日曬加速老化測試中焦耳數等效存在的問題-濕度

日曬加速老化測試中焦耳數等效無法用於(yu) 解決(jue) 實驗室加速老化測試與(yu) 自然老化測試的時間換算（更多關(guan) 於(yu) 實驗室加速老化測試與(yu) 自然老化時間換算的問題，詳見《試驗機加速老化時間與(yu) 戶外老化時間應該如何換算？》），原因在於(yu) 焦耳數等效方法並未完全考慮光譜、濕度、溫度等影響因素。

眾(zhong) 所周知，潮濕對聚合物戶外和實驗室老化測試起著非常重要的作用。在戶外曝曬中，季節不同、樣品安裝方法不同以及曝曬地點不同，潮濕的影響也不同。例如，樣品在佛羅裏達曝曬比在亞(ya) 利桑那曝曬，遭受的潮濕侵蝕要大的多。在實驗室加速測試中，操作者可以選擇差別很大的潮濕循環。同時，不同的試驗箱模擬潮濕的形式也不同。熒光紫外試驗機通過熱冷凝的方式實現潮濕侵蝕，而氙燈或碳弧燈試驗箱采用冷噴淋的形式。

為(wei) 了說明在相同焦耳數下，潮濕如何影響材料的老化，把不同的材料暴露在G53標準規定的熒光紫外試驗機中，分別運行下麵不同的循環：

圖1－潮濕對環氧塗層失光的影響。沒有潮濕作用的曝曬相比有潮濕作用的曝曬，需要大約200％的焦耳數才能對材料產(chan) 生大概相同的失光效果。

圖1顯示潮濕對環氧塗層失光的影響。在這個(ge) 例子中，沒有潮濕作用的循環需要大約兩(liang) 倍的焦耳數，才能對材料產(chan) 生與(yu) 有潮濕作用的循環大概相同的失光效果。圖2顯示對於(yu) 聚氨酯塗層，數據是相似的。有潮濕作用的循環每焦耳對材料產(chan) 生的老化至少是沒有潮濕作用的循環的500%。再次證明，材料的老化與(yu) 焦耳數之間不是相互對應的。

圖2－潮濕對聚氨酯塗層失光的影響。相同焦耳數，材料產(chan) 生的老化並不相同。

紫外光照和潮濕的共同作用-圖3增加了4h冷凝和4h幹燥黑暗循環的數據。然而，因為(wei) 在這個(ge) 新的循環中沒有紫外光照，在圖中不可能描述光澤和焦耳數之間的關(guan) 係。所以我們(men) 描述了光澤與(yu) 曝曬時間之間的關(guan) 係，在這個(ge) 例子中，樣品的光澤沒有明顯改變。請注意，不管是在沒有紫外光照的循環中，還是在沒有潮濕的循環中，材料的光澤都沒有發生明顯變化。隻有潮濕和紫外光照共同作用，才引起材料明顯的光澤變化。因為(wei) 紫外光照是伴隨潮濕作用共同對材料產(chan) 生影響，所以僅(jin) 用焦耳數來定義(yi) 曝曬時間顯然是毫無意義(yi) 的。

圖3－潮濕和紫外光照共同作用，對材料的失光產(chan) 生影響

潮濕不但確實影響材料發生老化的速率，而且也影響材料發生老化的類型。圖4顯示尼龍樣品的黃變與(yu) 焦耳數之間的關(guan) 係。沒有潮濕作用的測試循環使材料發生黃變，而有潮濕作用的循環使材料的顏色向相反的方向變化。材料的目測結果表明有潮濕作用的循環使材料的表麵發生粉化，而沒有潮濕作用的循環沒有引起這種變化。像這種例子，用焦耳數來定義(yi) 材料的老化是沒有任何意義(yi) 的，因為(wei) 在相同焦耳數曝曬下，相同的樣品因為(wei) 是否受到潮濕的作用而顯示了截然不同的老化類型。

圖4－受相同焦耳數的曝曬，相同的尼龍樣品因為(wei) 潮濕的影響，顯示了不同的老化類型。

同時要注意，潮濕並不總是引起材料發生老化的重要因素。圖5顯示對於(yu) 聚苯乙烯材料，潮濕並不影響材料發生黃變的速率。在本例中，340nm處的焦耳數確實可以很好地測量老化因素。另一方麵，通常使用的測試時間也可以用於(yu) 測試計時。

圖5－潮濕循環對於(yu) 聚苯乙烯材料發生黃變的影響。在本例中，潮濕並不影響材料發生老化的速率

以上數據表明，暴露在相同焦耳數下的相同材料，濕度不同會(hui) 引起不同的老化速率和類型。因為(wei) 這個(ge) 原因，不建議用焦耳數來定義(yi) 曝曬時間，因為(wei) 可能潮濕循環不同。