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1、实验室和户外曝晒使用焦耳时间计算引起的错误背景：在实验室或户外耐候试验一种常见的做法，是计算暴露在紫外线下的焦耳，而不是测试几小时或几天时间。这样的假设是暴露试验，其特征在于一个变量（焦耳数），这样不同试验时间、地点的试验结果是很容易进行比较的。但是，数据显示相同标本接收相同的累计辐照焦耳量，却常常表现出很大的不同程度的降解。 这是因为，以焦耳的定时计算并没有考虑到的其主要变化由下面的其他因素产生的应力： 1. 光谱辐照度的差异。 2. 暴露温度的差异。 3.水分的差异。1. 由于光辐照焦耳计算的错误来自阳光的能量主要是可见光和红外,紫外线只占有约5的太阳光。然而，光降解主要是由紫外线引起的。
2、单纯使用焦耳来判断材料的降解程度，并不是十分可靠的。太阳光会因为地域、季节的不同而变化。同时，请注意图1中冬季的太阳光分布缺乏310nm之下的波长，这些短波紫外线对材料的降解影响更大。许多研究表明，在一般情况下，一个短的波长的紫外线比波长较长的紫外线更具破坏性。图2中，同样暴露在1M J/紫外线中，聚烯烃在波长280 nm形成的数量比羰基在340 nm处形成的数量大510倍。 这些研究表明，定时焦耳曝光测试可能会导致巨大的错误，除非光的光谱分布是绝对相同的。为了更直接的说明问题，选用同样的样品，参照ASTM G53的测试方法。采用Q-LAB公司的QUV/se紫外老化试验箱（详细请访问：http
3、:/ 340、UVA351两种灯管，辐照度控制1.35W / 在340nm处。同时，为了消除水分、温度的影响，试验中无冷凝，温度控制在50。请注意，UVA-340和 UVA-351光谱曲线的灯只相差10nm，远小于夏天和冬天阳光的区别 （如图1中所示）。 但是，后面的测试中显示出高达2:1的降解差异。如上面两图所示，样品在相同总的焦耳UV曝晒下颜色、光泽却呈现出不同的变化。自然界光的变化远大于上面两种灯管光谱的差异，所以仅以光曝晒的焦耳数来评判材料的耐候性是不合理的。2. 由于温度焦耳计算的错误在一篇文章中，有学者指出在氙灯测试中。为了达到相同的黄变效果，相同的样品，在较低温度需要的辐照强度是
4、较高温度的两倍。同样，相同的ABS材料在70下的黄变率，是在50下的2倍。但是，并不是所有的材料都是随着温度的增加，降解率随之增加。我们很难获得材料降解程度与温度变化之间的对应方程式。如下图所示，聚氨酯涂料并不会由于温度的升高，失光率随之升高。3. 由于水分焦耳计算的错误水分是众所周知的影响聚合物降解的重要组成部分，无论是户外或实验室。为了说明如何湿气如何影响材料的降解，相同的材料的采用老化试验箱（详细请访问：http:/ G53紫外加速老化测试， 不同的测试周期如下：循环A 紫外线4小时，4小时冷凝 循环B 黑暗中干燥4小时，4小时UV（无水分） 循环C 冷凝4小时，4小时黑暗干燥（无紫外线
5、）同时，为了消除光和温度的影响。均采用UVA340灯管，辐照度控制1.35W / 在340nm处；温度保持在50C。上述数据表明，相同材料暴露在相同的辐射条件下，水分造成的差异变化是不同的。 出于这个原因，不同测试方法中对水分的要求应是不一样的，而不是保持不变的。4. 原因不明的焦耳错误即使当波长，温度以及湿度周期地被精确控制，相同的乙烯薄膜样品在5个实验室选用不同的氙灯老化试验装置。选用SAE J1960中的测试方法。可以从图中看出，样品在5个实验室显示出的失光率并不相同，我们无法知道是温度，还是湿度，或者是氙灯光谱分布引起的。了解更多耐候性检测的设备和技术，请访问http:/www.shanxi-
