塑料实验室曝露试验方法的三种光源

塑料实验室光源曝露方法按GB/T16422塑料实验室光源曝露试验方法（等效ISO4892）国家标准，包括氙弧灯、荧光紫外灯、开放式碳弧灯三种光源曝露试验方法。

光源要求：实验室的人工光源应尽量准确地模拟阳光的光谱能力分布。出版物CIE No85-1989是对比人工光源与自然阳光辐射光谱分布的准则。波长范围在300~2450nm内的地面阳光辐照度为1090W/m²。直接从氙灯、碳弧灯和一些荧光灯发出的辐射中含有大量的自然光中所没有的短波紫外辐射。给氙灯、碳弧灯选择合适的滤光器，能滤掉大多数短波辐射。可选用光谱输出与阳光中特定紫外区域相一致的荧光灯。氙灯辐射经适当滤光后，其光谱能量分布与阳光中紫外、可见部分zui相似。

1·氙灯                                 

氙灯发出的光谱波长范围从270nm以下的短波紫外区，经可见区直到红外区。作为曝露试验，氙灯辐射要经过滤，以减少紫外短波辐射，并尽可能除去红外辐射，使氙灯光能谱分布与太阳光能谱分布相接近。

由于氙灯和滤光器在使用过程中老化，因此使用一定时间后应该更换。由于脏物集聚也会影响其性能，因此应定期清洗。

照射到试样表面上的波长为300~890nm光的辐照度在正常情况下应为（1000±200）W/m²。波长低于300nm光的辐照度应不超过1W/m²。在整个试样表面辐照度的变化不应超过±10%。

图3-4-2为一种商业产品氙灯，有滤光片系统，以模拟在zui终使用条件中的自然阳光的输出

1. 荧光紫外灯

用荧光紫外灯作为塑料人工老化光源，是由于以下原因：

①价廉而快速。

②它们可被选择来产生相应于太阳光紫外区的光谱输出。

③在使用和操作时光谱分布的变化很小，很容易保持实质上恒定的辐照度。

④它们产生的红外辐射小，通常没有试样过热的问题。

⑤它们提供可放置大面积试样的曝露装置。

⑥当曝露的是制品而不是试样时，可将等安排在制品的周围。

荧光紫外灯是借助于某种荧光物质把来自一种低压汞弧的254nm辐射转化为较长波长紫外光的一种灯。荧光灯的光谱能量分布决定于荧光物质的发射光谱和玻璃管的透射性。一般荧光紫外灯分为三种类型：UV-A型，光谱分布315nm至400nm波长之间的辐射；UV-B型，280nm至315nm波长之间的辐射；UV-C型，短于280nm波长的辐射。

照射到试样表面上的波长为280nm~400nm光的辐照度在通常情况下不能大于50W/m²。一般使用的UV-A型和UV-B型灯为40W。

图3-4-3为两种商业产品荧光紫外灯，即为UV-A型和UV-B型。

3,、开放式碳弧灯

开放式碳弧灯产生的光与自然阳光有较大的不同，因而它的应用正在减少，但以发现，对于某些特殊用途，它们是有用的，在一些国家中仍有相当多的应用。

开放式碳弧灯发出的弧光是由碳棒电极在自由空气重放电形成的，电极是表面镀铜的有芯型碳棒。

弧光通过一个耐热玻璃滤光器后才照射到试样上，滤光器对波长255nm的光的透过率小于1%，对波长360nm以上直到可见区的透光率为90%。玻璃滤光器的性能在使用过程中由于老化会产生变化，并有积垢，因此应定期清洗或更换。

照射到试样表面上的波长为300~750nm光的辐照度在正常情况下应不超过500W/m²。波长低于300nm光的辐照度应不超过2W/m²。

图3-4-4为一种商业产品开放式碳弧灯，有玻璃滤光片，以改进对自然阳光的模拟。