为什么产品要通过氙灯老化箱的测试呢？

世界上每年因老化而造成的产品损失达数亿美元,材料的老化包括褪色、失光、氧化、开裂、粉化和强度下降等现象。

目前评价材料的老化主要通过2种方法,户外曝晒和人工加速老化。其中人工加速老化主要有开放式碳弧灯、紫外光和氙弧灯。

1918年世界上出现了第1台水冷式氙灯老化试验箱,它使用1个碳弧灯作为光源,灯管垂直放置在仪器的中央,周围带有1个过滤系统和1个旋转样品架。测试样品面向光源安装,并像传送带一样围绕中心灯旋转。自第一次世界大战以来,这种试验箱也不断地改进,但其基本设计原理一直没有改变。最为常见的试验箱的灯管冷却系统采用水冷却,这种类型的水冷氙弧试验箱被称为“旋转鼓型"。 近年来出现了新型的静态样品安置的氙灯试验箱,在测试室的顶部安装了一个或多个气冷氙灯管。在这一系统中,过滤器是平板型的,且被置于灯管下部,同时在测试室的顶部和侧部装有反射系统以增强辐照度的均匀性。测试样品被安装在灯管下方的样品盘上。托盘略微倾斜小角度,以便使水流走,这种类型的试验箱被称为“平板型"。 无论哪种类型的试验箱,都带有控制光线强度(辐照度)、温度和相对湿度的控制系统氙灯试验箱广泛用来测试材料和产品的光稳定性和抗老化性,因为氙弧灯发出的光谱很接近完整的包括紫外线(UV)、可视光和红外线(IR)太阳光谱。为获得准确的,重复性好的测试结果,所有的光稳定性或老化性能测试必须控制光线的质量光强的改变会影响材料损坏的速度,而光谱能量分布的改变则会影响材料降解的速度和类型。 氙弧灯的发射情况是比较复杂的,因为它牵扯几个变量,包括过滤器传输、辐照度控制发光强度以及灯管老化等。辐照度控制系统对光强和光谱都有影响。  

用于氙灯老化测试的氙灯老化箱

曝露氙灯试验箱在测试过程中，由于氙弧和滤光系统的老化，辐照度可能会变化。这种变化尤其发生在对聚合物材料光化学影响最大的紫外光范围。因此不仅要计量曝露的时间，而且要测量400nm以下的波长范围或在规定波长例如340mn处的曝露辐射能，并将这些值作为涂层老化的参照值。

精确的模拟气候条件的各个方面对涂层的作用是不可能的。因此，在本标准中用人工气候老化的术语来区别自然气候老化。本标准中提到的模拟窗下班滤过的太阳辐射试验称为人工辐射曝露。 氙灯试验箱和紫外加速老化试验箱是应用最广泛的加速老化检测设备，这两种检测设备的测试原理完全不同。氙灯试验箱模拟太阳光的所有光谱，包括紫外线(UV)、可见光和红外线(IR)，氙灯光谱在290nm到800nm范围内基本上与太阳光的光谱相吻合。氙灯试验箱被用来测试许多产品，这些产品对紫外线的长波段、可见光及红外线较敏感。

紫外老化箱不能模拟全光谱太阳光。它的原理是，对于曝露在室外的经久耐用的材料，紫外线的短波段290~400nm是引起老化损害的最主要原因。从中可以看出，在紫外线的短波区域，即从365nm到太阳光的最低波段，紫外老化箱能很好地模拟太阳光，然而，对于长一点的波长它将无能为力。

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