塑料實驗室曝露試驗方法的三種光源

塑料實驗室光源曝露方法按GB/T16422塑料實驗室光源曝露試驗方法（等效ISO4892）國家標準，包括氙弧燈、熒光紫外燈、開放式碳弧燈三種光源曝露試驗方法。

光源要求：實驗室的人工光源應盡量準確地模擬陽光的光譜能力分布。出版物CIE No85-1989是對比人工光源與自然陽光輻射光譜分布的準則。波長范圍在300~2450nm內的地面陽光輻照度為1090W/m²。直接從氙燈、碳弧燈和一些熒光燈發出的輻射中含有大量的自然光中所沒有的短波紫外輻射。給氙燈、碳弧燈選擇合適的濾光器，能濾掉大多數短波輻射。可選用光譜輸出與陽光中特定紫外區域相一致的熒光燈。氙燈輻射經適當濾光后，其光譜能量分布與陽光中紫外、可見部分zui相似。

1·氙燈                                 

氙燈發出的光譜波長范圍從270nm以下的短波紫外區，經可見區直到紅外區。作為曝露試驗，氙燈輻射要經過濾，以減少紫外短波輻射，并盡可能除去紅外輻射，使氙燈光能譜分布與太陽光能譜分布相接近。

由于氙燈和濾光器在使用過程中老化，因此使用一定時間后應該更換。由于臟物集聚也會影響其性能，因此應定期清洗。

照射到試樣表面上的波長為300~890nm光的輻照度在正常情況下應為（1000±200）W/m²。波長低于300nm光的輻照度應不超過1W/m²。在整個試樣表面輻照度的變化不應超過±10%。

圖3-4-2為一種商業產品氙燈，有濾光片系統，以模擬在zui終使用條件中的自然陽光的輸出

1. 熒光紫外燈

用熒光紫外燈作為塑料人工老化光源，是由于以下原因：

①價廉而快速。

②它們可被選擇來產生相應于太陽光紫外區的光譜輸出。

③在使用和操作時光譜分布的變化很小，很容易保持實質上恒定的輻照度。

④它們產生的紅外輻射小，通常沒有試樣過熱的問題。

⑤它們提供可放置大面積試樣的曝露裝置。

⑥當曝露的是制品而不是試樣時，可將等安排在制品的周圍。

熒光紫外燈是借助于某種熒光物質把來自一種低壓汞弧的254nm輻射轉化為較長波長紫外光的一種燈。熒光燈的光譜能量分布決定于熒光物質的發射光譜和玻璃管的透射性。一般熒光紫外燈分為三種類型：UV-A型，光譜分布315nm至400nm波長之間的輻射；UV-B型，280nm至315nm波長之間的輻射；UV-C型，短于280nm波長的輻射。

照射到試樣表面上的波長為280nm~400nm光的輻照度在通常情況下不能大于50W/m²。一般使用的UV-A型和UV-B型燈為40W。

圖3-4-3為兩種商業產品熒光紫外燈，即為UV-A型和UV-B型。

3,、開放式碳弧燈

開放式碳弧燈產生的光與自然陽光有較大的不同，因而它的應用正在減少，但以發現，對于某些特殊用途，它們是有用的，在一些國家中仍有相當多的應用。

開放式碳弧燈發出的弧光是由碳棒電極在自由空氣重放電形成的，電極是表面鍍銅的有芯型碳棒。

弧光通過一個耐熱玻璃濾光器后才照射到試樣上，濾光器對波長255nm的光的透過率小于1%，對波長360nm以上直到可見區的透光率為90%。玻璃濾光器的性能在使用過程中由于老化會產生變化，并有積垢，因此應定期清洗或更換。

照射到試樣表面上的波長為300~750nm光的輻照度在正常情況下應不超過500W/m²。波長低于300nm光的輻照度應不超過2W/m²。

圖3-4-4為一種商業產品開放式碳弧燈，有玻璃濾光片，以改進對自然陽光的模擬。