麵(miàn)陽光中存在的短波輻射。氙燈在1000nm~1200nm近紅外區存在很強的輻射峰,會產生大量的熱。因此,須選擇合(hé)適的(de)冷卻裝(zhuāng)置帶走這部分能量(liàng)。目前,市(shì)麵上氙燈老化試驗裝置有兩種冷卻方式:水冷式和風冷式。一般來(lái)說,水冷式氙燈裝置冷卻效果要優於風冷式,同時結構也較為複雜,價格也比較昂貴。由於氙燈紫外線部分能量(liàng)較另兩種光(guāng)源增加較少,在加速倍(bèi)率方麵是zui低的。2.2熒光紫外燈
從理論上說,300nm~400nm的短波能量是引起老化的主要因(yīn)素。如果增(zēng)加這部分能量(liàng),就能達到快(kuài)速試驗(yàn)的效果。熒光紫外燈的光(guāng)譜(pǔ)分布主要集中(zhōng)在紫外光部分,因此,可(kě)以達到較高(gāo)的加速倍率。然而,熒光紫外燈(dēng)不僅使自然日光中的紫外線能量增加,同時還有在地球表麵測量時自然日(rì)光中沒有的輻射能量(liàng),而這部分能量會引起(qǐ)非自然的破(pò)壞。另外熒光光源(yuán)除了很窄的水銀光譜線外,沒有(yǒu)高於375nm的能量,這樣(yàng)對(duì)較長波長(zhǎng)的UV能(néng)量敏感的材料就可能不會出現曝曬在自然日光下那樣變化。由於這些固有缺陷會導致得出不可靠的結果。因此,熒光紫外(wài)燈的模擬性較差。但是,由於它的加速(sù)倍率高,通過選擇合適型號的燈管可實現對特定材料的(de)快速篩選。
2.3陽(yáng)光型碳弧(hú)燈
陽光型碳弧燈目前在我國應用得較少,但它在日本是廣泛使用的光源,大部(bù)分JIS標準都采用陽光型(xíng)碳弧燈。我國許多(duō)與日本合資的汽車企業(yè)仍推薦使用這種光源。陽光型碳弧燈光譜能量分布也較接(jiē)近(jìn)於太陽光,但在(zài)370nm-390nm紫外線集中(zhōng)加強,模擬性不及(jí)氙(xiān)燈,加速倍率介於氙燈及(jí)紫外燈之間