PART、01

背景介紹

氙燈暴露試驗是非金屬材料的人工氣候老化試驗最主要也是最廣泛采用的方法。氙燈暴露試驗方法能較全面地模拟自然氣候條件的綜合影響。這些條件包括光、溫度、噴水、亮暗交替等，其中最主要的因素是光，光強度在試驗過程中是否正确、穩定直接影響試驗結果，那麼，怎麼衡量光強度是否正确、穩定？另外，怎麼衡量試樣暴露之後的結果？為了解決這些問題，美國汽車工程協會（SAE）規定使用的一種特制的透明苯乙烯塑料片，聚苯乙烯标準塑料片曝露後的 Δb*（黃變）與其經受的輻照量有确定的關系。在此，怎麼衡量試樣暴露之後的結果顯得尤為重要。

本次試驗中，研究了聚苯乙烯标準塑料片在經受一定輻照劑量的曝露後，用透射法和反射法分别測得聚苯乙烯标準塑料片的 L、a、b 值，通過對比兩種對色方法數據，确定合适的評價聚苯乙烯标準塑料片老化後的評價方法。

PART、02

實驗部分

2.1 原料與設備

聚苯乙烯标準塑料片（PS）；氙燈人工試驗箱；色差儀。

2.2 試驗條件

聚苯乙烯标準塑料片一般在标準SAE J1960 或SAE J1885 規定的試驗中用來監控氙燈暴露試驗設備是否運行正常。本次試驗将聚苯乙烯标準塑料片裝在試驗架中并放置在緊鄰黑闆溫度計的位置上，在 SAE J1885 老化條件下，經過 1 天、3 天、5 天曝露，取出聚苯乙烯标準塑料片，在色差儀測量 L、a、b 值。試驗條件見表1。

表 1 SAE J1885 試驗條件

2.3 顔色測量和色差計算方法

按 GB/T 3979-1997 和 GB/T 7921-1997 進行，測量條件為D65 标準光源，10°視角，選用 CIELAB 色差公式。透射法：将設備調整至透射模式，将色差儀透射模式下校準用的透射白闆至于反射模式時樣本位置，對聚苯乙烯标準塑料片進行測量。

反射法：将設備調整至反射模式，将色差儀反射模式下校準用的白闆墊于聚苯乙烯标準塑料片之下進行測量。

PART03

結果與讨論

3.1 L 、a、b 值比較

表2和表3為聚苯乙烯塑料闆在 SAE J1885 老化條件下，經過1天、3天、5 天曝露，所測得的顔色數據。

表 2 聚苯乙烯标準塑料片顔色測量（反射法）

表 3 聚苯乙烯标準塑料片顔色測量 ( 透射法 )

從表2和表3的數據可以看出:1）對于L值而言,反射法測得的數據比透射法要大,大概是3個點左右。而對比L值下降的幅度來看，下降的幅度則是透射法比反射法要大,反射法5天的L值和原始 L 值相比，差值為 0.63，而透射法為 2.3。2）對于a 值而言，透射法測得的數據比反射法要大，大概是1個點左右。而對比 a 值下降的幅度來看，下降的幅度兩者是相當的。3）對于b值而言，透射法測得的數據比反射法要大，大概是5個點左右。而對比b值增加的幅度來看，增加的幅度兩者是相當的。4）對于 ΔE 而言，透射法的增幅要比反射法大，呈現不規律的增長。

反射用标準白闆L值為95.8，a值為-0.24，b值為2.72，對比反射法所得聚苯乙烯标準塑料片數據，發現反射法測得的數據與反射用标準白闆的數據較為相近，這是因為用反射法測量聚苯乙烯标準塑料片時，因為校準用白闆與聚苯乙烯标準塑料片是貼着的，所以數據受校準用白闆影響較大。而在透射模式時，校準用透射白闆與聚苯乙烯标準塑料片距離較遠，所以受透射白闆影響小。

3.2數學模型比較

将表2、表3的數據分析作圖，分别得到不同方法下 L、a、b 值線性關系圖，如圖1~ 圖5所示。

圖 1 2 種對色方法 L 值變化圖 圖 2 2 種對色方法 a 值變化圖

圖 3 2 種對色方法 b 值變化圖 圖 4 2 種對色方法 Δb 值變化圖

圖 5 2 種對色方法 ΔE 值變化圖

從上圖可以看到，數據變化均有密集于某直線的趨向。因此，通過最小二乘法準則在老化時間和變化趨勢之間建立線性回歸關系。

3.3 熱老化壽命

利用阿倫尼烏斯曲線繪制EA浸漬漆與 EA/mSiO2浸漬漆熱老化時間與溫度的關系，結果如圖4所示。分析圖 4 可知，EA浸漬漆壽命曲線與 EA/mSiO2 浸漬漆壽命曲線重合度高，當溫度在175℃、時間為 7800h 時，二者曲線逐漸分開，溫度數值相同時，EA/mSiO2 浸漬漆壽命數值高于EA浸漬漆。由此可知，EA/mSiO2 浸漬漆絕緣性能好，使用壽命長。

圖 4 浸漬漆熱老化壽命曲線

通過本次試驗，我們可以得到，用反射法測得的數據因受背闆（标準白闆）影響大，測得數據線性關系好，而透射法測得的數據線性關系差。在采用聚苯乙烯标準塑料片做日常的設備狀态确認時，采用反射法作為老化結果的評判更為合适。

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