塑料曝露于不同類型熒光燈下的老化試驗方法

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塑料曝露于不同類型熒光燈下的老化試驗方法

1 范圍
本標準規定了塑料暴露于不同類型熒光紫外燈氣候箱的試驗方法。通則在GB/T 16422.1中給出。
2 引用標準
下列標準所包含的條文，通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時，所示版本均為有效。所有標準都會被修訂，使用本標準的各方應探討使用下列標準新版本的可能性。
GB/T 9344-88 塑料氙燈光源曝露試驗方法（neq ISO 4892-2:1994）
GB/T 15596-1995 塑料曝露于玻璃下日光或自然氣候或人工光源后顏色和性能變化的測定
（cqv ISO 4582:1980）
GB/T 16422.1-1996 塑料實驗室光源曝露試驗方法*部分：通則（eqv ISO 4892-1:1994）
3 定義
本標準采用下列定義
3.1 熒光紫外燈：發射400nm以下紫外光的能量至少占總輸出光能80﹪的熒光燈。
3.2Ⅰ型熒光紫外燈：300nm以下的光能低于總輸出光能2﹪的一種熒光紫外燈。通常稱為UV-A燈。
3.3Ⅱ型熒光紫外燈：發射300nm以下的光能大于總輸出光能10﹪的一種熒光紫外燈。通常稱為UV-B燈。
3.4 冷凝暴露：試樣表面經規定的輻照時間后轉入模擬夜間的無輻照狀態，此時試樣表面仍受暴露室內熱空氣和水蒸氣的飽和混合物加熱作用，而試樣背面繼續受到周圍空間的空氣冷卻，形成試樣表面凝露狀態。
4 總則
4.1 在控制環境條件的熒光紫外燈氣候箱中進行試樣的暴露試驗。有幾種不同型號的燈（見3.1～3.3）。推薦采用UV-A燈或UV-A組合燈，如采用不同光譜組合燈時，應保證試樣表面所受的光譜輻照均勻，即應使試樣圍繞燈列連續移位。
4.2 熒光紫外燈使用一種低壓汞弧激發熒光物質而發射出紫外光，它能在較窄的波長區間產生連續光譜，通常只有一個波峰。其光譜分布是由熒光物質的發射光譜和玻璃的紫外透過性決定的。這種燈一般是使試樣在某一局限光譜范圍內的紫外光輻照下進行試驗用的。
4.3 試驗程序可以包括輻照強度和試樣表面輻照量的測定。
國家技術監督局1997-09-09批準 1998-02-01實施
4.4 建議采用一種已知性能的類似材料作為參數，和受試材料同時暴露。
4.5 在不同型號的設備上所作的試驗結果不能作比較，除非受試材料在不同設備中的重現性已被確定。
5 設備
5.1 光源
5.1.1Ⅰ型燈是適用的，但Ⅰ型燈有多種不同的輻射光譜分布可供選擇，通常可區分為UV-A340、UV-A351、UV-A355和UV-A365，名稱數字表示發射峰的特征波長（納米）。其中UV-A340更能模擬日光的300～340nm光譜分布，采用不同光譜的燈組合時，還有使試樣表面輻照均勻的規定，例如使試樣繞燈列連續移位。
5.1.2Ⅱ型燈發射光譜分布具有接近313nm汞線的峰值，在日光截止波長300nm以下有大量的輻射，可引起材料在戶外不發生的老化。這種燈可在雙方同意下采用，但協商的意見應在試驗報告中詳述。
5.1.3 多數熒光燈在使用過程中輸出光能會逐漸衰減，應要按設備廠家關于使用方法要求的說明保持所需要的輻射。
5.2 暴露室
5.2.1 暴露室可有不同的形式，但應以惰性材料構成，并能提供符合5.1.3的均勻輻射以及控制溫度的裝置，需要時應能使試樣表面凝露或提供噴水，或者能提供工作室內控制濕度的方法。
5.2.2 試樣的安裝應使暴露面處于*的輻照范圍內，正對試樣端部160㎜范圍和燈管排列面邊上50㎜范圍的試樣架四周邊緣區不作有效輻射區范圍，要使樣品能有均勻的輻照和溫度，可規定燈管換位和試樣重排的方法。
5.3 輻射計
不強制要求使用輻射計監測輻照強度和試樣采用輻照輻照計，如采用某一種輻射計，則應符合本系列標準GB/T 16422.1-1996的5.2要求。
5.4 黑標準溫度計或黑板溫度計
黑標準溫度計或黑板溫度計應符合GB/T 16422.1-1996的5.1.5要求。
5.5 供濕裝置
5.5.1 在設備中通過濕氣冷凝機使試樣暴露面凝露潤濕。濕氣是由設置在試樣架下方的容器內的水加熱而產生的。
5.5.2 當設備不符合5.5.1時，可采取提供控制暴露室內相對濕度的方法，或者用純水或模擬酸雨的水溶液噴淋試樣的方法。用水參照GB/T 9344-88要求。
5.6 試樣架
試樣架應以不影響試驗結果的惰性材料制成，背板的存在及其所用材料會影響試樣的老化結果。因此，背板的采用應由雙方商定。
5.7 評價性能變化的設備
根據要求監測的性能項目，按照國家標準的規定選用儀器設備（見GB/T 15596）。
6 試樣
見GB/T 16422.1的規定。
7 暴露條件
7.1 概況
試樣表面溫度是一個重要的暴露參數，一般，溫度高會使聚合物降解過程加快，允許的試驗溫度應根據受試材料和老化性能評價指標而定。
熒光紫外燈發出的紅外線比氙燈和碳弧燈少，試樣表面的加熱作用基本上是由熱空氣對流形成的。因此，黑板溫度計、黑標準溫度計、試樣表面和暴露室空氣之間的溫差是很小的。
推薦以下兩種暴露方式，暴露方式1和2分別相應于5.5.1和5.5.2所述的設備。經協商也可采用其他方式，但應在試驗報告中說明暴露條件。
7.2 暴露方式1
試樣經一段光暴露期后，繼之為無輻照期（其時溫度發生變化和在試樣上形成凝露）的循環試驗。試驗期按有關標準規定，如無規定循環條件，推薦采用下述循環：
在黑標準溫度60℃±3℃下輻照暴露4h或8h，然后，在黑標準溫度50℃±3℃下無輻照冷凝暴露4h。
注：有些聚合物（例如PVC）的老化降解對于溫度很敏感，這種情況下建議采用低于60℃的輻照暴露溫度（例如50℃）以模擬較冷的氣候。
選用輻照暴露繼之冷凝暴露的程序時，可允許的輻照或冷凝暴露期短為2h，以保證各暴露期條件達到平衡。
7.3 暴露方式2
試樣連續進行輻照暴露且有定時噴水的循環試驗。試驗期按有關標準規定。如無規定，推薦如下的試驗條件：
在黑標準溫度50℃±3℃，空氣相對濕度（10±5）﹪條件下輻照暴露5h，然后，在黑標準溫度20℃±3℃下繼續輻照暴露并噴水1h。
8 試驗步驟
8.1 安放試樣架，使試樣暴露面朝向光源。如需要，用黑色平板填補所有空處以保證均勻的暴露條件。
8.2 按選定的條件和程序以及要求的循環次數連續進行試驗，維護設備和檢查試樣的間斷時間應盡量縮短。
9 暴露試驗報告
按照通則，見GB/T 16422.1。
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