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本周末高温预警!我们今天聊聊紫外线

2016-07-06 作者: 浏览数:1149

紫外线想必大家都不会陌生,那么,紫外线带给肌肤的仅仅是晒黑晒伤这么简单吗?

不是,更直接的是严重的光老化! 


老化因素有多少是来自外界?
人体的老化过程只有10%来自内在因素如遗传和基因,这是无法避免的。这一因素会让我们在七十岁才出现皱纹和色斑等老化问题,而90%的衰老因素来自外界,这些因素的顺序包括紫外线、吸烟、压力和污染等。


UVB 和 UVA紫外线对肌肤有哪些具体的伤害?

UVB紫外线被称为晒伤紫外线,在短期是造成皮肤晒伤的主要原因,而长期可引起皮肤色素沉着和损伤及老化;而UVA 紫外线被称为晒黑紫外线,在短期内可让皮肤变黑,长期可导致皮肤老化,虽说UVA的能量低于UVB, 但它的穿透力强,哪怕是多云的天气,它们也能穿透玻璃窗,对裸露在外的脸部、颈部等部位造成伤害。比如我们根据深圳的天气情况做的测试,到达皮肤的紫外线98%是UVA射线,其中有19%的射线能穿透到真皮下层,1%能穿透整层皮肤。 

 

 

夏天我们防晒的方法很多种,涂抹防晒霜,佩戴墨镜,穿防晒衣,打遮阳伞,吃防晒的水果(番茄)等等。

可是我们的汽车,耳机,衣服这些日常用品也会因为光照产生老化,这个时候,需要通过老化试验来检查产品的寿命,从而保证产品的质量。

 

光照老化试验是一种利用人造光源来模拟阳光、下雨、凝雾等自然环境,进而验证塑料、橡胶、涂层等高分子材料对自然环境抵抗能力的试验方法;有机材料在经过长时间的人造光源照射后会出现变色、起皱、开裂等失效现象,通过分析试验条件和材料的失效情况,可以评估材料的耐气候性等级。今天我们来介绍常用的光照老化试验方法:氙弧灯老化和荧光紫外灯老化(UV老化)。

 

一、名词术语

1、箱体温度:老化试验箱内空气的温度;
2、黑板温度(Black panel temperature, BPT):箱体内黑板温度计表面的温度,是光照老化试验的一个重要参数,用于模拟样品表面温度;
3、黑标温度(Black standard temperature, BST):其功能与BPT类似,但比BPT高约10%;
4、辐照功率:样品表面单位面积接收到的辐照强度,单位为W/m2@nm;辐照功率可以用某一点的辐照强度表示,也可以用某一波段的辐照强度表示,如一个夏天中午太阳光照强度约为0.55W/m2@340nm、1.12W/m2@420nm 、575 W/m2@300~800nm。
5、辐照量:在一段时间内样品表面单位面积累计接受到的辐照能量,辐照量=辐照功率*辐照时间。

 

 

二、老化原理

在光照条件下,高分子材料里的不饱和双键(C=C)、苯环、支链等不稳定结构吸收高能量的紫外光后,会发生一系列复杂的化学反应,导致材料出现变色、龟裂、失光、物理性能降低等现象。


常见化学反应类型有:

1. 光引发:

 

2. 链增长:

3. 链终止:

 


常见高聚合物的敏感波长如下:

高聚合物

敏感波长(nm)

聚碳酸酯(PC)

285~305, 330~360

聚乙烯(PE)

300

聚氯乙烯(PVC)

320

聚苯乙烯(PS)

318.5

聚丙烯(PP)

300

聚甲醛(POM)

300~320

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)

290~315

 

可以看出,所有高聚合物的敏感波长均在400nm以下,所以一般认为对材料老化起主要作用的是紫外波段,而可见光和红外光主要起到热效应。对于UV老化,由于其能量以紫外线为主,不具有热效应,所以其黑板温度和箱体温度接近。

 

三、氙弧灯和荧光紫外灯对比

氙弧灯

光源

氙弧灯管

光谱范围

可见波段 (300~800nm)

常见标准

GB/T 16422.2-2014、SAE J2527-2004、SAE J2412-2004

典型试验条件

1、0.55W@340nm,BPT 89℃,50%RH,持续光照
2、0.55W@340nm,BPT 89℃,3.8h光照,1h黑暗 

适用范围

汽车内外饰材料 、电子产品外壳材料 、塑料、纺织品、涂料等其他材料

其他分析

其光谱与太阳光吻合最好,目前广泛使用

 

荧光紫外灯

光源

UV灯管:UVA、UVB

光谱范围

紫外波段 (280~400nm)

常见标准

GB/T 16422.3-2014、GB/T 23987-2009、ASTM G154-2012

典型试验条件

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)

适用范围

塑料、橡胶、纺织品、涂料等材料

其他分析

仅能模拟紫外波段

 

 

试验方法的光谱对比:

 

 

 

 

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