人工紫外加速老化和自然老化测试结果间的相关性
自粘聚合物改性沥青防水卷材耐老化性能试验研究
自粘聚合物改性沥青防水卷材耐老化性能试验研究摘要：随着建筑工程的快速发展，沥青防水卷材作为一种常用的防水材料，其耐老化性能对其使用寿命和防水效果起着重要的影响。
为了提高沥青防水卷材的耐老化性能，本研究采用自粘聚合物对沥青进行改性，并通过一系列试验评估了改性沥青防水卷材的耐老化性能。
试验结果表明，自粘聚合物改性沥青防水卷材在耐老化性能方面表现出优异的特性，具有较高的抗紫外线、耐热和耐化学腐蚀等性能，预计能够显著延长其使用寿命。
因此，自粘聚合物改性沥青防水卷材在工程应用中具有广阔的发展前景。
关键词：自粘聚合物、沥青防水卷材、耐老化性能、改性、试验研究引言自粘聚合物改性沥青防水卷材是一种广泛应用于建筑工程中的防水材料。
随着对建筑品质和可持续性要求的提高，对防水材料耐老化性能的要求也越来越高。
本论文旨在研究自粘聚合物改性沥青防水卷材的耐老化性能，以深入了解其在长期使用和自然环境中的表现。
通过人工加速老化试验和自然老化试验，评估改性沥青防水卷材在物理性能和化学性能方面的变化。
研究结果对于提升改性沥青防水卷材的耐久性、延长使用寿命，以及保障建筑工程的可持续性具有重要意义。
该研究可为建筑行业提供参考，为选择和应用改性沥青防水卷材提供科学依据。
一.实验方法1.材料准备本实验所使用的材料包括自粘聚合物、常规沥青以及其他辅助材料。
自粘聚合物是改性沥青防水卷材的主要改性剂，常规沥青作为基础材料。
辅助材料可能包括增塑剂、稳定剂、填料等，用于调节改性沥青的性能。
2.沥青改性过程在实验室条件下，按照预先确定的比例将自粘聚合物、常规沥青和辅助材料混合，进行沥青改性。
具体的改性过程包括以下步骤：（1）预处理：将自粘聚合物和常规沥青分别进行预处理。
预处理可能包括溶解、研磨或加热等步骤，以确保材料能够均匀混合。
（2）混合：将预处理后的自粘聚合物和常规沥青按照预定的比例混合在一起。
可以采用机械搅拌设备或其他适当的方法进行混合，以获得均匀的改性沥青。
荧光紫外(UVA-340)老化测试
荧光紫外(UV A-340）老化测试(荧光紫外(UV A-340）老化测试与户外自然环境老化的时间如何换算？或者说UV A-340测试多长时间大致相当于自然环境中的一年？... 荧光紫外(UV A-340）老化测试与户外自然环境老化的时间如何换算？或者说UV A-340测试多长时间大致相当于自然环境中的一年？)首先，老化的机理比较复杂，通常认为阳光中紫外光段是导致高分子材料老化的主要因素，但是紫外光所有引起的老化又不是线性的；见下图：上图可以看出，前1300小时的辐照对材料的影响几乎很小，但是1300小时以后，老化是加速的。
其次，各地方的户外自然老化也是不同的，这其中还包括的实际户外老化因素是复合的（光、热、湿度共同催化，综合作用），见下图：上图中细线是亚利桑那州的自然老化数据，虚线是弗洛里达州的自然老化数据，差别及其巨大。
综上所述，笼统的要求实验室老化和自然老化的比较是其实是个伪问题。
必须指明什么条件的实验室老化（辐射强度、循环模式）和某个地域的户外自然老化。
而且，没有理论换算公式，不同的地域的老化时间的换算都应该是通过试验获取的经验数据！！！比如，根据美国一项试验，UVA-340辐照，1.35W/m2@340nm，4H光照/4H冷凝，黑标50℃的测试条件，其2000小时的测试结果与亚利桑那州2年自然老化数据比较吻合。
但我们不能说，1000H测试相当于1年的自然老化！UV紫外老化机灯管是紫外老化试验箱的首要配件，辅佐用于仿照天然气候中的紫外、雨淋、高温、高湿、凝露、漆黑等环境条件，评价资料耐候功能。
常用类型： 1.UVA：UVA-340和UVA-351 UVA灯管关于比较不同类型的聚合体测验特别有用。
因为UVA灯管没有任何低于正常阳光的295nm截止点的输出，一般它们使资料的降解不如UVB灯管快。
但是，它们一般能得到对真实野外老化的更好的相关性。
UVA-340可在临界短波的365nm下至阳光截止点295nm的区域内供给对阳光较佳的仿真。
关于人工加速老化试验与自然暴露试验
科技论坛SCIENCE FORUMQ:耐候性是涂料性能的性能之一，而哪些涂料品种更看重这一性能？涂膜涂覆在物体表面，起到保护和装饰的作用，涂膜抵抗阳光、空气、水（酸雨）、微生物等环境破坏作用而保持原性能的能力，称为涂膜的耐候性。
由于涂膜在使用过程中随着时间的推移，不可避免地会受到内在因素及外部环境因素的相互作用而出现变色，失光，粉化，开裂，生锈，剥落，斑点，沾污等一些不可逆的破坏现象。
故对涂料的质量而言，除了应考察其外观、物理、化学、机械性能外，更为重要的应考察它的使用寿命，即涂膜本身的耐久性。
而对涂膜进行耐候性试验及试验后的综合评定，既可以客观地考察涂膜的各种综合技术性能优劣，又可以评估它的真正使用价值，显然是十分重要和必要的。
实际使用中暴露在户外的涂膜理论上均需要考察耐候性，例如：汽车涂料、外墙建筑涂料、交通桥梁涂料、工程机械涂料、卷材涂料等。
Q:耐候性主要考察那些性能，评价方法由哪些？耐候性主要检查项目有：变色、失光、粉化、起泡、生锈、开裂、剥落、斑点、泛金、沾污、长霉等。
评定可参照相关产品标准的要求进行，也可以按GB/T1766-2008《色漆和清漆涂层耐老化的评级方法》中的规定进行。
样板的评级分单项评级和综合评定两种，综合评定又分装饰性漆和保护性漆两种方法，根据样板破坏的程度可评出：优、良、中、可、差、劣6个级别。
试验后评定方法比较多，包括国家标准、国际标准、美国标准等，目前常用到的有：(1)国家标准：《色漆和清漆涂层老化的评级方法》（GB/T 1766-2008）；ISO 4628系列《色漆和清漆漆膜老化的评定缺陷程度,量值和大小及外观均匀变化程度的规定》；（2）美国标准：《评定涂漆钢表面锈蚀程度的试验方法》（ASTM D 610-2008）；《涂料起泡程度评价的标准试验方法》（ASTM D 714-2002（2009）；《涂装了色漆或涂料的试样经受腐蚀环境后的评定》（ASTM D1654-2008）。
高分子材料的实验室加速老化和户外自然老化
汽车非金属材料的实验室加速老化和户外自然老化摘要本文对汽车非金属材料的两种耐候性试验方法－实验室加速老化和户外自然老化的相关情况进行了介绍，分析比较了二者各自的优缺点和相关性，并根据实际工作实践，提出了一些实际工作中应注意的问题，纠正了一些常见的错误观念。
关键词汽车非金属材料实验室加速老化户外自然老化世界汽车工业的快速发展带动大量的现代老化研究。
今天的汽车是几十种不同材料的复杂组合，包括涂层、塑料、纺织品、皮革、颜料等，它们都有特定的耐候性，即在户外的耐老化性。
全球主要的汽车制造商已经在各种气候条件下进行了几十年的户外自然老化和实验室加速老化试验。
老化试验趋于系统化并积累了大量的试验数据。
汽车非金属材料的耐候性试验方法主要有两大类：实验室加速老化和户外自然老化。
户外自然老化是在典型的自然环境条件下进行的，虽然试验耗时比较长，一般要1～2年时间，但因其结果最能够说明材料的耐候性好坏和汽车整体的环境适应性，因此这一试验方法仍是各大汽车公司常用的方法，尤其是进行质量仲裁和开发新产品时。
目前国际上最知名的规模最大的自然曝露试验全球服务网络属于美国A TLAS气候服务集团，表1给出了这一机构的自然曝露试验场及其全球服务网络成员。
每年仅在美国凤凰城就有来自世界各地的20多部整车进行自然曝露（老化）试验。
我国也有一个的由广州电器科学研究院牵头的提供各种典型气候条件下的自然老化服务机构－机械工业环境技术研究中心（METRC），表2列出了METRC所属的自然曝露试验场。
表1 美国ATLAS公司的典型户外自然曝露试验场及其全球服务网络成员长久以来，汽车制造商都面对一个两难的境地，即其产品“由概念到市场”的生产周期是很快的，但材料的选择和户外自然老化试验的时间却是相对漫长的。
特别是一些汽车材料或部件供应商，其关心的也许只是拿到产品的耐候性证明，因此他们更乐意采用实验室加速老化试验，以在短期内了解材料或部件耐候性好坏。
自然老化试验和荧光紫外曝晒试验的对比:UVA-340灯管曝晒试验结果
自然老化试验和荧光紫外曝晒试验的对比：UVA-340灯管曝晒试验结果Gregory R. Fedor【摘要】将不同聚合物材料样品在美国佛罗里达、亚利桑那和俄亥俄州进行了2 a 户外曝晒.将相同样品在实验室加速老化试验箱内分别用两种辐照度和两种湿度进行循环试验.然后对比人工加速老化和自然曝晒样品,除了出现霉菌外,材料在有湿度循环的实验室加速老化与户外老化的降解模式类似.在测试的15种材料中,有9种材料在人工老化试验箱中的降解速度因辐照度增加而加快.此外,研究还确认了加速因子与材料自身特性的关联程度很大.【期刊名称】《上海涂料》【年(卷),期】2018(056)006【总页数】7页(P37-43)【关键词】老化;人工加速老化;耐候性测试;塑料;油漆和涂料【作者】Gregory R. Fedor【作者单位】Q-Lab公司,美国俄亥俄州【正文语种】中文【中图分类】TQ630.7+20 引言长期以来，实验室加速老化和自然老化测试结果之间的相关性一直是人们争议的焦点。
通常情况下，行业用户都希望更快地得到加速老化的测试结果，同时也希望实验室的模拟结果和真实的户外曝晒结果之间有很好的相关性。
但这一诉求似乎很难得到满足。
这是因为加速老化的3种主要方法（即温度比正常曝晒温度更高、光谱波长比自然光更短及辐照度比正常辐照度更高）都会降低这种相关性。
但业内似乎达成了某种程度的共识，即如果人工加速老化设备使用的光源能真实地模拟测试材料敏感光谱区域太阳光光谱的能量分布，则人工加速老化通常会给出与户外曝晒更接近的结果。
过滤后的氙灯能够很好地模拟太阳光光谱的大部分波段，特别是可见光和波长较长的紫外线［1］。
UVA-340荧光紫外灯管能够很好地模拟太阳光谱中的短波紫外线（＜365 nm）部分。
如图1所示，UVA-340灯管很好地模拟了360 nm以下波长的太阳光［2］。
因为UVA-340灯管可模拟破坏大多数聚合物的光谱区的太阳光，所以至少在理论上可以期望它能够获得与户外曝晒结果有合理关联的结果。
(仅供参考)汽车材料耐候性试验结果评估及相关测试标准介绍
一、影响汽车质量的因素3二、影响材料老化性能的因素2.1 主要影响因素光热水化学物质5三、材料耐候性试验方法1、自然暴晒老化试验2、人工气候老化试验1）氙灯暴晒老化试验2）荧光紫外暴晒老化试验3）碳弧灯暴晒老化试验64.1颜色与外色与外观观性能4.1.1标准光源A ：卤钨灯，以白炽灯为代表（黄－橙色），为用于家庭的典型光源IncandescentC ：以模拟平均日光的钨丝灯为代表（蓝色）SunlightD ：以日光灯为代表，以日光的真实测量为依据。
D50：色温为5000K 的CIE 标准照明体，在印刷工业中被广泛的用于制作灯箱。
Daylight -Red ShadeD65：色温为6504K 的CIE 标准照明体，是一般常用的测试照明体。
Daylight –NeutralF2：即：CWF 光源，为冷白荧光，美国商店常用光源，Cool white fluorescent F7：即：宽频率日光荧光，Broad band white fluorescentF11：即：TL84光源，为窄频白荧光，欧洲、日本商店光源，Fluorescent四、耐候结果评估方法7CIE1931XYZ 标准色度系准色度系统统CIE1976 L*a*b* 色度空色度空间间4.1.2色差4.1.2.1色度空间色差：：色立体上两个不同坐标的颜色间的距离4.1.2.2色差黄红绿9 测量色差仪器常用的条件为10°的观测角的观测角，，D65光源台式和便携式积分球分光光度计1029.98+24.16+4.7171.221000h 12.22+12.36+0.8984.40500h－+2.50-0.7091.330h△E b*a*L*暴露时间应用标准：SAE J19604.1.3灰标忽略色相的因素，只从灰阶的变化来对样品的外观变化进行评判。
常用的灰标卡常用的灰标卡：：ISO 105-A02AATCC EP1灰标等级为2级PV1303标准, 1000h 耐候试验前后灰标等级：3级ASTM G154标准, 360h耐候试验前后灰标等级：3-4级便携式光泽度计 4.1.4光泽度样品的光泽相对于标准板的程度常用的角度：20°、60 °和85°光泽度测试原理示意图光泽测量角度应用范围60 °：适用于所有色漆漆膜，但对于光泽较高或接近无光泽的色漆，20 °或85°法则更为适宜；20 °：适用于60 °光泽高于70单位的色漆；85 °：适用于60 °光泽低于30单位的色漆；45 °：应用于陶瓷、薄膜；75 °：应用于纸张、建筑用塑料。
聚丙烯非织造布光老化性能的评价方法
聚丙烯非织造布光老化性能的评价方法王向钦漆东岳杨欣卉聚丙烯非织造布按耐用性能分为耐久性非织造布（如服饰用、土木建筑用）和环保可降解性非织造布（如环保型购物袋、农用非织造布地膜等）[1,2]。
聚丙烯非织造布在使用过程中发生的老化主要由太阳光中的紫外线辐射所引起，对聚丙烯非织造布光老化性能的宏观评价方法有自然老化试验法和人工模拟老化实验法，微观分析方法有特性粘度法、差示扫描量热法、红外光谱法等，本文将对聚丙烯非织造布光老化的反应机理及其宏观和微观评价方法进行讨论。
1聚丙烯光老化反应机理自上世纪80年代开始，众多学者对聚丙烯的耐老化性能进行了广泛而深入的研究，发现聚丙烯的老化主要与大分子链上大量存在的叔碳原子有关[3,4]，由于叔碳原子具有较强的失电子能力，在有氧的情况下仅需很小的能量就可以使C—H键断裂，形成活泼的叔碳自由基，在受到与聚丙烯中化学键键能相对应的紫外光能量的作用后[5]，引起分子链各种反应发生，如链增长、链断裂等[4]，最后表现为聚丙烯材料的变色、强度下降、表面龟裂等老化现象。
太阳光中部分波长的紫外光能量与聚丙烯分子中某些化学键键能十分接近，所以聚丙烯中的相应化学键可以吸收紫外线能量，导致化学键的断裂，从而引发光老化[3,6]。
部分太阳光紫外线能量与聚丙烯中典型化学键键能的对应关系见下表。
Gardette等对聚丙烯光老化的反应机理作了总结[4]，其反应机理为：活泼的叔碳原子在吸收了紫外光能量后，与空气中的O2发生氧化反应生成过氧化物，然后继续在紫外光能量的作用下进一步发生链增长、链断裂、链终止以及形成支链等反应，最后表现为宏观上的老化行为；不论聚丙烯光老化向什么方向进行，其最终产物中均有羰基的存在，所以很多研究人员采用羰基指数来表征聚丙烯光老化程度[2,7,8]。
这些研究成果为如何评价与衡量聚丙烯非织造布的光老化性能提供了一种新的思路，即通过各种手段分析光老化过程中的微观变化评价其光老化性能，现代化的分析仪器可提供更加稳定可靠的数据，使评价结果更加准确可靠。
耐候性测试
耐候性测试1、QUV（紫外灯）与WOM（人工加速老化仪）的比较QUVWOM光源紫外光（313nm,340nm）灯：主要为313，340波长附近的紫外光，没有可见光氙灯：摸拟自然光，主要为UV的长波（340）及可见光区域强度大大强于自然光照，一般几百小时就使材料破坏强于自然光，模拟自然环境，需要2000小时以上，才能分出好坏破坏UV短波会破坏树脂，使树脂表面失去光泽，脆裂等UV光+可见光引起表面颜色变化用途一般用于检测树脂（另行分析）检测颜料/染料等着色剂2、假如客户使用QUV作为测试手段国内客户进行人工加速老化试验时多数会选择QUV，主要原因有2个，一方面是QUV的实验成本最低，而WOM（Weather-O-Meter）要贵很多，做大量数据不是一般人能够承受的；另一方面是一些做老化设备的厂商为了多卖设备有意无意在误导客户，在宣传上做手脚，让人以为用QUV就能够检测颜料的耐光性能。
从上图可以看出，QUV（尤其是QUV-B）的辐射曲线与自然光相差甚远，得到的试验数据也不能准确反映自然曝晒的结果。
图中QUV-B在波长310-320nm有一个高峰，许多结构复杂的高性能颜料（DPP尤其明显）的化学结构恰恰在这一段上禁不起辐射破坏，然而这在自然环境中是不可能出现的，因此用QUV来检测高性能颜料往往会得出与自然使用条件下相反的结果，这就是为什么在QUV测试中会出现红112比红254好，黄74比铁黄好的主要原因。
许多研究结果已经证明QUV比较适合测试树脂的耐候性而不是颜料。
3、测试样片中不添加紫外光稳定剂和吸收剂有些客户在做颜料人工加速老化试验的时候，测试样片（涂料或塑料）中不加足够量的紫外光稳定剂吸收剂或者根本就不加，这样的作法对最终结果影响很大。
因为，树脂在测试的时间内必须保证没有颜色变化，才能区分出颜料的性能。
首先要明确的是紫外光稳定剂吸收剂的作用是对树脂进行保护而不是颜料，因此在对颜料耐候性测试时必须加入足够量的光稳定剂和吸收剂（比如涂料中建议加入2％光吸收剂Eversorb80＋1.5％受阻胺稳定剂Eversorb93），以避免树脂受紫外光破坏而发生结构断裂，宏观现象就是开裂、粉化，一旦树脂开裂和粉化，在水的作用下会使光线来回折射增加照射量进而使试验条件更加恶化，最终影响数据的准确性，而且粉化的树脂表面也增加了判断颜料好坏的难度。
环氧涂层室外暴晒和室内加速老化试验相关性研究_王晶晶
BYK Co lo r-guide 45 /0, BYK m icro-TR I-g loss, K empf立 柱 装 置 , FEL-X L30环境扫描电子显 微镜 , 有机 涂层耐 蚀性 快速 测定 仪 , AUTO LAB PG STA 30 +FRA 交流阻抗模块
2 结果与讨论
表 2 涂层室内紫外人工老化试验光泽变化
试验时间 /h
试验前
光泽 , 60° 试验后 光泽度降低率 /%
100
24. 9
2. 4
90. 36
200
22. 7
1. 3
94. 27
300
19. 8
1. 3
93. 43
500
25. 6
1. 0
96. 09
2. 2 颜色的表征
预测涂层的耐蚀 寿命 , 首 先应该 研究室 内加速 试验和 户外 环境试验的相关性 , 问题的 关键是正 确模拟 实际环 境因素 来加 速腐蚀 。 目前发达国家汽车行业均有较 为成熟的复合加速试验 方法 [ 5] 来评价涂装 钢板 的耐 蚀性 寿 命 。 目前 国内 这方 面工 作
也在积极的开展 , 但较为成功的报导并不多见 。 选用一种环氧涂层进行室外海洋大气暴晒试 验和室内加速
海洋大气区环境试验 :引起 涂层破 坏的主 要环境 因素有 太
[ 收稿日期 ] 2005 - 11 - 07 [ 作者简介 ] 王晶晶 (1981 - ), 女 , 汉族 , 江苏镇江人 , 硕士研究生 , 主要从事有机涂层老化及其电化学性能研究 。
36
第 35卷 第 1期 2006年 2月
[ Ab strac t] The ou tdoo r-exposu re test and indoor-acce lerated age ing testw ere carried out, and a series o f perform ance eva luations such as g lo ss, co lo r, the degree o f cha lking, SEM and MCPDP w e re applied to test the transfo rm ation o f the surface topog raphy and pro tection prope rties of epoxy antico rro sion pain.t The co rrelation be tw een indoo r-accelerated ageing test and ou tdoo r-exposure test was discussed pre lim inary. It ind ica tes that the resu lts of degradation in the indoor-acce lerated age ing test are grea ter than those in the outdoor-exposure test,
人工加速老化试验方法简述
人工加速老化试验方法简述罗宁张欣涂料、塑料等高分子材料在使用过程中经常出现粉化、变色、起泡、裂纹、脱落等现象，严重影响产品的机械、表观等方面的性能，因此需要了解高分子材料的光老化机理并寻找合适的人工加速光老化试验方法来客观地模拟自然使用条件，为材料的研发及应用提供快速的检测与评价方面的依据。
目前常用的人工加速老化试验方法主要有氙灯（Q-SUN）、荧光紫外灯（QUV）、碳弧灯、金属灯等。
我们对材料的人工加速老化试验方法进行简述，以提高员工对老化的深入认识，供技术人员在研发与检测中参考。
一、光老化机理涂料、塑料等高分子材料在受日光照射时，会发生一系列反应，主要是光化学反应。
根据光化学反应第一、第二定律，发生光化学反应的的物质首先要吸收太阳光，即物质的分子或原子能够吸收光能，使分子或原子处于高能状态；其次一个分子或原子吸收的能量必须大于其键能，这样才能使物质发生降解，即老化。
而涂料、塑料等高分子材料往往含有在聚合过程中残留的为量杂质，聚合物本身含有的一些不归整结构等自身化学结构的老化弱点，当这些高分子材料受太阳光照射后，材料的老化弱点首先被攻破，出现原子或分子键的切断、交联、链的移动、断裂及侧链的变化等现象的单独或同时的发生。
老化就是完全的解聚反应，使高分子的末端，从原子间键弱的部分断裂。
老化后的高分子材料即出现表面粉化、变色、起泡、裂纹、脱落等现象。
高分子材料的波长敏感性是影响老化的一个重要因素，常见的涂料材料的敏感波长见下表。
二、光老化试验方法1、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。
2、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，由于加入磷共存物使其转换成较长的波长，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。
汽车外饰件材料的自然曝晒试验和人工加速老化试验比较
汽车外饰件材料的自然曝晒试验和人工加速老化试验比较黄旭;徐薇【摘要】The datas from natural exposure tests and artificial accelerated aging tests for automotive exterior parts materials were analyzed and compared. The regularity and relativity of the two methods were summarized.%对同一批汽车外饰件材料的自然曝晒和人工加速老化试验数据进行分析对比,总结这两种试验方法的规律性和相关性.【期刊名称】《上海涂料》【年(卷),期】2018(056)002【总页数】6页(P36-41)【关键词】汽车外饰件;自然曝晒试验;人工加速老化试验【作者】黄旭;徐薇【作者单位】重庆长安汽车工程研究院,四川重庆 401120;重庆长安汽车工程研究院,四川重庆 401120【正文语种】中文【中图分类】U4650 引言汽车外饰件在实际使用过程中，由于受到环境因素（阳光、温度和湿度等）的影响，其外观和力学性能会发生劣化，出现失光、变色、粉化、渗析物、发黏、裂纹等老化现象［1］。
从根源上说，零部件的耐候性能表现是以材料性能为基础的，因此选材在产品开发中成为一项重要而基础的工作。
为了预知材料的耐候性能，目前常用的试验方法有两类：户外自然曝晒试验［2-4］和人工加速老化试验［5-7］。
户外自然曝晒试验是在典型的自然环境条件下进行的，试验结果最为真实，最能反映出产品的实际使用情况，但试验周期长（一般不少于1 a），受季节、气候因素变化影响大，结果重现性差。
人工加速老化试验通过模拟自然环境条件，对产品的老化过程进行加速，试验结果重现性好，可解决目前汽车新品开发周期短与自然曝晒试验周期长之间的矛盾。
目前车企多采用人工加速老化试验来进行材料的筛选和零部件的耐候性开发验证。
汽车仪表板材料氙灯老化试验与自然曝晒试验相关性研究
汽车仪表板材料氙灯老化试验与自然曝晒试验相关性研究李慧连;王文涛;李莉;刘强;顾鹏云;冯擎峰;王俊;揭敢新;张晓东【摘要】Objective The correlation between artificial accelerated aging test and natural exposure test of automobile instrument panel materials was studied in this paper. Methods By analyzing the aging influencing factorsof automobile interior materials,we opted three xenon lamp aging tests as artificial accelerated method to compare with the natural exposure test on instrument panel materials. Results With increasing radiation dose,gloss retention of the materials increased,while color difference decreased. The results were in accordance with the trend of natural exposure test. Conclusion To analyze correlation coefficient and compare with the natural exposure test,the results indicated a good correlation of the aging testwith GB/T 16422.2.%目的：研究人工加速老化试验与自然曝晒试验的相关性。
塑料、橡胶、涂料等高分子材料人工加速老化(精)
塑料、橡胶、涂料等高分子材料在使用过程中会遇到老化的问题。
为评价高分子材料的耐老化性能，逐渐形成了两类老化试验方法：一类是自然老化试验方法，即直接利用自然环境进行的老化试验；另一类是人工加速老化试验方法，即在实验室利用老化箱模拟自然环境条件的某些老化因素进行的老化试验。
由于老化因素的多样性及老化机理的复杂性，自然老化无疑是最重要最可靠的老化试验方法、。
但是，由于自然老化周期相对较长，不同年份、季节、地区气候条件的差异性导致了试验结果的不可比性；而人工加速老化试验模拟强化了自然气候中的某些重要因素，如阳光、温度、湿度、降雨等，缩短了老化试验的周期，且由于试验条件的可控性，试验结果再现性强。
人工老化作为自然老化的重要补充，正广泛运用于高分子材料的研究、开发、检测中。
在人工加速老化的试验过程中，人们普遍会关心以下几个问题：应该选择什么样的试验条件，进行多长时间的试验；该选择什么指标来评价该产品的老化性能。
本文试图针对这些问题对人工加速老化试验进行一些探讨。
1 人工加速老化试验条件的选择这个问题实际上可以理解为应该模拟哪些老化因素，高分子材料在使用过程中，气候环境里许多因素都有可能对高分子材料的老化产生作用。
如果事先知道产生老化的主要因素，就可以有针对性的选择试验方法。
我们可以从该材料的运输、储存、使用环境以及其老化机理等方面考虑，确定试验方法。
例如硬聚氯乙烯型材，使用聚氯乙烯为原料，添加稳定剂、颜料等助剂加工而成，主要用于室外。
从聚氯乙烯的老化机理考虑，聚氯乙烯受热易分解；从使用环境考虑；空气中的氧、紫外光、热、水分都是引起型材老化的原因。
因此，国标GB/T8814-2004《门、窗用未增塑聚氯乙烯（PVC-U ）型材》中，既规定了光氧老化试验方法，采用GB/T 16422.2《塑料实验室光源曝露试验方法第二部分：氙弧灯》老化4000h 或6000h ，模拟了室外紫外光及可见光、温度、湿度、降雨等因素，同时又规定了热氧老化项目：加热后状态，150℃放置30min ，目测观察是否出现气泡、裂纹、麻点或分离现象，以考察型材的耐热性能。
老化实验
2008-11-21 来源： 宏展环境科技有限公司
塑料、橡胶、涂料等高分子材料在使用过程中会遇到老化的问题。为评价高分子材料的耐老化性能，逐渐形成了两类老化试验方法：一类是自然老化试验方法，即直接利用自然环境进行的老化试验；另一类是人工加速老化试验方法，即在实验室利用老化箱模拟自然环境条件的某些老化因素进行的老化试验。由于老化因素的多样性及老化机理的复杂性，自然老化无疑是最重要最可靠的老化试验方法、。但是，由于自然老化周期相对较长，不同年份、季节、地区气候条件的差异性导致了试验结果的不可比性；而人工加速老化试验模拟强化了自然气候中的某些重要因素，如阳光、温度、湿度、降雨等，缩短了老化试验的周期，且由于试验条件的可控性，试验结果再现性强。人工老化作为自然老化的重要补充，正广泛运用于高分子材料的研究、开发、检测中。
第三步：依据GB/T 16422.2-1996，340nm辐照强度为0.50 W/ m2时，红外区与可见区部分 （300nm～800nm）辐照强度为550 W/m2；可计算出辐照时间为3489 X 106/550=6.344 X 106s，即1762h。依此计算方法，加速倍率约为5。由于自然老化并不是简单的辐照强度的叠加，只有在确定阳光是引起材料破环的主要因素且不能用其他方法确定试验时间时，才可以使用此计算方法模拟。
就同一材料来说，在老化过程中不同性能的下降是不等速的。换句话说，某些性能对环境敏感，下降得最快，则是引起材料破坏的主要因素、在选择评价指标时，应该选择这些敏感性能。研究表明：对于大部分工程塑料来说，冲击强度是自然老化试验检测中变化最大、下降最明显的。因此，在进行工程塑料的老化测试时，应优先考虑选择冲击强度下降作为评价指标。冲击强度对聚丙烯的老化同样相当敏感[4]，是考核老化性能的主要指标。对于聚乙烯材料来说，断裂伸长率的下降最为明显，是优先考虑的评价指标。对于聚氯乙烯，拉伸强度和冲击强度都下降得比较快，应根据实际情况，选择其中一种来评价。在国标GB/T8814-2004《门、窗用未增塑聚氯乙烯（PVC-U）型材》中，选择老化后冲击强度保留率≥60％作为合格判定指标；在轻工行业标准QB/T2480 - 2000建筑用硬聚氯乙烯（PVC -U)雨落水管材及管件中，选择老化后拉伸强度保留率≥80％作为合格判定指标。5 结束语
汽车外饰件材料的自然曝晒试验和人工加速老化试验比较
１．１ 自然曝 晒 试验
开 始 的 ，这个 时 间 点处 于琼 海 一 年 中温 度较 低 、光 照
自然 曝 晒 试 验 地 点 选 择 在 海 南 省 琼 海 市 ，该 地 减 少 的季 节 。
表 １ 海南琼 海的气候特征 Ｔａｂｌｅ １ Ｃｌｉｍａｔｅ Ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ Ｑｉｏｎｇｈａｉ，Ｈａ／ｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ
性 能 会 发 生 劣 化 ，出 现 失 光 、变 色 、粉 化 、渗 析 物 、 过 程 进行 加 速 ，试验 结 果 重 现性 好 ，可解 决 目前 汽 车
发 黏 、裂 纹 等 老 化 现 象 … 。从 根 源上 说 ，零 部 件 的耐 新 品开发 周 期 短与 自然 曝 晒 试验 周 期 长之 间 的矛 盾 。
法 有 两 类 ：户 外 自然 曝 晒 试 验 ＿２ ］和 人 工 加 速 老 化 常重 要 。相关 性 越好 ，意 味 着 加速 试 验 结果 越 接 近 实
试验 ｌ５ ］。户外 自然曝晒试 验是在典型的 自然环境条 际使 用情 况 ，对 于 判断 材料 稿 日期 ］２０１７—０９—２０ ［作者简介 ］黄旭 （１９８２一 ），女 ，高级工程师 ，主要研 究方向为汽车环境开发试验。
ｌｌ ｉＵｒ－ｉ ｆ Ａｌ＿～￥１ｉ…
第 ２期
黄 旭 ，等 ：汽车外饰件 材料 的 自然曝晒试 验和人工加速老化试验 比较
３７
本研 究根据 大量 的试验数 据 ，总结 此两类试 验 处 于 典 型 的湿 热气 候 带 ，试 验 期 间气 候特 征 如表 １所
方 法 的规 律 性 和相 关性 。
实 际使 用 情 况 ，但 试 验 周 期 长 （一 般 不 少 于 １ ａ），受
汽 车 外 饰 件 在 实 际使 用 过 程 中 ，由于 受 到 环 境 季 节 、气 候 因素 变化 影 响大 ，结 果 重 现 性 差 。人 工加
印刷油墨耐光性试验加速测试与自然曝晒相关性研究
印刷油墨耐光性加速测试与自然曝晒相关性研究张顺淇1，钱佳1，张恒2，孙杏蕾21杭州秉信纸业有限公司2美国Q-Lab公司中国代表处摘要：本文介绍了印刷油墨耐光性试验的原理。
按照GB/T 22771-2008标准中的测试条件对11种印刷油墨样品进行氙灯加速测试。
同时对这些样品进行自然曝晒，并分析了实验室加速测试与户外曝晒结果之间的相关性。
以此为例，分析多少小时加速试验结果和多少天自然曝晒结果相当。
关键词：印刷油墨；耐光性；氙灯测试；自然曝晒；相关性前言由于印刷品要长期暴晒在日光下，油墨的耐光性好坏直接影响印刷品的外观效果，所以测定印刷油墨的耐光性是非常必要的。
氙灯加速耐光性测试通过模拟全光谱太阳光可以使产品每天24h暴晒在相当于夏季中午阳光的光照环境下，所经受的曝晒在平均光照强度、光照小时方面都大大高于室外自然曝晒。
因此，可以加速获得试验结果。
下面就印刷油墨耐光性氙灯加速测试与自然曝晒之间的相关性进行研究。
1. 印刷油墨耐光性试验的原理1.1 户外老化因素老化损害主要由三个因素引起：光照，温度和湿度。
这三个因素中的任一个都会引起材料老化，它们的共同作用，大于其中任一因素造成的危害。
1.1.1 光照高分子材料的化学键对太阳光中不同波段的光线的敏感性不同，一般对应一个阈值，太阳光的短波段紫外线是引起大部分聚合物物理性能老化的主要原因。
如C-N（碳-氮）键的作用阈值是393nm。
然而，对于某些印刷品和油墨，长波段紫外线甚至可见光也会对其产生破坏，造成变色或褪色。
1.1.2 温度温度越高，化学反应速度越快。
老化反应是一种光致化学反应，温度不影响光致化学反应中的光致反应速度，却影响后继的化学反应速度。
因此温度对材料老化的影响往往是非线性的。
1.1.3 湿度水会直接参与材料老化反应。
相对湿度、露水和雨水等是自然界中水的几个主要表现形式。
研究表明，户外材料每天都将长时间处于潮湿状态（平均每天长达8-12个小时）[1]。
橡胶自然老化和人工加速老化的特点分析
橡胶自然老化和人工加速老化的特点分析橡胶自然老化和人工加速老化是指在橡胶在不同的条件下的老化分析，本文将先重点介绍关于老化的特点，这些特点包含人工加速老化和自然老化的不同的点，在着重分析橡胶自然老化和人工加速老化的特点。
老化是橡胶等高分子材料中存在的一种较为普遍的现象，它会使橡胶的性能劣化，影响橡胶制品的使用价值及使用寿命，橡胶防护体系是延缓橡胶的老化，延长制品的使用寿命。
橡胶防护体系主要是防老剂，防老剂型按作用原理可分为化学防老剂和物理防老剂;按防护的目标分为抗氧剂、护臭氧剂、光屏蔽剂、金属钝化剂等，也可按化学结构进行分类。
一、人工加速老化实验人工加速老化实验是用人工的方法,在室内或设备内模拟近似于大气环境条件或某种特定的环境条件,并强化某些因素,以期在短期内获得实验结果。
可以相对比较不同材料的抗老化性能,并对材料的使用寿命提出指导性意见。
因此,各国标准大都采用这种方法来评价材料的抗老化性能。
人工加速老化实验方法主要包括:人工气候实验、热老化实验(绝氧、热空气、热氧化吸氧等实验)、臭氧老化实验、气体腐蚀实验等，其中热老化是较为普通方便的实验方法。
热老化实验通过加速材料在氧、热作用下的老化进程,反映材料耐热氧老化性能。
根据材料的使用要求和实验目的确定实验温度。
温度上限可根据有关技术规范确定,一般对于热塑性材料应低于其维卡软化点,对于热固性材料应低于其热变形温度,或者通过探索实验,选取不致造成试样分解或明显变形的温度。
主要通行的实验方法硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热实验。
二、自然环境老化实验自然环境老化实验是利用自然环境条件或自然介质进行的实验,主要包括:大气老化实验、埋地实验、仓库贮存实验、海水浸渍实验等等。
自然环境老化实验结果更符合实际、所需费用较低而且操作简单方便,是国内外广泛采用的方法。
其中对高分子材料而言,应用最多的是自然气候曝露实验(又称户外气候实验)。
自然气候曝露实验就是将试样置于自然气候环境下曝露,使其经受日光、温度、氧等气候因素的综合作用,通过测定其性能的变化来评价塑料的耐候性。
PBO纤维自然老化与加速老化的相关性研究
PBO纤维自然老化与加速老化的相关性研究应灵慧;汪益龙;刘小云;庄启昕;韩哲文【摘要】The change law of tensile strength and intrinsic viscosity of PBO fiber during natural exposure was studied. The results show that the strength of PBO fiber declines fast in the beginning of exposure, and then the trend of decline becomes slow. The correlation between natural exposure and accelerated aging for PBO fiber was also investigated in terms of aging time and irradiation accumulation using strength of fiber as reference standard. It is found that the accelerating factor based on aging time changed greatly at different stages of aging, while the accelerating factor based on irradiance accumulation almost unchanged till the strength of PBO fiber decline to the 64% of its originally strength. So,this method can be used to predict the failure behavior of PBO fiber in the natural environment.%研究了PBO纤维在户外自然暴晒实验中纤维强度和分子量的变化规律,发现PBO纤维在暴晒初期纤维强度下降较快,但随着老化时间的延长,纤维强度下降趋势逐渐变缓.此外,文章还对比研究了人工加速老化过程中纤维强度的下降规律,并以强度保持率为参照标准,分别从老化时间和总辐照能量两方面比较了2种老化实验的相关性和加速因子.研究发现,基于老化时间作为参照时,在老化的不同阶段,加速因子的变化较大；而基于总辐照能量作为参照时,在纤维强度降低到原始强度的64％之前,可较好地利用人工加速老化实验结果来预测其在户外环境下的老化失效行为.【期刊名称】《固体火箭技术》【年(卷),期】2013(036)001【总页数】6页(P107-112)【关键词】PBO纤维;光降解;自然老化;相关性【作者】应灵慧;汪益龙;刘小云;庄启昕;韩哲文【作者单位】华东理工大学特种功能高分子材料及相关技术教育部重点实验室,上海 200237【正文语种】中文【中图分类】V258+.30 引言聚对亚苯基苯并二噁唑(PBO)是一种直线型聚芳杂环刚性棒状液晶聚合物分子，可通过液晶纺丝技术制得高度取向的高性能纤维，在纤维中PBO分子沿轴向高度取向，具有出色的机械性能、热性能和耐化学性能，其纤维的拉伸强度及拉伸模量约为对位芳纶纤维的2倍，广泛用于航空、航天以及防弹、防爆等领域的先进结构复合材料中［1－6］。
PMS室外膨胀型钢结构防火涂料老化与使用寿命预测研究
PMS室外膨胀型钢结构防火涂料老化与使用寿命预测研究杨守生;王学宝;陈振邦;孟涛;冯海生【摘要】为探究膨胀型防火涂料使用中的老化问题,利用紫外老化试验装置和室外自然暴露方法研究了PMS室外膨胀型钢结构防火涂料受紫外线作用及自然暴露后颜色、粘结强度、耐火极限及其测试后炭层膨胀倍率的变化规律.结果表明,紫外线使PMS防火涂料涂层的色差变化呈现出先上升后下降的趋势,粘结强度随紫外线照射时间延长而降低、耐火极限下降;PMS防火涂料自然暴露后防火性能显著下降,经500 d自然老化后的折算耐火性能平均下降了67.1％.人工加速老化与自然暴露老化涂层耐火性能具有相关性,人工加速老化速率是自然老化的13.5倍.根据自然暴露老化试验和人工加速老化试验数据拟合的数学模型预测了PMS防火涂料涂层的使用寿命.【期刊名称】《武警学院学报》【年(卷),期】2018(034)012【总页数】5页(P5-9)【关键词】膨胀型钢结构防火涂料;耐火极限;紫外老化试验;寿命预测【作者】杨守生;王学宝;陈振邦;孟涛;冯海生【作者单位】中国人民警察大学,河北廊坊 065000;中国人民警察大学,河北廊坊065000;荆州市消防支队,湖北荆州 434000;中国人民警察大学,河北廊坊 065000;中国人民警察大学,河北廊坊 065000【正文语种】中文【中图分类】TU54+50 引言膨胀型防火涂料因其自重轻、涂刷厚度小、美观性好和良好的施工性能等优点，广泛用于钢结构防火保护以及木材、电线电缆等可燃基材的阻燃，推迟或阻止引燃过程，延缓火灾蔓延，提高保护基材的耐火极限。
其作用机理是成膜物质和膨胀阻燃体系在受热过程中产生复杂的物理、化学变化形成具有隔热作用的炭层[1-2]。
室外膨胀型钢结构防火涂料因使用环境因素会受到日光、雪、雨、雾、暴晒和温差以及酸、碱、盐雾等的长期作用，其组成成分将产生降解或溶出，导致性能下降，耐久性缩短[3]。
科学评估防火涂料的耐久性对发挥其保护作用具有积极意义。
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人工紫外加速老化和自然老化测试结果间的相关性
长期以来，人工加速老化和自然老化测试结果间的相关性问题一直是业内关注的热点。
一般来说，工业上要求快速地得出老化测试结果，同时要求实验室人工加速老化和自然老化测试结果间有较好的相关性，然而实际上这两个要求是相互矛盾的。
人工加速老化方法使用比实际环境更高的测试温度、更短波长光源、更大的辐照强度，在加速材料老化进程的同时，降低了与自然条件材料老化结果的相关性。
QUV加速老化设备配备的UVA-340 灯管提供了一个新的解决方案。
UVA-340紫外灯光源能很好地模拟太阳光谱中短波紫外光( ＜365 nm部分)。
由于UVA-340紫外灯光源所模拟的太阳短波紫外光通常是引起聚合物破坏的主要原因，理论上这种方法的测试结果和户外自然老化的相关性较好。
为了验证这一点，我们针对户外自然曝晒和使用UVA-340 紫外光源人工加速老化的相关性进行了一系列的实验。
人工加速老化和自然老化测试结果间的相关性：
1 实验
本实验选用了环氧涂料、聚氨酯涂料以及聚酯涂料，分别进行户外自然曝晒和紫外人工加速老化实验，记录实验中样品光泽和颜色的变化。
1.1户外自然曝晒实验
由于全球各地户外自然曝晒的情况很不相同，为了准确地评价实验，这里选择了三种不同的典型气候类型：亚热带气候( 佛罗里达的迈阿密)、沙漠气候( 亚利桑那的凤凰城) 和美国北方工业型气候(俄亥俄州的克里夫兰) 。
户外自然曝晒严格按照ASTM G7《非金属材料的户外自然曝晒试验标准》执行。
被测试样的背板为厚1.6mm的夹板，试样架45°，朝南。
1.2人工加速老化实验
人工加速老化测试按照ASTMG154《非金属材料的紫外老化测试方法》执行。
实验设备为紫外加速老化试验机。
该试验箱具有闭环反馈回路系统控制，可设定并控制UV光辐照强度。
试验使用UVA-340紫外灯管，光强峰值为343nm，截止点为295nm。
为了排除不同温度对实验结果的影响，测试温度统一设定在50℃。
实验分别在三种不同的循环条件下测试：
条件1 ：4 h紫外光照射，4h 冷凝；UVA-340灯管的辐照点控制在0.83W/(m2·nm)@340nm；整个测试循环温度控制在50℃。
本测试循环中紫外的辐照强度相当于夏天正午的太阳光照。
条件2 ：4 h紫外光照射，4h 冷凝；UVA-340灯管的辐照点控制在1.35W/(m2·nm)@340 nm；整个测试循环温度控制在50℃。
条件2与条件1基本类似，但辐照度更强。
条件3 ：4 h紫外光照射(100 ％紫外辐照，无冷凝，无暗周期)；UVA-340灯管的辐照点控制在1.35W/(m 2·nm)@340 nm；整个测试循环温度控制在50℃。
2 结果与讨论
2.1环氧涂料
样板为涂覆在钢板上的高光灰色环氧涂料。
户外自然曝晒在一开始就表现出快速地失光和粉化，曝晒1年后，样板基本无光泽。
此外，三个曝晒地点的样品都出现锈蚀现象，在佛罗里达的样板表面完全为锈斑所覆盖，而在亚利桑那和克里夫兰的样板有部分锈蚀。
人工加速老化测试中，样板很快失光，辐照强度越高，样板失光越快。
此外带有冷凝循环时样板易粉化，单纯采用紫外辐照的则不易产生粉化。
从以上的数据可以看出，就环氧涂料的光泽和粉化的变化而言，带有冷凝循环的人工加速老化实验结果和户外自然曝晒的结果相关性较好。
但由于ASTMG154标准要求测试采用纯水，因此实验结果没有产生户外自然曝晒中出现的生锈现象。
如果改为使用腐蚀性溶液可能更接近户外自然曝晒，估计样板会产生生锈现象。
建议实际使用中，结合采用盐雾/ 紫外人工老化测试以达到更接近自然的结果。
2.2聚氨酯涂料
样板采用涂覆在钢底材上的高光灰色聚氨酯涂料。
户外自然曝晒中佛罗里达和亚利桑那的光泽下降较快，俄亥俄州的光泽下降较慢。
曝晒2年后，所有样板钢底材全部裸露。
三个户外自然曝晒点的样板都发生锈蚀现象。
其中佛罗里达样板的生锈面积达整个面积的20％，俄亥俄的样板仅有几个锈点，而亚利桑那样板几乎无锈蚀。
人工加速老化测试中带有冷凝循环条件的测试的样板失光较快，并伴有粉化现象。
而单纯采用紫外辐照条件的测试样板失光速度较为缓慢且无粉化现象。
从以上的数据可以看出，就聚氨酯漆的光泽和粉化的变化而言，人工加速老化实验中带有冷凝循环的实验结果和户外自然曝晒的结果相关性极佳。
但根据ASTM G154标准进行的人工加速老化实验不能模拟佛罗里达户外自然曝晒引起的生锈现象。
2.3聚酯涂料
样板为涂覆在铝材上的中等光泽茶色聚酯卷材涂料。
户外自然曝晒中样板都出现了不同程度的失光，其中亚利桑那曝晒场的样板失光速度最快，其次为佛罗里达和俄亥俄。
曝晒2年后，亚利桑那和佛罗里达曝晒点的样板失光率较大，而俄亥俄曝晒点的样板失光率较小。
人工加速老化实验的三个测试条件下样品都有失光。
其中以辐照度在1.35 W/(m 2 ·nm) @340 nm ，测试循环为4h 紫外辐照，4h冷凝循环的条件2对样板的失光最为明显，其老化程度最严重。
从以上的数据可以看出，就聚酯涂料的失光和粉化而言，2000h人工加速老化的测试结果和佛罗里达及亚利桑那户外自然曝晒两年的结果接近。
与俄亥俄两年的结果相比，2 000 h 人工试验的老化速率大于俄亥俄户外自然曝晒2年的结果。
3 结论
所有四个涂料样品测试中，采用符合ASTM G154 标准要求、配备UVA-340灯管的紫外加速老化试验机，所产生的老化结果和户外自然曝晒的结果十分接近。
其差异主要集中在无法模拟户外自然曝晒中样板产生的锈蚀。
需要注意的是如果测试循环仅采用紫外曝晒，人工加速老化实验和户外自然曝晒有较大差异，为了提高两者的相关性，必须在人工老化的测试循环中加入冷凝循环。
此外需要指出的是相比UVB - 313 灯管而言，UVA-340灯管不会产生非正常的黄变。
对某些材料来说，高辐照强度会加速材料的老化结果。
实验中聚氨酯涂料样品因提高辐照强度而产生更快老化。
实验方法3 中，尽管UV的吸收剂量为其他方法的两倍或两倍以上，单纯的紫外辐照循环材料的老化速度较慢。
采用单纯的紫外循环，实验中有一半的涂料样品产生老化速度较慢的现象。
所以，我们建议对所有户外用材料的人工老化测试采用紫外和冷淋结合的测试循环。