高分子材料的几种老化试验方法

高分子材料在其合成、贮存及其加工和最终应用的各个阶段都可能发生变质，即材料的性能变坏，例如泛黄、相对分子质量下降、制品表面龟裂、光泽丧失，更为严重的是导致冲击强度、挠曲强度、拉伸强度和伸长率等力学性能大幅度下降，从而影响高分子材料制品的正常使用。这种现象称为塑料的化学老化，简称老化。

最常见的致老化因素为热和紫外光，因为塑料从生产、贮存、加工到制品使用接触最多的环境便是热和阳光(紫外光)。研究由这两类环境造成的塑料老化对于实际操作者具有特别重要的意义。

一、碳弧灯光老化试验方法

碳弧灯是一种较古老的技术，碳弧仪器最初被德国合成染料化学家用来评估被染纺织品的耐光度。碳弧灯分为封闭式和开放式碳弧灯，无论哪种碳弧灯，其谱图与太阳光的谱图相差都比较大。由于该项目技术的历史较长，最初的人工模拟光老化技术都是采用该设备，因此在早些的标准中还能见到该方法，尤其是在日本的早期标准中常常采用碳弧灯技术作为人工光老化试验手段。

二、氙灯光老化试验方法

氙弧灯能模拟完整的全太阳光光谱，它包括了紫外光、可见光和红外光光谱。经过过滤的氙弧灯是测试颜料、染料和油墨等产品的光稳定性的最佳光源，这些产品对太阳光中的长波光和可见光很敏感。氙弧灯可以精确调节其光谱能量分布，可以模拟各种条件下的自然光，从大气层外的太阳光到透过玻璃窗的日光等。另外，通过改变氙灯的辐照强度、温度、湿度等参数，可以模拟不同产品的使用环境，如汽车内外等。目前使用氙灯进行人工加速老化试验已成为一种首选的、通用的光老化试验方法。

三、紫外荧光灯光老化试验方法

荧光紫外灯是波长为254nm的低压汞灯,由于加人磷共存物使转换成较长的波长,荧光紫外灯的能量分布取决于磷共存物产生的发射光谱和玻璃管的传扩。荧光紫外灯具有特定光谱段。目前有两种类型,即UVA(351、340)与UVB(313和F40)。

UVA-340型灯能很好地模拟太阳光中的短波长紫外光光谱范围，其光谱能量分布与从太阳光谱中360nm处分出的光谱图很相近，更接近于太阳光的光谱；UVA因与自然曝晒更接近作为首推。

UVB对材料的破坏速度更快。荧光紫外灯因自身内在的光谱稳定性使辐照度控制简单化。它的光谱能量分布不会随时间变化，这一特点提高了实验结果的重现性。使用紫外灯老化实验的主要优势在于它的冷凝过程能够模拟较为符合实际的室外潮湿环境对材料的破坏作用。

四、金属卤素光老化试验方法

金属卤素灯是一种气体放电灯，利用金属卤化物通电可以提供与直射和散射非常相似的光谱能量的分布。该方法具有高效性，通过对多个放射光源一定的放置方式，可以产生单一的照射光源效果。金属卤素灯的光谱分布与地球表面接收到的太阳光非常相似，但由于金属卤素灯规模比较大，主要适用于汽车整车及其零部件及电工电子产品等大型设备的人工光老化加速试验。