UV紫外老化试验箱

目录

1、光老化机制 (2)

2、人工加速光老化试验 (2)

3、紫外线基本概念 (5)

4、UV紫外灯试验箱使用方法 (6)

5、设备维护 (10)

6、安全事项 (10)

7、其他 (11)

1、光老化机制

塑料、涂层等高分子材料受日光照射时，会发生一系列反应，主要是光化学反应。光化学第一和第二定律指出：

1）只有被体系内分子吸收的光，才能有效地引起该体系的分子发生光化学反应；

2）在初级过程中,一个被吸收的光子只活化一个分子。

材料分子吸收的光子能量后处于不稳定激发态，当光子能量等于或大于分子键能时，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发生，这些反应持续的进行就会引起高分子聚合物的完全解聚反应，即发生老化，宏观上表现为表面粉化、变色、起泡、裂纹、脱落等。

2、人工加速光老化试验

在研发涂料、塑料等材料的过程中，需要模拟自然使用条件，即进行光老化试验对其进行评测来提供评价依据。同时，也为了能快速地评估材料的性能，在进行新材料的光老化试验中，常常采用人工加速光老化的方法。常见试验方法有：碳弧灯、荧光紫外灯、氙弧灯、金属卤素灯等。

1）碳弧灯

目前碳弧等老化试验，主要包括两种，一种是封闭式碳弧灯，一种是阳光型碳弧灯。封闭式碳弧灯光谱能量分布与自然光的光谱能量分布相差较大。阳光型碳弧灯光谱能量分布较接近于太阳光，但在370～390 nm 紫外线集中加强，模拟性不及氙灯，加速倍率介于氙灯及紫外灯之间。

图1 碳弧灯光谱分布

2）荧光紫外灯

荧光灯目前有两种类型, 即荧光灯UV A( UV A-351和UV A-340) 与荧光灯UVB (FS-40 和UVB-313 )。UV A-340光源，在295nm～365nm的紫外波段最接近于太阳光的光谱，它的辐射峰值是在340nm，是目前最接近于户外阳光的紫外光源；UV A-351光源，模拟日光被窗户玻璃过滤后的紫外线部分，它适用于户内环境应用。

荧光紫外灯的光谱分布主要集中在紫外光部分，因此可以达到较高的加速倍率。然而，荧光紫外灯不仅使日光中的紫外线能量增加，同时还增添了日光中没有的辐射能量，从而引起非自然的破坏。另外荧光光源光谱分布很窄，对长波能量敏感的材料就不会出现日光暴晒的变化。

图2 紫外灯光谱分布

3）氙弧灯

氙弧灯对太阳光的良好模拟性，它是一种精确的气体放电灯, 它使用石英球罩密封和过滤技术, 可以精确调节其光谱能量分布, 可以模拟各种条件下的自然光, 从大气层外的太阳光到透过玻璃窗的日光等。由于氙灯紫外线部分能量相对于碳弧灯和荧光紫外灯光源增加较少，所以加速倍率最低。

图3 氙弧灯光谱分布

4）金属卤素灯

金属卤素灯是一种利用金属卤化物通电实现的气体放电灯，金属卤素灯的光谱能量分布与太阳光谱分布非常相似，特别是在红外线区域，它的波长范围280nm～3000nm，辐照强度为800 w/m2～1200w/m2，光谱能量分布可以参考图4。

图4 金属卤素灯光谱分布

3、紫外线基本概念

紫外线是太阳光中的一部分，是介于可见光和X射线之间，光谱为100nm～400nm的电磁波谱。根据不同的波长，紫外线可以分为四个波段：

1）UV A波紫外线，称长波紫外线：波长为315到400nm；

2）UVB波紫外线，称中波紫外线：波长为280到315nm；

3）UVC波紫外线，称短波紫外线：波长为200到280nm；

4) VUV波紫外线，称真空紫外线：波长为100到200nm。

图5 电磁波谱

图6 紫外光谱分类

4、UV紫外灯试验箱使用方法

1、控制器显示

QUV控制器用液晶显示面板来显示不同的试验参数和错误信息。这些参数都显示在以下面板的相应位置。

光强(QUV/se & QUV/spray)：显示当前的辐照强度。下面一行显示用户设定值，上面一行显示四组灯的实际辐照强度。单位是W/m2，其中UV-B灯的是在310nm处的光强，UV-A灯的是在340nm处的光强。

℃：显示平板温度。下面一行显示用户设定值，上面一行显示平板的实际温度，如果温度后跟有“*”，则表示加热器当前正在加热。

步骤时间：显示当前步骤在测试循环中的时间。下面一行显示执行当前步骤所需的时间（小时：分钟），上面一行显示当前步骤已进行的时间。

测试时间：显示某个测试的时间。下面一行显示用户设定值（0-9999 小时），上面一行显示已运行的时间。

总时间：该项显示QUV已经工作的总时间。

状态显示：状态显示告诉用户试验箱内正在进行的状态。

信息显示：告诉用户正在运行的步骤。

2、按键及其功能

控制器有一个12 个按钮的按键，显示如下：

RUN（运行）：用于开始运行一个测试。除非用户选择一个不同的循环/步，否则当按下此键时，设备会继续运行原来的测试，且从之前停下来的时刻开始。这样，这个循环就在连续的运行了。运行时RUN 键上的绿色LED 灯会发亮。

STOP（停止）：用于停止一个测试。按下该健时，QUV的鼓风机继续运转1 小时，冷却和干燥样品以防止其暴露在高温和湿气中继续腐蚀。当处于STOP状态时键上的蓝色LED 灯会发亮。

SILENCE（消音）：停止当前的报警声但并不删除错误信息，如果有多种错误，会再次出现报警声。

CLEAR（清除）：用于取消错误信息。在按“CLEAR”键后，你必须再接着按“ENTER”键。如果有多项信息，重复上面步骤取消显示的每一项信息。

PROGRAM（程序）：用于进入编程模式。当按“PROGRAM”键时，控制器处于编程模式下，编程模式允许用户设置测试时间，选择测试循环，修改或创建循环，校准温度计，设置报警音量或连接网络地址等。

UP/DOWN ARROWS（上/下箭头）：使用这些箭头可以更改参数和在同一参数的不同选择间滚动。

LEFT/RIGHTARROWS（左/右箭头）：在状态显示中移动光标，光标所处的参数不断闪烁。

“？”控制器进入诊断模式。提供用户各种信息，如空气加热器以多大的百分比的功率工作，软件版本，UV传感器最后一次校准至今的时间等，在诊断章节中有完整的诊断信息列表。

ENTER（确认）：用于编程时接受当前选择，并进入下一级子菜单。

ESCAPE（取消）：用于编程时取消当前选择，或返回上一级菜单。

警报灯：警报LED 是一盏红色指示灯，在测试结束、出错或有警告信息时闪烁。大多数警报伴随有警报声。

光强校准：这是在需要校准UV传感器时用来连接CR10 校准仪的端口。