塔式紫外線老化試驗(yàn)箱測(cè)試多長(zhǎng)時(shí)間相當(dāng)于曝曬一年？
點(diǎn)擊次數(shù)：21 更新時(shí)間：2025-07-01
在材料耐候性研究領(lǐng)域，塔式紫外線老化試驗(yàn)箱是常用設(shè)備，它通過(guò)模擬紫外線輻射等環(huán)境因素加速材料老化。不少研究人員和企業(yè)常思考：塔式紫外線老化試驗(yàn)箱測(cè)試多長(zhǎng)時(shí)間，相當(dāng)于材料在戶外曝曬一年呢？但遺憾的是，這個(gè)問(wèn)題沒(méi)有簡(jiǎn)單直接的答案。
自然環(huán)境極為復(fù)雜，諸多因素影響材料老化速度。以戶外曝曬場(chǎng)的地理位置為例，越靠近赤道，紫外線越強(qiáng)，材料老化越快；海拔越高，紫外線同樣越強(qiáng)，老化進(jìn)程也會(huì)加快。像我國(guó)海南地區(qū)，地處低緯度，紫外線輻射強(qiáng)，材料在當(dāng)?shù)貞敉饫匣俣冗h(yuǎn)快于高緯度地區(qū)。當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境也有影響，風(fēng)速會(huì)改變測(cè)試樣品的風(fēng)干程度，靠近水源處易促進(jìn)露水形成，而露水會(huì)加速材料老化。并且，每年氣候不同，同一地區(qū)次年天氣對(duì)樣品的影響可能是上一年的 2 倍；季節(jié)變化也顯著，夏季強(qiáng)烈陽(yáng)光和紫外線對(duì)試樣的破壞程度，遠(yuǎn)超過(guò)冬天。此外，樣品朝向（比如偏南 5 度和正北）、樣品是否絕緣等，都會(huì)讓材料老化情況有所不同。
塔式紫外線老化試驗(yàn)箱雖能模擬紫外線輻射、溫度、濕度等部分環(huán)境因素，但與自然環(huán)境仍有差距。其光源系統(tǒng)采用紫外熒光燈管，如常見(jiàn)的 UVA - 340、UVB - 313 燈管。UVA - 340 可模擬太陽(yáng)光譜中 295 - 360nm 的短波紫外光，這部分光在自然環(huán)境中對(duì)材料老化作用關(guān)鍵；UVB - 313 產(chǎn)生的紫外線波長(zhǎng)更短、能量更高，能加速老化，不過(guò)其光譜與自然紫外光有差異，可能導(dǎo)致部分材料測(cè)試結(jié)果偏差。而且，試驗(yàn)箱中缺失可見(jiàn)光和紅外光，它們?cè)谧匀画h(huán)境中會(huì)影響材料溫度，進(jìn)而影響光化學(xué)反應(yīng)速率。另外，試驗(yàn)箱的測(cè)試周期（如紫外線光照時(shí)長(zhǎng)、冷凝潮濕時(shí)間）、操作溫度（通常溫度越高，老化越快）等設(shè)置，也會(huì)影響測(cè)試結(jié)果。
基于以上種種不確定性，難以建立塔式紫外線老化試驗(yàn)箱測(cè)試時(shí)間與戶外曝曬時(shí)長(zhǎng)的精準(zhǔn)換算關(guān)系。從一些研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，在特定條件下，有過(guò)粗略估算。比如，僅考慮輻照度和持續(xù)照射，若試驗(yàn)箱輻照度為 0.77W/m2/nm，1 小時(shí)試驗(yàn)箱測(cè)試可能相當(dāng)于戶外數(shù)小時(shí)到數(shù)十小時(shí)的實(shí)際紫外暴露量。還有在高輻照度燈管、持續(xù)照射，并與佛羅里達(dá)夏季對(duì)比的特定情況下，有觀點(diǎn)認(rèn)為 1 小時(shí)試驗(yàn)箱測(cè)試大致相當(dāng)于戶外 8 小時(shí)到幾天不等。但這些都只是忽略了光譜、溫度、濕度、循環(huán)等眾多重要因素后的粗略估算。 雖然無(wú)法精確換算，但塔式紫外線老化試驗(yàn)箱在材料耐候性研究中意義重大。它能在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，相對(duì)快速地對(duì)材料老化性能進(jìn)行對(duì)比和評(píng)估，為材料研發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量控制提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)參考，助力篩選出性能更優(yōu)的材料，提升產(chǎn)品在戶外環(huán)境中的耐久性 。
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