所謂老化,指的是材料暴露在自然環(huán)境中,發(fā)生降解的過程。一般受到陽光、熱量(包括溫度循環(huán))和水(主要是潮濕、露水和雨水)這三種因素的影響。
在老化領域,常常會提到“光穩(wěn)定性”和“耐候性”,指的就是材料受到陽光和熱量這兩種因素的影響?!肮夥€(wěn)定性”不涉及任何形態(tài)的水,通常用于評估室內(nèi)材料或者紡織品的耐用性。
材料在自然環(huán)境中,可能發(fā)生不同類型的材料降解,如泛黃、破裂、裂紋、顏色變化和褪色、分層和粘附力損失、扭曲、脆化、起泡和抗拉強度損失等等。

光、熱和水這三種因素是影響材料降解老化的主要因素,下面將一一介紹這三種因素是如何影響材料老化的。
首先是光。這里的光指的是全光譜太陽光。在老化過程中,全光譜陽光里的紫外光(UV)起著至關重要的作用。盡管紫外光在太陽總能量中僅占約 7%,但它卻是聚合物降解的主要原因。產(chǎn)品在戶外的受光特性受到諸多因素的影響,如季節(jié)、時段、緯度、云量以及海拔等。此外,由于窗戶玻璃的厚度和色調(diào)不同,可以過濾短波紫外線,使得室內(nèi)光比戶外光更加柔和;同時,材料的光靈敏度也是至關重要的,只有當材料能夠吸收入射光,且光具有足夠的能量使化學鍵斷裂時,材料才會發(fā)生降解。
其次是熱。熱包括了溫度循環(huán),不管是高溫,還是熱循環(huán),都會加快戶外產(chǎn)品的老化。由陽光照射引起的光化學反應,通常不是單一步驟的反應,例如,在特定情況下,當溫度每上升10℃,溶液里的某些化學反應速度變會翻倍;如戶外的熱循環(huán)可以在短短幾分鐘內(nèi),讓材料表面溫度從75℃急劇下降到25℃,導致物理壓力產(chǎn)生。
最后是水。水影響材料降解的方式是多樣的。從化學反應方面來看,水不但能夠加快溶液中的反應進程,而且會使得氧氣運輸量增多;從物理反應方面來看,水也會產(chǎn)生諸多影響,像是侵蝕、吸收、凍融應力、熱沖擊等。
水的形態(tài)是多樣的,有露水(即冷凝)、潮濕以及雨水。在這些形式里,露水是戶外潮濕的最主要來源。在某些地區(qū),戶外材料每天處于潮濕環(huán)境的時長可能會超過 12 小時,所以針對這類材料老化測試,需要著重考慮水的影響因素。
光、熱與水三要素共同引發(fā)了老化現(xiàn)象。材料的耐光性取決于其本身的耐光性與耐熱性特質(zhì)。那么,怎樣才能延長產(chǎn)品在戶外環(huán)境中的使用壽命呢?老化測試可以幫到你!
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