Atlas旋轉(zhuǎn)鼓式氙燈試驗(yàn)箱和平板式氙燈試驗(yàn)箱的比較

測(cè)試結(jié)果表明，各種不同材料的樣品在同一試驗(yàn)箱(旋轉(zhuǎn)鼓式氙燈試驗(yàn)箱或平板式氙燈試驗(yàn)箱)內(nèi)的測(cè)試誤差范圍為±3%～±13%之間。

早期氙燈耐候和耐光試驗(yàn)設(shè)備多被設(shè)計(jì)成在試驗(yàn)箱的中心安放一支氙燈燈管、四周是圍繞光源旋轉(zhuǎn)的樣品架(參見圖1)，此類樣品安裝架經(jīng)常被稱作“旋轉(zhuǎn)鼓”。近些年推出了平板式的氙燈試驗(yàn)箱(參見圖2)。

所有氙燈試驗(yàn)箱的一個(gè)設(shè)計(jì)目的都是希望在試驗(yàn)箱內(nèi)形成一個(gè)光強(qiáng)、溫度以及濕度一概一致的環(huán)境。然而，實(shí)際上并不可能獲得一概的均勻性。為了提高均勻性，通常需要在測(cè)試過程中輪換樣品的曝曬位置。

旋轉(zhuǎn)鼓式氙燈試驗(yàn)箱確實(shí)可以自動(dòng)地在燈管的水平方向輪換樣品的曝曬位置，然而，卻不能在垂直方向上對(duì)光強(qiáng)、溫度和濕度的不均勻性進(jìn)行補(bǔ)償。平板式氙燈試驗(yàn)箱則需要定期手工輪換樣品位置，利用本文介紹的輪換方法每天只需要1min的時(shí)間。

老化均勻性測(cè)試是將多個(gè)相同樣品放在同一試驗(yàn)箱內(nèi)進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)每個(gè)樣品的老化程度進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)測(cè)試室大小的不同，重復(fù)樣品的數(shù)量多達(dá)9-108個(gè)。

樣品材料：

采用了3種不同類型的材料：聚苯乙烯塑料、藍(lán)羊毛(兩種規(guī)格)和汽車面漆。為了保證研究的代表性和廣泛性，試驗(yàn)中選擇的材料都是標(biāo)準(zhǔn)的參考材料，同時(shí)這幾種材料的材質(zhì)差異較大，涵蓋了塑料、紡織和涂料。

(1)聚苯乙烯

聚苯乙烯是汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SAE J1960和SAE J1885中規(guī)定的用于測(cè)試透明塑料光穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)材料，其老化模式為黃變。該材料對(duì)溫度和光強(qiáng)的變化敏感。樣品尺寸為50mm x 75mm，厚度為3mm。樣品生產(chǎn)商為Test Fabrics公司，測(cè)試所用樣品來自批號(hào)6。

(2)藍(lán)羊毛L2

藍(lán)羊毛L2是AATCC TM16中要求的日曬色牢度的標(biāo)準(zhǔn)參考材料之一。老化模式為褪色，該材料對(duì)溫度、相對(duì)濕度和光強(qiáng)的變化敏感。樣品尺寸為50mm x l00mm。生產(chǎn)商為AATCC，測(cè)試所用樣品來自批號(hào)8。

(3)藍(lán)羊毛L4

藍(lán)羊毛L2是AATCC TM16中要求的日曬色牢度的標(biāo)準(zhǔn)參考材料之一。它比L2的顏色更深且日曬色牢度更好，L4的色牢度為L(zhǎng)2的4倍。樣品尺寸為50mm x l00mm。生產(chǎn)商為AATCC，測(cè)試所用樣品來自批號(hào)5。

(4)汽車面漆

汽車面漆采用由BASF涂料公司生產(chǎn)Alkyd-Melamine。實(shí)驗(yàn)室樣板制備時(shí)，將其涂覆在鋼板袁面的灰色底涂上。它是VDA 621-430透明面漆抗龜裂測(cè)試方法中推薦使用的參考材料，這種材料類似于汽車面漆，但它會(huì)在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生龜裂。該材料對(duì)溫度、光強(qiáng)和潮濕時(shí)間敏感。樣品尺寸為50mm x 100mm x 0.8mm。

氙燈試驗(yàn)箱類型：

(1)旋轉(zhuǎn)鼓式氙燈試驗(yàn)箱

旋轉(zhuǎn)鼓式氙燈試驗(yàn)箱在**次world大戰(zhàn)后開始使用。本試驗(yàn)選擇美國(guó)Atlas公司制造的Ci5000、 Ci4000、Ci65A型老化試驗(yàn)箱，原因是這些型號(hào)設(shè)備在行業(yè)內(nèi)使用較普遍，且Ci5000、Ci4000是新型。每個(gè)型號(hào)的試驗(yàn)箱都可以控制光強(qiáng)、黑板溫度、箱內(nèi)空氣溫度和相對(duì)濕度。其中溫度和相對(duì)濕度的控制是**設(shè)計(jì)的。上述設(shè)備的樣品架是20世紀(jì)80年代為提高光強(qiáng)的均勻性而引入的3層樣品架。試驗(yàn)中一共采用了5臺(tái)不同的試驗(yàn)箱：1臺(tái)Ci5000、1臺(tái)Ci4000、3臺(tái)Ci65A。

(2)平板式氙燈試驗(yàn)箱

本試驗(yàn)采用的試驗(yàn)箱是美國(guó)Q-Lab公司生產(chǎn)的Q-Sun Xe-3-HS式氙燈試驗(yàn)箱。該試驗(yàn)箱可控制試驗(yàn)的全部參數(shù)——光強(qiáng)、黑板溫度、箱內(nèi)溫度和相對(duì)濕度。試驗(yàn)箱采用3支氙燈，電源控制系統(tǒng)和光強(qiáng)系統(tǒng)控制都是Q-Lab公司的**設(shè)計(jì)。試驗(yàn)箱內(nèi)的反射墻及光源反射系統(tǒng)能盡可能地均勻輻照光并再現(xiàn)自然漫射光。試驗(yàn)箱的溫度控制和相對(duì)濕度控制也是**設(shè)計(jì)的。試驗(yàn)同樣采用5臺(tái)氙燈試驗(yàn)箱。

樣品安裝：

(1)旋轉(zhuǎn)鼓式氙燈試驗(yàn)箱

在旋轉(zhuǎn)鼓式試驗(yàn)箱的垂直方向有上、中、下位置放置3層樣品架，每層樣品架可放置3個(gè)試樣，共可放置9個(gè)試樣。如樣品超過9個(gè)，則橫向依次在轉(zhuǎn)鼓的相應(yīng)位置安裝。聚苯乙烯、汽車面漆為無背板安裝，藍(lán)羊毛則根據(jù)AATCC TM16的推薦，用白卡紙作為背襯材料安裝。

(2)平板式氙燈試驗(yàn)箱

樣品安放在4個(gè)小式樣品盤中，每個(gè)樣品盤ZUI多可放置14塊50mm X 100mm的試樣，然后將小式樣品盤再放置到試驗(yàn)箱中。聚苯乙烯、汽車面漆為無背板安裝，藍(lán)羊毛則根據(jù)AATCC TM16的推薦，用白卡紙作為背襯材料安裝，然后放置于紡織品樣品架上。

平板式試驗(yàn)箱推薦樣品定期輪換位置。實(shí)驗(yàn)中，我們將一套樣品定期換位而另一套樣品則固定不動(dòng)，以研究位置輪換對(duì)測(cè)試均勻性的影響。圖4中的1、2、3、4表示某樣品在第1天、第2天、第3天、第4天的不同位置。在整個(gè)測(cè)試過程中，樣品安照上述步驟每天進(jìn)行一次輪換，每天所花費(fèi)的時(shí)間僅為1min。因藍(lán)羊毛L2的總曝曬時(shí)間只有20—24h，所以要求移動(dòng)兩次位置。