氙灯耐气候试验箱

老化是高聚物的自然特性, 是高聚物在合成、改性和应用中必须要考虑到的一项重要指标。自然大气暴露试验是衡量高聚物老化性能的最真实的方法, 但自然大气暴露试验周期长、环境因素无法控制。因此, 人工加速老化试验便得到了越来越广泛的应用。人工加速老化试验按光源的不同分为多种类型,如碳弧灯、荧光紫外灯、氙灯等。

氙灯自20世纪50年代发明以来, 以其过滤后的光谱分布同日光最接近、可模拟户内外的日光、辐照强度可控制、使用寿命长等优点, 逐步取代了碳弧灯和荧光紫外灯, 成为世界上普遍使用的人工加速老化光源。在氙灯老化试验中, 氙灯的光谱分布、箱内温度、黑板温度、水的纯度等因素的变动都会对试验结果造成影响。为保证试验结果的准确性, 监控氙灯老化试验机的运转, 除了提高氙灯老化试验机所用机电设备的稳定性外, ISO、ASTM、SAE 等标准组织均提出了在氙灯老化试验中放置参考材料的要求。参考材料是一种在确定老化条件下, 其某种老化性能随时间或辐照度的变化已知且具有重复性的材料。试验过程中, 通过比较在相同时间或辐照度水平时参考材料的老化指标来考察设备的运转状况。目前, 国际上常用的参考材料主要是蓝色羊毛, 而聚苯乙烯样板作为参考材料在SAE J1960 和J1885 两项标准中得到应用。本次试验中, 研究了聚苯乙烯( PS) 样板在模拟室内环境下颜色和光泽的变化规律, 确定了聚苯乙烯样板在ASTMD 4459) 1999 中作为参考材料的性能变化指标。

一、实验部分

1、原料与设备

聚苯乙烯( PS) : 通用级, 747R, 日本JPS公司。氙灯试验机: ATLAS Ci5000, 美国ATLAS 公司;色差仪: 948, 美国X-Rite公司; 光泽计: 160, 美国Sheen 公司。

2、氙灯试验

氙灯光谱的波长范围从270nm 的短波紫外区,经可见区直到红外区。通过配备不同内外滤管, 可以模拟户内、外的日光。采用硼硅玻璃内滤光罩和钠钙玻璃外滤光罩, 可使试样表面所受辐照的光谱低端截止值与户内透过窗玻璃的日光值相近。图1为采用硼硅玻璃内滤光罩和钠钙玻璃外滤光罩的氙灯与户内日光的光谱比较图。

3、试验方法