一、紫外老化测试是什么？

紫外老化测试 是一种利用荧光紫外灯模拟太阳光中的紫外线部分，并通过冷凝或喷淋模拟雨水和露水，从而在实验室内进行加速老化的测试方法。

核心目的：在短时间内再现户外数月或数年才能出现的材料损伤，如褪色、失光、粉化、开裂、脆化等，从而快速评估材料的耐候性。

二、基本原理

其核心在于 “模拟” 与 “加速”：

1. 紫外线模拟：太阳光是造成许多材料老化的主要因素，而紫外线（特别是UV波段）是其中破坏性最强的部分。紫外老化试验箱使用特定波长的紫外灯（主要是UVA-340和UVB-313）来模拟太阳光的紫外线。

2. 湿度模拟：许多材料在户外的老化不仅源于光照，还源于潮湿（露水、雨水）。测试箱通过加热水盘产生饱和蒸汽（冷凝）或直接喷淋来模拟这种环境。

3. 加速机制：

• 强化光照：通过持续或循环的高强度紫外光照，加速光氧老化反应。

• 温度控制：提高测试温度，加速化学反应速率。

• 循环应力：通过光照、冷凝、喷淋的交替循环，对材料施加热胀冷缩和湿胀干缩的应力，加速物理性破坏。

三、主要应用领域

几乎所有在户外或光照环境下使用的材料都可能需要进行此项测试。

• 涂料与油墨：汽车面漆、建筑涂料，测试其粉化、变色、失光。

• 塑料和橡胶：户外塑料部件（如汽车保险杠、门窗型材）、橡胶密封件，测试其褪色、脆化、强度下降、表面开裂。

• 纺织品：户外遮阳篷、车用纺织品，测试其褪色和强度损失。

• 木材与木器漆：评估木材的老化及漆膜的保护性能。

• 汽车工业：内外饰件的老化性能评估。

四、测试标准与条件

常见的国际和国内标准包括 ASTM G154、ISO 4892-3、SAE J2020 等。一个典型的测试循环包括两个主要阶段：

1. 光照阶段：

• UVA-340灯管：最佳地模拟了太阳光从365nm到295nm的短波区域，特别适用于户外产品的比较测试。

• UVB-313灯管：发射更短的紫外线，加速性更强，但可能会引起户外实际使用中不会出现的老化现象，主要用于质量控制和研究开发。

• 在设定的温度（如50°C, 60°C或70°C）下，使用紫外灯持续照射样品数小时（如4小时或8小时）。

• 灯管类型是关键选择：

2. 冷凝/喷淋阶段：

• 冷凝：关闭紫外灯，通过加热水盘使箱内产生100%湿度的热蒸汽，在样品表面形成凝露。这主要模拟了夜晚和清晨的露水侵蚀（通常持续4小时）。

• 喷淋：在光照或黑暗阶段，通过喷头向样品表面喷水，模拟雨水冷却和冲刷的效应。

五、结果评估

测试结束后，通过对比测试前后的样品，评估以下性能变化：

1. 外观变化

• 颜色变化：使用色差计测量ΔE值。

• 光泽度变化：使用光泽度仪测量。

• 表面形貌：肉眼或显微镜观察是否出现粉化、起泡、开裂、斑点、霉变等。

2. 物理/机械性能变化

• 力学性能：测试拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、伸长率等是否下降。

• 电性能：对于绝缘材料，测试其绝缘电阻是否变化。

六、注意事项与局限性

1. 非全光谱模拟：与氙灯老化不同，紫外老化只模拟了太阳光中的紫外线部分，而没有可见光和红外线。因此，它对于主要由紫外线引起的老化效果极佳，但无法评估热效应或可见光引起的某些颜色变化。

2. 选择正确的灯管：UVA-340的测试结果与户外相关性更好，而UVB-313的加速性更强但相关性可能较差。选择错误会导致结果失真。

3. 结果的相关性：紫外老化是极佳的相对比较工具（比较A配方和B配方哪个更好），但由于其非全光谱的特性，很难精确计算出实验室测试1小时等于户外暴晒多少天。

4. 样品制备：样品的厚度、颜色、摆放位置都会影响测试结果。

七、紫外老化 vs. 氙灯老化

这是两个最常用的老化测试方法，它们的核心区别如下：