在日常(chang)生(sheng)活(huo)中，無論(lun)是(shi)戶外家具、汽車(che)車(che)漆，還(hai)是(shi)建(jian)築(zhu)塗(tu)料(liao)、塑料(liao)制(zhi)品，長(chang)時(shi)間暴(bao)露在陽(yang)光下(xia)都會(hui)出現(xian)褪(tui)色(se)、開裂(lie)、變脆等老(lao)化現(xian)象(xiang)。這(zhe)些(xie)看(kan)似緩(huan)慢的變化，實(shi)則(ze)是(shi)陽光中紫外(wai)線(xian)、熱(re)量(liang)、濕度等多因素協同(tong)作(zuo)用(yong)的結(jie)果。而(er)紫(zi)外線(xian)老化試(shi)驗箱(xiang)正(zheng)是通過(guo)模(mo)擬這(zhe)些(xie)關(guan)鍵要素，在實(shi)驗室(shi)環(huan)境下(xia)加速(su)材料(liao)的老(lao)化過(guo)程(cheng)，幫(bang)助企業(ye)快(kuai)速評(ping)估(gu)產品的(de)耐(nai)候性。本(ben)文(wen)將(jiang)深(shen)入(ru)解(jie)析(xi)紫(zi)外線(xian)老化試(shi)驗箱(xiang)的工作(zuo)原(yuan)理(li)與模(mo)擬機(ji)制(zhi)，揭開(kai)材料(liao) “抗(kang)曬(shai)能力(li)” 測試(shi)的(de)奧(ao)秘(mi)。
 

　　壹(yi)、陽(yang)光暴(bao)曬(shai)導致(zhi)材料(liao)老化的(de)本(ben)質
 

　　陽光中對(dui)材料(liao)造(zao)成(cheng)老化破(po)壞(huai)的主(zhu)要(yao)成(cheng)分是(shi)紫外(wai)線(xian)(UV)、可見光和(he)紅外(wai)線(xian)，其中紫外(wai)線(xian)的能量(liang)最(zui)高(gao)，對(dui)材料(liao)的影(ying)響(xiang)最為顯(xian)著。根(gen)據波(bo)長(chang)不(bu)同(tong)，紫外(wai)線(xian)可分為：
 

　　UVC(100-280nm)：被(bei)臭(chou)氧(yang)層吸收，幾乎無法(fa)到達地面；
 

　　UVB(280-320nm)：能量(liang)高(gao)，能快(kuai)速破(po)壞(huai)材料(liao)分子結構(gou)，導(dao)致褪色(se)、降解；
 

　　UVA(320-400nm)：穿透(tou)力(li)強(qiang)，可(ke)深(shen)入(ru)材料(liao)內(nei)部，造(zao)成(cheng)長(chang)期(qi)的老(lao)化損(sun)傷(shang)。
 

　　除(chu)紫外線(xian)外，高(gao)溫(wen)與濕度也(ye)是(shi)加速(su)老(lao)化的(de)關(guan)鍵因素。高(gao)溫(wen)會(hui)加速(su)分子運動，使材料(liao)內(nei)部化學(xue)鍵(jian)斷(duan)裂(lie)；而潮(chao)濕環(huan)境(如(ru)露(lu)水(shui)、降雨)則會促(cu)進(jin)化學(xue)腐(fu)蝕(shi)與水(shui)解反(fan)應，進(jin)壹步(bu)加劇(ju)老(lao)化。例(li)如(ru)，戶(hu)外廣(guang)告(gao)牌在(zai)夏(xia)季高(gao)溫(wen)暴(bao)曬(shai)後，表(biao)面油(you)墨(mo)因紫(zi)外(wai)線(xian)降解褪色(se)，夜間冷凝(ning)水(shui)滲(shen)透(tou)又(you)加速(su)了(le)基(ji)材的(de)腐(fu)蝕(shi)，最終(zhong)導(dao)致(zhi)畫(hua)面(mian)脫(tuo)落(luo)、材質脆化。

　　二(er)、紫(zi)外(wai)線(xian)老化試(shi)驗箱(xiang)的模(mo)擬核(he)心(xin)：三(san)大(da)關(guan)鍵機(ji)制(zhi)
 

　　1. 精(jing)準(zhun)模(mo)擬紫外線(xian)光譜(pu)
 

　　紫(zi)外(wai)線(xian)老化試(shi)驗箱(xiang)的核(he)心(xin)是(shi)紫(zi)外線(xian)燈(deng)管(guan)，通過(guo)發射(she)特(te)定波(bo)長(chang)的(de)紫外線(xian)，模(mo)擬陽光中的 UVA 和(he) UVB 波(bo)段。目(mu)前主(zhu)流(liu)燈(deng)管(guan)類(lei)型(xing)包括(kuo)：
 

　　UVA-340 燈(deng)管(guan)：光譜(pu)範圍集(ji)中在 315-380nm，能精(jing)準(zhun)模(mo)擬陽光中導致(zhi)材料(liao)快(kuai)速老(lao)化的(de)短波(bo)紫(zi)外(wai)線(xian)，適用(yong)於(yu)加速(su)測(ce)試(shi)；
 

　　UVB-313 燈(deng)管(guan)：波(bo)長(chang)更短(280-315nm)，能量(liang)更高(gao)，可在短時間內(nei)引發明顯(xian)的(de)老(lao)化現(xian)象(xiang)，常(chang)用(yong)於(yu)快(kuai)速篩(shai)選試(shi)驗；
 

　　UVA-351 燈(deng)管(guan)：模(mo)擬透(tou)過窗玻璃的(de)紫(zi)外線(xian)，適用(yong)於(yu)室(shi)內(nei)材料(liao)(如(ru)家(jia)具、內(nei)飾)的(de)耐(nai)候(hou)性測(ce)試(shi)。
 

　　通過(guo)組合不(bu)同(tong)類型(xing)的(de)燈(deng)管(guan)，試(shi)驗箱(xiang)可靈(ling)活調(tiao)節紫外線(xian)強(qiang)度與光譜(pu)分布(bu)，還原(yuan)不(bu)同(tong)地區(如(ru)赤(chi)道強(qiang)紫(zi)外(wai)線(xian)區、高(gao)緯度弱紫外線(xian)區)的陽光特(te)征。
 

　　2. 溫(wen)度與濕度協同(tong)模(mo)擬
 

　　為復(fu)刻(ke)現(xian)實(shi)中的 “暴(bao)曬(shai) + 潮濕” 環(huan)境，試(shi)驗箱(xiang)采(cai)用(yong)溫(wen)度控制(zhi)系統(tong)與冷凝(ning) / 噴淋(lin)裝置：
 

　　高(gao)溫(wen)模(mo)擬：通過(guo)加熱(re)系統(tong)將(jiang)箱(xiang)內(nei)溫(wen)度提升(sheng)至(zhi) 50℃-80℃，模(mo)擬夏(xia)季高(gao)溫(wen)。部(bu)分設(she)備還可(ke)實現(xian) “溫(wen)度循環(huan)”，模(mo)擬晝夜溫(wen)差(cha)對(dui)材料(liao)的熱(re)脹(zhang)冷縮(suo)應力(li)；
 

　　潮濕環(huan)境模(mo)擬：
 

　　冷凝(ning)模(mo)式：在(zai)試(shi)驗箱(xiang)內(nei)壁設(she)置冷卻(que)管，使箱(xiang)內(nei)高(gao)溫(wen)水(shui)蒸氣(qi)在樣品表(biao)面凝(ning)結成(cheng) “露水(shui)”，模(mo)擬夜間潮(chao)濕；
 

　　噴(pen)淋(lin)模(mo)式：定時噴(pen)灑水(shui)霧，模(mo)擬降雨過程(cheng)，加速(su)材料(liao)表(biao)面的(de)化學(xue)腐(fu)蝕(shi)與機(ji)械(xie)沖刷。
 

　　3. 加速(su)老(lao)化：時(shi)間與強(qiang)度的博弈
 

　　自然界中材料(liao)的老(lao)化可(ke)能需要(yao)數年(nian)甚至(zhi)數十年(nian)，但(dan)紫外線(xian)老化試(shi)驗箱(xiang)通過(guo)增強(qiang)紫(zi)外(wai)線(xian)強(qiang)度、提高(gao)溫(wen)度、循環(huan)潮(chao)濕環(huan)境，將(jiang)老(lao)化過(guo)程(cheng)壓縮(suo)至(zhi)數天(tian)或數(shu)周(zhou)。例(li)如(ru)，采(cai)用(yong) UVB-313 燈(deng)管(guan)的(de)試(shi)驗箱(xiang)，在 60℃高(gao)溫(wen)與冷凝(ning)交替的(de)條(tiao)件下(xia)，僅(jin)需 72 小時(shi)即(ji)可模(mo)擬戶外 1 年(nian)的(de)老(lao)化效(xiao)果，大(da)幅縮(suo)短了(le)產(chan)品研發與質量(liang)檢(jian)測(ce)的周期(qi)。