紫外線想必大家都不會陌生,那么,紫外線帶給肌膚的僅僅是曬黑曬傷這么簡單嗎?
不是,更直接的是嚴(yán)重的光老化!
老化因素有多少是來自外界?
人體的老化過程只有10%來自內(nèi)在因素如遺傳和基因,這是無法避免的。這一因素會讓我們在七十歲才出現(xiàn)皺紋和色斑等老化問題,而90%的衰老因素來自外界,這些因素的順序包括紫外線、吸煙、壓力和污染等。
UVB 和 UVA紫外線對肌膚有哪些具體的傷害?
UVB紫外線被稱為曬傷紫外線,在短期是造成皮膚曬傷的主要原因,而長期可引起皮膚色素沉著和損傷及老化;而UVA 紫外線被稱為曬黑紫外線,在短期內(nèi)可讓皮膚變黑,長期可導(dǎo)致皮膚老化,雖說UVA的能量低于UVB, 但它的穿透力強(qiáng),哪怕是多云的天氣,它們也能穿透玻璃窗,對裸露在外的臉部、頸部等部位造成傷害。比如我們根據(jù)深圳的天氣情況做的測試,到達(dá)皮膚的紫外線98%是UVA射線,其中有19%的射線能穿透到真皮下層,1%能穿透整層皮膚。
夏天我們防曬的方法很多種,涂抹防曬霜,佩戴墨鏡,穿防曬衣,打遮陽傘,吃防曬的水果(番茄)等等。
可是我們的汽車,耳機(jī),衣服這些日常用品也會因為光照產(chǎn)生老化,這個時候,需要通過老化試驗來檢查產(chǎn)品的壽命,從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
光照老化試驗是一種利用人造光源來模擬陽光、下雨、凝霧等自然環(huán)境,進(jìn)而驗證塑料、橡膠、涂層等高分子材料對自然環(huán)境抵抗能力的試驗方法;有機(jī)材料在經(jīng)過長時間的人造光源照射后會出現(xiàn)變色、起皺、開裂等失效現(xiàn)象,通過分析試驗條件和材料的失效情況,可以評估材料的耐氣候性等級。今天我們來介紹常用的光照老化試驗方法:氙弧燈老化和熒光紫外燈老化(UV老化)。
一、名詞術(shù)語
1、箱體溫度:老化試驗箱內(nèi)空氣的溫度;
2、黑板溫度(Black panel temperature, BPT):箱體內(nèi)黑板溫度計表面的溫度,是光照老化試驗的一個重要參數(shù),用于模擬樣品表面溫度;
3、黑標(biāo)溫度(Black standard temperature, BST):其功能與BPT類似,但比BPT高約10%;
4、輻照功率:樣品表面單位面積接收到的輻照強(qiáng)度,單位為W/m2@nm;輻照功率可以用某一點的輻照強(qiáng)度表示,也可以用某一波段的輻照強(qiáng)度表示,如一個夏天中午太陽光照強(qiáng)度約為0.55W/m2@340nm、1.12W/m2@420nm 、575 W/m2@300~800nm。
5、輻照量:在一段時間內(nèi)樣品表面單位面積累計接受到的輻照能量,輻照量=輻照功率*輻照時間。
二、老化原理
在光照條件下,高分子材料里的不飽和雙鍵(C=C)、苯環(huán)、支鏈等不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)吸收高能量的紫外光后,會發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致材料出現(xiàn)變色、龜裂、失光、物理性能降低等現(xiàn)象。
常見化學(xué)反應(yīng)類型有:
1. 光引發(fā):
2. 鏈增長:
3. 鏈終止:
常見高聚合物的敏感波長如下:
高聚合物
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敏感波長(nm)
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聚碳酸酯(PC)
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285~305, 330~360
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聚乙烯(PE)
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300
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聚氯乙烯(PVC)
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320
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聚苯乙烯(PS)
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318.5
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聚丙烯(PP)
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300
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聚甲醛(POM)
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300~320
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聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)
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290~315
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可以看出,所有高聚合物的敏感波長均在400nm以下,所以一般認(rèn)為對材料老化起主要作用的是紫外波段,而可見光和紅外光主要起到熱效應(yīng)。對于UV老化,由于其能量以紫外線為主,不具有熱效應(yīng),所以其黑板溫度和箱體溫度接近。
三、氙弧燈和熒光紫外燈對比
氙弧燈
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光源
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氙弧燈管
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光譜范圍
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可見波段 (300~800nm)
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常見標(biāo)準(zhǔn)
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GB/T 16422.2-2014、SAE J2527-2004、SAE J2412-2004
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典型試驗條件
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1、0.55W@340nm,BPT 89℃,50%RH,持續(xù)光照
2、0.55W@340nm,BPT 89℃,3.8h光照,1h黑暗
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適用范圍
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汽車內(nèi)外飾材料 、電子產(chǎn)品外殼材料 、塑料、紡織品、涂料等其他材料
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其他分析
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其光譜與太陽光吻合最好,目前廣泛使用
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熒光紫外燈
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光源
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UV燈管:UVA、UVB
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光譜范圍
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紫外波段 (280~400nm)
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常見標(biāo)準(zhǔn)
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GB/T 16422.3-2014、GB/T 23987-2009、ASTM G154-2012
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典型試驗條件
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1. UVA-340,0.76W@340nm,8h光照(BPT:60℃),4h冷凝(BPT:50℃)(GB/T 16422.3)
2. UVA-340,0.89W@340nm,8h光照(BPT:60℃),4h冷凝(BPT:50℃)(ASTM G154)
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適用范圍
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塑料、橡膠、紡織品、涂料等材料
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其他分析
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僅能模擬紫外波段
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試驗方法的光譜對比:
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