耐紫外線（UV）輻射試驗要求與測試方法

耐紫外線輻射驗證的目的

1. 評估材料的耐候性：通過模擬太陽光中的紫外線輻射環境，了解材料的耐光老化性能，確保其在長期暴露于陽光下不會出現嚴重損壞。

2. 確保產品的使用壽命：對需要長時間戶外使用的材料（如建筑材料、汽車部件、戶外家具等）進行紫外線耐受性驗證，確保其在紫外線輻射條件下保持物理強度、顏色和結構的完整性。

3. 優化產品設計和材料選擇：通過UV耐受性測試，幫助研發人員選擇適合的抗UV材料，延長產品使用壽命，減少因紫外線老化引起的產品質量問題。

紫外線對材料的影響

紫外線輻射對材料的影響主要體現在以下幾個方面：

耐紫外線輻射驗證的檢測項目

1. 外觀變化檢測

紫外線照射可能導致材料的外觀發生變化，如顏色褪變、變黃、表面起皺或光澤度下降。通過外觀檢測，可以直觀地觀察材料在UV輻射下的變化情況。

• 檢測方法：將樣品暴露在紫外線照射下，定期檢查其表面變化，通過肉眼觀察或使用色差儀等設備評估顏色變化和光澤度變化。

• 常見現象：顏色變淺、變黃、表面變黯淡或光澤消失。

2. 機械性能檢測

紫外線會導致某些材料的強度下降，特別是聚合物、塑料和橡膠材料。因此，在耐紫外線驗證中，機械性能的檢測是評估材料耐久性的關鍵。

• 拉伸強度測試：通過紫外線輻射前后對材料的拉伸強度進行對比測試，評估其在紫外線環境下是否發生脆化或斷裂。

• 抗沖擊強度測試：對抗沖擊性能要求較高的材料，如塑料制品、汽車外飾件等，測試其在紫外線照射后的沖擊韌性變化，判斷其是否容易破裂或碎裂。

3. 老化速度評估

紫外線輻射會加速材料的老化，通過對不同輻射時長的樣品進行分析，可以評估材料的老化速度。

• 加速老化測試：通過使用紫外線老化箱模擬日光中的紫外線輻射，在短時間內加速材料的老化進程。經過一定時間的照射后，評估材料的物理性能和外觀變化。

• 老化后性能對比：對比樣品在UV輻射前后的性能，如韌性、彈性、硬度等，分析老化過程中性能的衰退情況。

4. 化學結構變化檢測

紫外線對材料的破壞作用不僅表現在物理性能上，還會引發材料的化學結構變化。常用的化學分析手段包括：

• 紅外光譜（FTIR）分析：通過紅外光譜檢測材料表面的化學鍵變化，評估其受紫外線輻射后的分子結構變化情況，如聚合物鏈斷裂、氧化等。

• X射線衍射（XRD）分析：用于檢測材料的晶體結構變化，尤其適用于某些復合材料或高分子材料的結構穩定性評估。

5. 熱學性能檢測

紫外線輻射會引發材料的熱分解或熱學性能變化，特別是塑料、橡膠等材料。通過熱學性能檢測，可以評估材料的耐熱性及其在紫外線輻射后的變化。

• 熱重分析（TGA）：通過測量材料在不同溫度下的重量變化，評估其受紫外線照射后的熱穩定性變化情況。

• 差示掃描量熱法（DSC）：用于評估材料的玻璃化轉變溫度、熔點等熱學參數在UV輻射后的變化。

6. 氧化程度檢測

紫外線照射會加速材料的氧化過程，特別是塑料、橡膠等材料，這些材料的氧化會導致機械性能下降、顏色變化等。

• 氧化誘導時間（OIT）測試：通過檢測材料在高溫下氧化分解的誘導時間，評估其受紫外線輻射后的氧化穩定性。

• 表面氧化產物檢測：通過化學分析或表面能測量等方法，檢測材料表面是否生成了氧化物或其他老化產物。

紫外線輻射驗證的過程

1. 樣品準備：選取待測試材料的標準尺寸樣品，確保樣品表面光潔無損。根據不同測試項目，樣品可以是塑料片材、涂層材料、橡膠制品或紡織品等。

2. 紫外線輻射環境模擬：利用紫外線老化箱或專用UV燈，模擬太陽光中的紫外線輻射（主要是UVA和UVB）。調節紫外線強度和輻射時間，模擬材料在實際環境中的長期暴露條件。

3. 定期取樣檢測：在不同的輻射時間點（如100小時、500小時、1000小時等）取樣，進行外觀檢測、力學性能測試以及化學分析，記錄材料的老化進程。

4. 數據分析與性能評估：對照材料在紫外線照射前后的性能變化，分析其耐紫外線輻射的能力，并根據材料的用途判斷其是否符合戶外應用的要求。