氙燈老化試驗(yàn)是模擬材料或產(chǎn)品在現(xiàn)實(shí)使用條件中涉及到的太陽(yáng)光、雨水、露水等氣候因素對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生老化的情況進(jìn)行相應(yīng)條件加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，是一種人工加速耐候試驗(yàn)。材料或產(chǎn)品在戶外使用長(zhǎng)期受太陽(yáng)光照、水分侵蝕等環(huán)境氣候條件影響，想要了解其在戶外能夠使用的壽命就要模擬戶外氣候條件進(jìn)行氙燈老化實(shí)驗(yàn)，當(dāng)然實(shí)驗(yàn)的強(qiáng)度要比實(shí)際戶外的強(qiáng)度要大很多，從而縮短測(cè)試時(shí)間，可以通過(guò)短時(shí)間的測(cè)試了解產(chǎn)品使用多少年后的老化情況。氙燈老化試驗(yàn)不僅是科研生產(chǎn)過(guò)程中篩選配方、優(yōu)化產(chǎn)品組成的重要手段，也是行業(yè)內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)的一項(xiàng)重要的內(nèi)容，油漆涂料，塑料，紡織品、鋁塑板，汽車安全玻璃等產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)均要求做耐候試驗(yàn)。
高分子材料的戶外暴曬老化
太陽(yáng)輻射的電磁波在通過(guò)空間和臭氧層時(shí)，290nm以下和3000nm以上的射線幾乎都被濾除，實(shí)際到達(dá)地面的為290nm-3000nm的電磁波，其中波長(zhǎng)范圍為400-800nm（約占40%）的是可見光，波長(zhǎng)約為800-3000nm（約占55%）的是紅外線，而波長(zhǎng)約為290-400nm（僅占5%）的是紫外線。
我們都知道，高分子材料及其制品長(zhǎng)期暴露于戶外環(huán)境下，太陽(yáng)光中290nm-400nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的紫外光，由于其能量高，且在氧的參與下，極易引發(fā)高分子材料發(fā)生自由基鏈?zhǔn)焦庋趵匣磻?yīng)；太陽(yáng)光的熱量及氧氣的作用會(huì)造成高分子材料的熱氧老化；戶外環(huán)境中雨水、露水等也易導(dǎo)致聚合物發(fā)生吸水膨脹、水解等老化行為。由于這些原因，高分子材料及制品極易出現(xiàn)如變色、發(fā)脆、變硬、發(fā)粘、表面龜裂以及物理力學(xué)性能變差等現(xiàn)象，致使其提前失去原有功能和使用價(jià)值。氙燈老化試驗(yàn)?zāi)M光氧老化的光源選擇
用于模擬高分子材料及其制品光氧老化的試驗(yàn)室光源主要有碳弧燈、金屬鹵素?zé)?、熒光紫外燈、氙燈等。下圖比較了太陽(yáng)光及這幾種試驗(yàn)室光源的光譜，可見氙燈可以更貼切的模擬太陽(yáng)光，是目前模擬性最好的一種人工光源，這也是氙燈老化試驗(yàn)之所以成為高分子材料耐候性評(píng)價(jià)最常用測(cè)試評(píng)價(jià)方法的原因。
氙燈老化檢測(cè)設(shè)備-氙燈老化試驗(yàn)箱
氙燈老化試驗(yàn)需要用到的測(cè)試評(píng)價(jià)設(shè)備是氙燈老化試驗(yàn)箱，是老化試驗(yàn)設(shè)備中的一種。氙燈老化試驗(yàn)箱采用氙燈為光源，通過(guò)模擬自然陽(yáng)光中的太陽(yáng)光輻射、雨水、露水等氣候因素，對(duì)材料進(jìn)行加速耐候性試驗(yàn)，以獲得材料耐候性的結(jié)果。通過(guò)重現(xiàn)這些條件，合并成一個(gè)循環(huán)，并讓它自動(dòng)執(zhí)行完成循環(huán)次數(shù)。它是對(duì)長(zhǎng)期放置在戶外的產(chǎn)品材料進(jìn)行模擬，看產(chǎn)品是否有退色、變色、亮度下降、粉化、龜裂、變模糊、脆化、強(qiáng)度下降及氧化等現(xiàn)象，它還可以同時(shí)再現(xiàn)雨水與露水所帶來(lái)的破壞性。用數(shù)天或數(shù)周的時(shí)間即可重現(xiàn)戶外數(shù)月乃至數(shù)年出現(xiàn)的危害，氙燈老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以幫助選擇新材料，改良現(xiàn)有材料，以及評(píng)價(jià)配方的變化是如何影響產(chǎn)品的耐久性的。
氙燈老化試驗(yàn)箱X65和X45技術(shù)參數(shù)
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型號(hào) |
X65 |
X45 |
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控制方式 |
試驗(yàn)因素自動(dòng)控制 |
試驗(yàn)因素自動(dòng)控制 |
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光源 |
6.5kW長(zhǎng)弧水冷氙燈 |
4.5kW長(zhǎng)弧水冷氙燈 |
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燈管壽命 |
≧1200h |
≧1200h |
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內(nèi)外過(guò)濾罩 |
可更換內(nèi)外過(guò)濾罩 |
可更換內(nèi)外過(guò)濾罩 |
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輻照度范圍 |
0.3W/m2～1.33 W//m2（340mn） |
0.3W//m2～1.33 W//m2（340mn） |
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輻照度的監(jiān)控波長(zhǎng) |
340nm、420nm或300nm～400nm |
340nm、420nm或300nm～400nm |
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濕度范圍 |
光照：10%～75%
黑暗：最高達(dá)到100% |
光照：10%～75%
黑暗：最高達(dá)到100% |
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測(cè)試室溫度范圍 |
38℃～85℃ |
38℃～85℃ |
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樣品架溫度 |
黑板：40℃～110℃
黑標(biāo)：40℃～120℃ |
黑板：40℃～110℃
黑標(biāo)：40℃～120℃ |
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樣品淋雨 |
√ |
√ |
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樣品架淋雨 |
√ |
√ |
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樣品架類型 |
旋轉(zhuǎn)鼓型 |
旋轉(zhuǎn)單層 |
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標(biāo)準(zhǔn)樣品架 |
65個(gè)（145mm×70mm） |
20個(gè) |
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總曝曬面積 |
6500cm2 |
2188 cm2 |
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箱體外觀 |
噴涂（可選不銹鋼） |
噴涂（可選不銹鋼） |
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外形尺寸 |
寬：120cm；深：105cm；高：205cm |
寬：95cm；深：84cm；高：183cm |
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安裝面積 |
不小于200cm×300cm |
不小于120cm×250cm |
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重量 |
700kg |
400kg |
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電源 |
三相四線，380V，50Hz，52A，良好接地 |
三相四線，380V，50Hz，38A，良好接地 |
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水源 |
實(shí)驗(yàn)室二級(jí)用水；
水壓：0.15MPa～0.3MPa；
淋雨用水量：2L/（分·噴嘴）@0.3MPa |
實(shí)驗(yàn)室二級(jí)用水；
水壓：0.15MPa～0.3MPa；
淋雨用水量：2L/（分·噴嘴）@0.3MPa |
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二級(jí)冷卻 |
自來(lái)水；
水壓：0.15Mpa～0.3Mpa |
自來(lái)水；
水壓：0.15Mpa～0.3Mpa |
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記錄儀 |
可選 |
可選 |
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氙燈二級(jí)冷卻裝置 |
可選 |
可選 |
氙燈老化檢測(cè)所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)
在實(shí)際應(yīng)用中，需要進(jìn)行氙燈老化測(cè)試的高分子材料和產(chǎn)品主要有：塑料、涂料、粘合劑、紡織品等合成纖維等，檢測(cè)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 16422.2、AATCC TM16-2003、AATCCTM169 、ASTM C1442、ASTMD4101 、Ford FLTM B0-116-01 、GME 60292 、GMW 3414、 ISO 105-B02、JASO M 346、MIL STD 810 F、VDA 621-429等等，且不同國(guó)家或行業(yè)對(duì)氙燈老化測(cè)試都制定了相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
因此，在進(jìn)行氙燈老化檢測(cè)時(shí)，主要是根據(jù)客戶要求的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行測(cè)試評(píng)價(jià)。
