高分子材料常见的老化试验

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01 老化主要表现

材料老化主要表现在变色、失光、强度下降、龟裂、剥落、粉化及氧化等。尽管大家都认同产品的耐候性和耐光性很重要，但对于在实验室，是采用紫外老化测试还是氙灯老化测试？却往往毫无头绪。

02 老化主要因素

①光照(特别是紫外线)

对于经久耐用的材料，如大多数涂料、塑料，短波紫外线是引起大部分聚合物老化的原因。然而，对于不是那么经久耐用的材料，长波紫外线甚至可见光也会对其造成严重的危害。

②高温

当温度升高时，光的破坏作用也将随之增大，尽管温度不影响主要的光致化学反应，但却影响后继的化学反应。实验室老化测试必须提供精确的温度控制，通常还通过升温的方法来加速老化。

③潮湿

露水造成的危害比雨水更大，因为它附着在材料上的时间更长，形成更为严重的潮湿吸收。然而也不能忽视的是温度骤降造成的热冲击。比如当一辆汽车在一个炎热夏日温度升高却突然因阵雨而急剧散热，这种情况下雨水会产生应力侵蚀。

这三个因素中的任一个都会引起材料老化，而且它们往往同时发生，所造成的危害都大于任一因素单独作用所造成的。因此在实验室，有些材料在光照或者潮湿条件的单独作用下的耐久性好，但在两者的协同作用下，往往会失效。

03 人工加速老化试验

①热老化性能试验

在常压和规定温度的热空气作用下，使材料经过一定时间后测定其某项或某几项性能指标。根据相同或不同温度条件下各周期性能指标变化的情况，判断材料的热稳定性，推算贮存期和使用期。

适用产品范围：电气绝缘材料的耐热性试验，电子零配件，塑化产品及橡胶制品。

②温湿老化试验

在大气环境下，温度（热）和湿度（水分）都会导致高分子材料的老化。湿热老化试验通过模拟温度和湿度环境对高分子材料进行加速老化，以评估材料在应用过程中的耐温度和湿度的老化性能。

适用产品范围：塑料、橡胶等高分子材料。

③臭氧老化试验

臭氧在大气中的含量很少却是橡胶龟裂的主要因素，特别是对含双键的橡胶材料，有极强的破坏能力。

适用产品范围：非金属材料、橡胶制品，以及TPU、EPDM等新型弹性体。

④氙弧灯老化试验

利用惰性气体氙在超高电压下原子被激发电离放电产生弧光来模拟自然条件下劣化的再现性试验。氙弧灯与太阳光放射照度有较好的一致性，更接近太阳光，其中紫外线占11%，可视光占89%，并且可以模拟黑夜及淋雨现象。

适用产品范围：塑胶、涂料、橡胶、油漆、电子等

⑤紫外灯老化试验

紫外荧光灯可模拟关键的短波紫外线，并能完整真实地重现太阳光、雨水和露水造成的损害。损伤类型主要有褪色、光泽消失、粉化、龟裂、开裂、模糊、起泡、脆化、强度减小和氧化。

适用产品范围：塑胶、涂料、橡胶、油漆等。

⑥碳弧灯老化试验

碳弧灯分为两种，一种是封闭式碳弧灯，一种是日光碳弧灯，这两种都是应用于早期的设备，前者用于纺织品耐光测试，后者最初用于涂层的耐光试验。

由于碳弧灯的光谱分布与太阳光相差较大，特别是封闭式碳弧灯，既无日光中的短波紫外辐射，在使用过程中要求每48h至72h换一次碳棒，使用成本较高，在我国应用较少，在日本广泛使用，目前我国与日本合资的汽车企业依然推荐使用这种光源。

适用产品范围：纺织品，纤维材料，塑料，人造革，硫化橡胶等。

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