紫(zi)外線(xian)老化(hua)試(shi)驗箱的(de)核(he)心(xin)功(gong)能(neng)是通(tong)過模擬(ni)太(tai)陽(yang)紫(zi)外線(xian)輻射(she)，加速材(cai)料(liao)老化過程(cheng)，預判其(qi)在戶外環(huan)境中的(de)耐(nai)久(jiu)性。而光(guang)源(yuan)作為(wei)試(shi)驗箱的(de) “心臟"，其(qi)波長(chang)範(fan)圍、能(neng)量(liang)分(fen)布(bu)直接(jie)決定(ding)測試(shi)結果(guo)的準確(que)性與相(xiang)關(guan)性。目前(qian)主(zhu)流的紫(zi)外線(xian)光源(yuan)分為 UVA 和 UVB 兩大類(lei)，二者(zhe)在(zai)波長(chang)範(fan)圍、老(lao)化(hua)機理、適用材(cai)料(liao)等(deng)方(fang)面存在(zai)顯著(zhu)差異(yi)。選擇(ze)不(bu)當(dang)可能(neng)導(dao)致(zhi)測試(shi)數據(ju)與實際(ji)戶外老(lao)化(hua)偏差過(guo)大，甚(shen)至誤(wu)導產(chan)品(pin)配(pei)方(fang)優(you)化(hua)方(fang)向。本文將系統解析(xi) UVA 與 UVB 光(guang)源(yuan)的(de)特性，以(yi)及不(bu)同(tong)場景下的選型(xing)邏輯(ji)。

壹、UVA 與 UVB 光(guang)源(yuan)的(de)核(he)心(xin)差異(yi)：波長(chang)範(fan)圍與能(neng)量(liang)特(te)性

太(tai)陽(yang)紫(zi)外線(xian)按波長(chang)可分(fen)為(wei) UVC（100-280nm，被(bei)臭(chou)氧(yang)層吸收(shou)）、UVB（280-315nm）和 UVA（315-400nm）。紫(zi)外線(xian)老化(hua)試(shi)驗箱通(tong)過特制燈(deng)管模(mo)擬 UVB 和 UVA 波段(duan)，二者(zhe)的(de)本質區別體現(xian)在(zai)波長(chang)分(fen)布與能(neng)量(liang)傳(chuan)遞方(fang)式：

1. 波長(chang)範(fan)圍與穿透(tou)能(neng)力

• UVB 光(guang)源(yuan)：波長(chang)集(ji)中在(zai) 280-315nm，屬(shu)於 “中波紫(zi)外線(xian)"，能(neng)量(liang)較(jiao)高(gao)（光(guang)子能(neng)量(liang) 4.0-4.4eV），但穿透(tou)能(neng)力弱，主(zhu)要(yao)作用於材(cai)料(liao)表面（如塗(tu)料(liao)的表層 10μm 內、塑(su)料(liao)的表面分子(zi)鏈）。常見(jian)的(de) UVB 燈(deng)管(guan)有(you) UVB-313（主峰 313nm）、UVB-308（主峰(feng) 308nm），其(qi)中 313nm 波長(chang)因(yin)能(neng)量(liang)接(jie)近(jin) UVC，對材(cai)料(liao)的破壞作(zuo)用更劇(ju)烈(lie)。

• UVA 光(guang)源(yuan)：波長(chang)集(ji)中在(zai) 315-400nm，分(fen)為 UVA-340（主峰 340nm）和 UVA-351（主峰 351nm），屬於(yu) “長(chang)波紫(zi)外線(xian)"，能(neng)量(liang)較(jiao)低(di)（光子(zi)能(neng)量(liang) 3.1-3.9eV），但穿透(tou)能(neng)力強(qiang)，可深(shen)入(ru)材(cai)料(liao)內部（如塑(su)料(liao)的深(shen)層分子(zi)、塗(tu)料(liao)的底漆層）。其(qi)中 UVA-340 因(yin)波長(chang)接(jie)近(jin)太(tai)陽(yang)紫(zi)外線(xian)在地(di)面的波段(duan)（300-400nm），被(bei)認(ren)為是模(mo)擬自(zi)然老(lao)化(hua)光源。

2. 能(neng)量(liang)分(fen)布(bu)與老(lao)化(hua)效(xiao)率(lv)

UVB 光(guang)源的(de)能(neng)量(liang)集(ji)中在(zai)短(duan)波長(chang)區(qu)域，光(guang)子(zi)能(neng)量(liang)是 UVA 的(de) 1.2-1.4 倍，對材(cai)料(liao)的化學破壞作(zuo)用更直接(jie) —— 可快(kuai)速引(yin)發高分子材(cai)料(liao)的鏈斷裂(lie)（如塑料(liao)的氧化降(jiang)解、橡(xiang)膠(jiao)的(de)交(jiao)聯(lian)斷(duan)裂(lie)），測試(shi)周期(qi)通常較(jiao)短(duan)（500-1000 小(xiao)時(shi)可模(mo)擬(ni)戶外 1-2 年老(lao)化(hua)）。但這(zhe)種(zhong) “高強(qiang)度加速" 可能(neng)忽(hu)略(lve)材(cai)料(liao)的漸進式老(lao)化(hua)過程(cheng)，導致(zhi)與實際(ji)戶外老(lao)化(hua)的(de)相(xiang)關(guan)性降(jiang)低(di)。

UVA 光源(yuan)的(de)能(neng)量(liang)分(fen)布(bu)更(geng)接(jie)近(jin)自(zi)然陽(yang)光(guang)，老化過程更(geng)溫(wen)和，測試(shi)周期(qi)較長(chang)（1000-3000 小(xiao)時(shi)模擬(ni)戶外 1-3 年），但能(neng)更(geng)真(zhen)實地(di)反(fan)映(ying)材(cai)料(liao)在長(chang)期(qi)紫(zi)外輻(fu)射(she)下的性能(neng)衰(shuai)減(jian)（如塗(tu)料(liao)的失光、紡(fang)織(zhi)品的(de)強(qiang)度下降(jiang)）。數據(ju)顯示，UVA-340 光源與佛羅裏(li)達(da)戶外暴露(lu)試(shi)驗的(de)結果相關(guan)性可達(da) 85%，而 UVB-313 僅(jin)為(wei) 60%。

二、UVA 與 UVB 的(de)老(lao)化(hua)機理：材(cai)料(liao)層面的不(bu)同(tong)影響

不(bu)同(tong)波長(chang)的(de)紫(zi)外線(xian)對材(cai)料(liao)的作用機理存在(zai)本質差異(yi)，選擇(ze)光源時(shi)需匹配材(cai)料(liao)的老化失(shi)效(xiao)模式：

1. UVB：引(yin)發表面快速降(jiang)解

UVB 的(de)高能(neng)量(liang)可直接(jie)破壞材(cai)料(liao)分子中的(de)化(hua)學鍵(jian)（如碳(tan) - 碳鍵(jian)、碳 - 氧(yang)鍵(jian)），引(yin)發自(zi)由基(ji)鏈式反(fan)應(ying)：

• 塑料(liao)（如 PVC、PE）：表面出現裂(lie)紋、粉化（分子量(liang)下降(jiang) 50% 以(yi)上(shang)），沖(chong)擊(ji)強(qiang)度降(jiang)低(di) 40%-60%，且這(zhe)種(zhong)破壞集(ji)中在(zai)表(biao)層 0.1mm 內，內(nei)部(bu)性能(neng)變化(hua)較(jiao)小；

• 塗料(liao)（如聚(ju)氨(an)酯(zhi)漆）：表(biao)面失光(guang)率(lv)超(chao)過 80%，出現明(ming)顯色差（ΔE＞15），塗(tu)層與基(ji)材(cai)的附著(zhe)力下降(jiang)，甚(shen)至出現剝落(luo)；

• 橡(xiang)膠(jiao)（如(ru)天然橡(xiang)膠(jiao)）：交(jiao)聯(lian)密(mi)度急劇(ju)增(zeng)加(jia)，導(dao)致(zhi)材(cai)料(liao)變硬、彈(dan)性喪失(shi)（伸(shen)長(chang)率(lv)下降(jiang) 70%）。

UVB 的這(zhe)種(zhong)特性使其(qi)更適(shi)合(he)測試(shi)材(cai)料(liao)的 “短期耐(nai)候性"，如戶外廣(guang)告(gao)牌(pai)塗層的抗(kang)褪(tui)色能(neng)力、壹次性塑料(liao)用品的(de)短期(qi)穩(wen)定(ding)性。

2. UVA：驅動深(shen)層漸進(jin)老(lao)化(hua)

UVA 雖(sui)能(neng)量(liang)較(jiao)低(di)，但可穿透(tou)至(zhi)材(cai)料(liao)深(shen)層，通過(guo)激(ji)發光敏劑(ji)（如(ru)塑料(liao)中的(de)抗(kang)氧(yang)劑(ji)、塗(tu)料(liao)中的(de)顏(yan)料(liao)）引(yin)發長(chang)期(qi)降(jiang)解：

• 高(gao)分子材(cai)料(liao)（如 PP、PET）：內部發生緩慢氧(yang)化(hua)，羰基(ji)指(zhi)數隨時(shi)間線(xian)性增(zeng)長(chang)（1000 小(xiao)時(shi)增(zeng)長(chang) 3-5 倍(bei)），導致(zhi)材(cai)料(liao)整體力學性能(neng)下降(jiang)（拉(la)伸(shen)強(qiang)度降(jiang)低(di) 20%-30%），且表(biao)層與內(nei)部(bu)性能(neng)變化(hua)壹致(zhi)；

• 紡織(zhi)品（如(ru)滌(di)綸(lun)、尼(ni)龍(long)）：纖(xian)維內部(bu)的分子(zi)鏈斷裂(lie)，斷裂(lie)強(qiang)度下降(jiang) 30%-50%，但表面外觀(guan)變化(hua)較(jiao)輕(qing)微(wei)（失光(guang)率(lv)＜20%）；

• 光(guang)伏組(zu)件封(feng)裝膠(jiao)膜(mo)（EVA）：引(yin)發黃變（ yellowness index 增(zeng)長(chang) 50% 以(yi)上(shang)），透光(guang)率(lv)下降(jiang) 10%-15%，直接(jie)影響光伏(fu)板發電效(xiao)率(lv)。

UVA 更(geng)適合(he)評估(gu)材(cai)料(liao)的 “長(chang)期(qi)耐(nai)久(jiu)性"，如建築外墻塗料(liao)的 10 年耐(nai)候性、汽車(che)內(nei)飾件(jian)的(de) 5 年老(lao)化(hua)預期(qi)。

三、光源選擇(ze)的三大核(he)心(xin)依(yi)據(ju)：從(cong)材(cai)料(liao)到應(ying)用場景

1. 依(yi)據(ju)材(cai)料(liao)類(lei)型(xing)與老(lao)化(hua)失(shi)效(xiao)模式

• 表(biao)面裝飾(shi)性材(cai)料(liao)（如家(jia)具(ju)漆、汽車(che)面漆）：重點(dian)關(guan)註(zhu)表面失光(guang)、色差、粉化，若產品(pin)生(sheng)命(ming)周期(qi)較短（3-5 年），可選用 UVB-313 快速篩(shai)選配(pei)方(fang)；若需模(mo)擬(ni)長(chang)期(qi)戶外暴露(lu)（10 年以(yi)上(shang)），優先(xian) UVA-340；

• 結(jie)構功(gong)能(neng)性材(cai)料(liao)（如建築密(mi)封膠(jiao)、光(guang)伏(fu)背(bei)板(ban)）：需評估整體力學性能(neng)衰(shuai)減(jian)（如拉(la)伸(shen)強(qiang)度、彈性），必(bi)須(xu)選用 UVA 光源(yuan)（UVA-340 或 UVA-351），避(bi)免 UVB 的(de)表(biao)層破壞掩蓋內(nei)部(bu)性能(neng)變化(hua)；

• 含(han)光敏劑(ji)的(de)材(cai)料(liao)（如添加炭黑的(de)塑料(liao)、熒(ying)光(guang)染料(liao)的紡織(zhi)品）：UVA 可更(geng)精(jing)準地(di)模(mo)擬(ni)光(guang)敏(min)劑(ji)引(yin)發的降(jiang)解，而 UVB 可能(neng)導(dao)致(zhi)光敏(min)劑(ji)過(guo)快失(shi)效(xiao)，結果(guo)失真(zhen)。

2. 依(yi)據(ju)應(ying)用環(huan)境與日(ri)照強(qiang)度

• 高海(hai)拔(ba)、熱帶地(di)區(qu)（如(ru)西(xi)藏(zang)、中東(dong)）：紫(zi)外線(xian)中 UVB 占(zhan)比更高(gao)（約(yue)占(zhan)總(zong)紫(zi)外線(xian)能(neng)量(liang)的(de) 5%-8%），可選用 “UVA+UVB 混合(he)光源(yuan)"（如 UVA-340 與 UVB-313 按(an) 9:1 比例組(zu)合(he)）；

• 溫帶(dai)、亞熱帶地(di)區(qu)（如(ru)中國(guo)東(dong)部、歐(ou)洲）：UVA 占(zhan)主導（UVB 占比 2%-5%），單獨(du)使(shi)用 UVA-340 即可；

• 室(shi)內環(huan)境（如(ru)窗(chuang)玻(bo)璃(li)後(hou)的(de)材(cai)料(liao)）：玻璃可過(guo)濾(lv) 90% 以(yi)上(shang)的 UVB，僅(jin)剩(sheng) UVA 穿透(tou)，此(ci)時(shi)必(bi)須(xu)選用 UVA-351（模擬(ni)透過(guo)玻璃(li)的(de)長(chang)波紫(zi)外線(xian)），否(fou)則測(ce)試(shi)結果(guo)與實際(ji)偏差可達(da) 10 倍以(yi)上(shang)。

3. 依(yi)據(ju)行(xing)業標(biao)準(zhun)與測(ce)試(shi)目的(de)

不(bu)同(tong)行(xing)業對紫(zi)外線(xian)光源(yuan)有明確(que)規(gui)定(ding)，需優(you)先(xian)遵(zun)循(xun)標(biao)準(zhun)要求：

• ASTM G154（塑料(liao)、塗料(liao)通用標(biao)準(zhun)）：推(tui)薦(jian) UVA-340（模(mo)擬(ni)戶外）和 UVA-351（模擬透過(guo)玻璃的(de)室(shi)內環(huan)境），UVB-313 僅(jin)用於 “加(jia)速篩(shai)選試(shi)驗"，且(qie)需註(zhu)明與自(zi)然老(lao)化(hua)的差異(yi)；

• ISO 4892-3（塑(su)料(liao)老化）：明確(que) UVA-340 用於戶外暴露(lu)模(mo)擬，UVB-313 僅(jin)用於特(te)定(ding)材(cai)料(liao)的快速對比測試(shi)；

• SAE J2020（汽車(che)外飾(shi)件(jian)）：強(qiang)制要(yao)求使用 UVA-340，且能(neng)量(liang)需(xu)控(kong)制在(zai) 0.71W/m²@340nm，確(que)保(bao)與汽車(che)戶外使(shi)用環(huan)境壹致(zhi)。

若測試(shi)目的(de)是 “配(pei)方(fang)快(kuai)速篩(shai)選"（如(ru)新型(xing)抗(kang)氧(yang)劑(ji)的(de)效(xiao)果對(dui)比），可選用 UVB 縮(suo)短(duan)測試(shi)周期(qi)；若為 “產(chan)品(pin)壽命(ming)預測"，必(bi)須(xu)選用 UVA 並(bing)嚴格(ge)匹配標(biao)準(zhun)參(can)數。

四(si)、混合(he)光源(yuan)與燈(deng)管(guan)維(wei)護：進(jin)階(jie)選擇(ze)與使(shi)用技(ji)巧

1. 混合(he)光源(yuan)的適用場景

對(dui)於需(xu)要(yao)同(tong)時(shi)評估(gu)表(biao)面與內(nei)部(bu)老(lao)化的材(cai)料(liao)（如厚壁塑料(liao)件、多(duo)層塗料(liao)），可采(cai)用 “UVB+UVA 混合(he)模式"：先(xian)以(yi) UVB 照射(she) 2 小(xiao)時(shi)（模擬(ni)夏(xia)季正午強(qiang)紫(zi)外線(xian)），再(zai)以(yi) UVA 照射(she) 22 小(xiao)時(shi)（模擬(ni)日(ri)常紫(zi)外線(xian)），循(xun)環(huan)進行(xing)。這(zhe)種(zhong)模式既(ji)能(neng)加(jia)速表面老化(hua)，又能(neng)反(fan)映(ying)深(shen)層性能(neng)變化(hua)，但需註(zhu)意：

• 混合(he)比例需(xu)根(gen)據(ju)應(ying)用環(huan)境調(tiao)整（如熱(re)帶(dai)地(di)區(qu) UVB 占(zhan)比可提(ti)高(gao)至 10%）；

• 必(bi)須(xu)通(tong)過(guo)對比試(shi)驗驗(yan)證(zheng)混合(he)光源(yuan)與自(zi)然老(lao)化(hua)的相關(guan)性（建議(yi)與戶外暴露(lu)試(shi)驗同(tong)步(bu)進(jin)行(xing)）。

2. 燈(deng)管的壽(shou)命(ming)與更(geng)換(huan)

紫(zi)外線(xian)燈管(guan)的能(neng)量(liang)輸(shu)出會(hui)隨使(shi)用時(shi)間衰(shuai)減(jian)（UVA 燈管(guan)壽命(ming)約(yue) 8000 小(xiao)時(shi)，UVB 約(yue) 5000 小(xiao)時(shi)），當(dang)能(neng)量(liang)下降(jiang)至初始值的(de) 70% 時(shi)必(bi)須(xu)更(geng)換(huan)，否(fou)則測(ce)試(shi)數據(ju)會(hui)出現顯著(zhu)偏差（如(ru)老(lao)化(hua)速率(lv)下降(jiang) 30%）。日常使(shi)用中需(xu)：

• 每(mei)周用能(neng)量(liang)計(ji)監(jian)測(ce)燈管輸(shu)出（UVA-340 需維(wei)持(chi)在 0.71W/m²±10%）；

• 更(geng)換(huan)燈管時(shi)需整組更(geng)換(huan)（避免新(xin)舊燈管(guan)能(neng)量(liang)差異(yi)導(dao)致(zhi)樣品(pin)受(shou)照不(bu)均）；

• 定(ding)期清(qing)潔燈管(guan)表(biao)面（避免(mian)灰塵(chen)遮擋(dang)導(dao)致(zhi)能(neng)量(liang)損(sun)失 10%-15%）。