手机版
化工仪器网手机版
化工仪器网小程序
官方微信
公众号：chem17
扫码关注视频号
氙灯老化试验箱：模拟自然光照的老化专家
在材料与产品研发生产过程中，抵御自然光照导致的老化问题是衡量其质量与耐久性的关键指标。氙灯老化试验箱凭借对自然光照环境的精准模拟能力，成为评估产品耐老化性能的核心设备。以下通过具体试验，全面解析氙灯老化试验箱的专业性与可靠性。
一、试验目的
本次试验旨在利用氙灯老化试验箱，模拟自然环境中的全光谱太阳光辐射、温湿度变化等因素，加速测试样品的老化过程。通过观察和分析样品在老化前后的物理性能、化学性能及外观变化，评估其耐老化能力，为产品优化设计、材料选型及使用寿命预测提供科学依据，助力企业提升产品在户外环境下的耐久性和市场竞争力。
二、实验 / 设备条件
本次试验选用专业级氙灯老化试验箱，设备主体采用高强度耐腐蚀材料制成，具备良好的密封性和隔热性。核心部件为大功率氙灯，可提供连续稳定的全光谱辐射，光谱范围覆盖 290 - 2500nm，与自然太阳光光谱高度吻合；配备高精度的辐照度控制系统，可将辐照度精确控制在 500 - 1500W/㎡范围内。温湿度控制系统可实现温度 10 - 80℃、湿度 20% - 98% RH 的精准调节。箱内设有旋转样品架，转速为 5 - 10r/min，确保样品均匀接受光照。此外，设备还搭载了喷淋系统，可模拟自然降雨过程，用于测试样品在光湿交替环境下的老化情况。
三、试验样品
选取三种典型样品进行测试：
汽车塑料保险杠：常用的汽车外饰件，需具备良好的耐候性，防止在长期光照下出现褪色、开裂等问题。
户外涂料涂层钢板：用于建筑外墙、广告牌等场景，要求在阳光照射下保持色彩鲜艳和涂层完整性。
太阳能光伏组件封装材料：直接暴露于户外环境，对耐老化性能要求高，需确保长期使用下的透光性和稳定性。
四、试验步骤及条件
（一）汽车塑料保险杠试验
将保险杠固定在旋转样品架上，设定辐照度为 800W/㎡，模拟夏季正午阳光强度；温度控制在 65℃，湿度 60% RH，每光照 4 小时后，开启喷淋系统进行 15 分钟降雨模拟，循环此过程，总试验时长为 240 小时。
（二）户外涂料涂层钢板试验
把涂层钢板放置在样品架合适位置，设置辐照度为 600W/㎡，温度 55℃，湿度 50% RH，光照与喷淋循环模式为光照 6 小时、喷淋 20 分钟，持续试验 300 小时。
（三）太阳能光伏组件封装材料试验
将封装材料样品安装在样品架，辐照度设为 1000W/㎡，模拟标准测试条件下的太阳光强度；温度控制在 70℃，湿度 30% RH，持续光照 480 小时，期间每 60 小时检查一次样品状态。
五、数据采集与分析
试验过程中，设备自动采集辐照度、温度、湿度、喷淋时间等环境数据，每 10 分钟记录一次。对于样品数据，采用以下方式采集：
外观检测：每 24 小时通过高清相机拍摄样品照片，记录颜色变化、表面裂纹、粉化等现象。
物理性能测试：试验前后，使用色差仪测量样品颜色变化；用材料试验机测试塑料保险杠的拉伸强度和断裂伸长率；通过光泽度仪检测涂料涂层钢板的光泽度变化。
化学性能分析：对太阳能光伏组件封装材料，采用红外光谱仪分析老化前后的分子结构变化，评估材料的化学稳定性。
运用专业数据分析软件，对采集的数据进行整理和统计，绘制性能变化曲线，对比不同样品在相同或不同试验条件下的老化程度差异，分析老化影响因素与规律。
六、实验结果与结论
（一）汽车塑料保险杠试验结果
试验后，部分保险杠出现明显褪色，颜色变化值 ΔE 达到 5 以上；表面出现细微裂纹，拉伸强度下降 12%，断裂伸长率降低 15%。表明该保险杠材料的耐老化性能有待提升，氙灯老化试验箱成功模拟出光照对其性能的影响。
（二）户外涂料涂层钢板试验结果
涂料涂层钢板光泽度下降 30%，部分区域出现涂层剥落现象，说明当前涂料配方在抗老化方面存在不足，试验箱有效检测出涂层在光湿环境下的缺陷。
（三）太阳能光伏组件封装材料试验结果
封装材料透光率下降 8%，红外光谱分析显示部分高分子链断裂，老化导致材料性能降低，验证了氙灯老化试验箱对光伏材料老化测试的有效性。
（四）总体结论
氙灯老化试验箱能够高度模拟自然光照环境，通过精准控制辐照度、温湿度、喷淋等条件，加速样品老化过程，全面、准确地检测出样品的耐老化性能。其测试结果为产品改进提供了关键数据支持，是模拟自然光照老化测试的设备，在材料研发和质量控制中发挥着不可替代的作用。
七、失效分析与改进建议
（一）失效分析
汽车塑料保险杠褪色和开裂主要是由于材料中抗紫外线添加剂含量不足，无法有效吸收和屏蔽紫外线；户外涂料涂层钢板剥落是因为涂层与基材的附着力不佳，在光湿交替作用下易脱落；太阳能光伏组件封装材料性能下降则是高分子材料本身的耐候性较差，长期光照导致分子结构降解。
（二）改进建议
汽车塑料保险杠：增加抗紫外线添加剂的比例，选用光稳定剂性能更优的材料；优化注塑工艺，提高材料的致密性和均匀性。
户外涂料涂层钢板：改进涂料配方，增强涂层与基材的附着力；在涂装前对钢板表面进行预处理，提高表面粗糙度和清洁度。
太阳能光伏组件封装材料：研发新型高分子材料，或在现有材料中添加抗老化助剂；改进封装工艺，减少材料内部缺陷，提升整体耐老化性能。同时，建议企业在产品研发阶段，充分利用氙灯老化试验箱进行多轮测试，不断优化产品性能，确保产品在实际使用中的耐久性。
以上方案仅供参考，在实际试验过程中，可根据具体的试验需求、资源条件以及产品的特性进行适当调整与优化。
免责声明
- 凡本网注明“来源：化工仪器网”的所有作品，均为浙江兴旺宝明通网络有限公司-化工仪器网合法拥有版权或有权使用的作品，未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的，应在授权范围内使用，并注明“来源：化工仪器网”。违反上述声明者，本网将追究其相关法律责任。
- 本网转载并注明自其他来源（非化工仪器网）的作品，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责，不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时，必须保留本网注明的作品第一来源，并自负版权等法律责任。
- 如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。
采购中心
