引起材料老化的三大因素

氣候和陽(yáng)光輻照是損害涂料、塑料、油墨及其他高分子材料的主要原因，這種損害包括失光、褪色、黃變、開(kāi)裂、脫皮、脆化、強度降低及分層。即使是室內的光及通過(guò)玻璃窗透射的太陽(yáng)光也都會(huì )使一些材料老化，比如引起顏料、染料等褪色或變色。

老化的三要素：光照、高溫和潮濕，這三個(gè)因素中的任何一個(gè)都會(huì )引起材料的老化損害，但它們往往同時(shí)發(fā)生作用，所造成的危害將大于其中任一因素的單獨作用。

（1）光照

不同材料對光的敏感性不同。對于經(jīng)久耐用的材料，如大多數涂料、塑料，紫外線(xiàn)的短波段是引起大部分聚合物老化的原因。然而，對于不是那么經(jīng)久耐用的材料，比如一些顏料和染料，紫外線(xiàn)的長(cháng)波段甚至可見(jiàn)光也會(huì )使其產(chǎn)生嚴重的老化。

（2）高溫

當溫度升高時(shí)，光的破壞作用也將隨之增大。盡管溫度不影響主要的光致反應，但卻影響次要的化學(xué)反應。實(shí)驗室老化測試必須提供的溫度控制，通常還通過(guò)升溫的方法來(lái)加速老化過(guò)程。

（3）潮濕

露水、雨水及高濕度是引起潮濕危害的主要原因。研究表明，放在室外的物品每天都將長(cháng)時(shí)間（平均每天8-12h處于潮濕狀態(tài)。研究發(fā)現，由潮氣形成的露水是室外潮濕的主要因素，露水造成的危害比雨水更大，因為它附著(zhù)在材料上的時(shí)間更長(cháng)，引起更為嚴重的潮濕吸收。當然，雨水對材料的危害也很大，雨水將引起熱沖擊。比如一輛在炎熱夏日里溫度升高的汽車(chē)突然因陣雨而急劇降溫，就會(huì )產(chǎn)生沖擊現象。雨水沖刷引起的機械侵蝕也會(huì )加速材料發(fā)生老化，如木材涂層因雨水沖洗去除了表面老化層，將未老化的里層暴露于太陽(yáng)光下，從而產(chǎn)生進(jìn)一步老化。

對許多制造商而言，產(chǎn)品的耐老化和耐光性是極其重要的。加速檢測老化和光穩定性的設備被廣泛用于研究開(kāi)發(fā)、質(zhì)量、控制和材料檢定，這些檢測設備提供快速并且可重復的測試結果。

測試抗老化和光穩定性的*方法經(jīng)常引起爭論。幾年來(lái)，各種各樣的方法都被應用過(guò)，現在大部分研究者使用自然曝露方法。自然曝露測試方法有很多優(yōu)點(diǎn)，實(shí)際、便宜、易于操作，然而大部分制造商不愿意等上幾年的時(shí)間來(lái)觀(guān)察一種新的改良的產(chǎn)品設計是否真的得到改進(jìn)。

氙燈老化試驗箱和紫外光老化試驗箱是應用較為廣泛的加速老化檢測設備，這兩種檢測設備的測試原理*不同。氙燈老化試驗箱模擬太陽(yáng)光的所有光譜，包括紫外線(xiàn)（UV）、可見(jiàn)光和紅外線(xiàn)（IR），氙燈光譜在295nm到800nm范圍內基本上與太陽(yáng)光的光譜相吻合。氙燈老化試驗箱被用來(lái)測試許多產(chǎn)品，這些產(chǎn)品對紫外線(xiàn)的長(cháng)波段、可見(jiàn)光及紅外線(xiàn)較敏感。

紫外光老化試驗箱不能模擬全光譜太陽(yáng)光。它的原理是，對于曝露在室外的經(jīng)久耐用的材料，紫外線(xiàn)的短波段300~400nm是引起老化損害的主要原因。從中可以看出，在紫外線(xiàn)的短波區域，即從365nm到太陽(yáng)光的zui低波段，QUV能很好地模擬太陽(yáng)光，然而，對于長(cháng)一點(diǎn)的波長(cháng)它將無(wú)能為力。

測試的*方法依賴(lài)于測試需要，每種方法都可能非常有效。應該根據被測產(chǎn)品或材料、zui終的應用條件、所考慮的降解模式和預算來(lái)選擇合適的檢測設備。