本理2火深 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 厚德博学 笃行至善 第七章 光老化性能测试方法
第七章 光老化性能测试方法
College of Materials Science Engmeering,Shandong University of Technoi 自动氧化 热氧化 使用 紫外线、氧气 受阻胺 (HALS) 加工 2羟二苯甲酮 对羟基苯甲酸酯 水杨酸酯 光氧化 光稳定剂、UV稳定剂 防止光氧化或至少抑制光氧化 材料测试技术与方法(A) 越料科学与工程学院高分子材料与工程申红望2
材料测试技术与方法（A） 材料科学与工程学院 82 高分子材料与工程 申红望 2 光氧化 防止光氧化或至少抑制光氧化 热氧化 紫外线、氧气 自动氧化 2-羟二苯甲酮 水杨酸酯 对羟基苯甲酸酯 受阻胺（HALS）
College of Materials Science Engmeering,Shandong University of Technology 在初级反应中，一个反应分子吸收了一个光子而被激活，根据爱因斯坦光化 学当量定律如要激活lmol分子则要吸收1mol光子，定义1mol光子的能量为1“爱因 斯坦”，用符号E来表示。 E=Lhy=Lhc/入 式中，L:阿伏加德罗常数；h:普朗克常数；Y:光波频率；c:光速；入：波长 表2.不同波长的能量和聚合物中的键能 波长为290~400之间的紫 波长，nm 爱因斯坦 键的类型 键能，kJ/mol 外光每摩尔光子能量的爱 值，KJ/mol 因斯坦值，其值从 290 419 C-H 380-420 419kJ/mol300KJ/mol, 300 398 340-350 明显高于聚合物材料的共 320 375 320-380 价键的离解能。因此有可 350 339 300340 能引发C-C、C-H、C-N键 400 300 C-N 320-330 断裂，聚合物材料降解。 分子材料与工程申红望3
材料测试技术与方法（A） 材料科学与工程学院 82 高分子材料与工程 申红望 3 在初级反应中，一个反应分子吸收了一个光子而被激活，根据爱因斯坦光化 学当量定律如要激活1mol分子则要吸收1mol光子，定义1mol光子的能量为1“爱因 斯坦” ，用符号E来表示。 式中，L：阿伏加德罗常数；h：普朗克常数；γ：光波频率；c:光速；λ：波长 表2. 不同波长的能量和聚合物中的键能 波长为290～400之间的紫 外光每摩尔光子能量的爱 因斯坦值，其值从 419kJ/mol到300KJ/mol， 明显高于聚合物材料的共 价键的离解能。因此有可 能引发C-C、C-H、C-N键 > 断裂，聚合物材料降解
College of Materials Science Engmeering,Shandong University of Technology ⑤ 高分子材料光老化过程机理描述： 吸收官能团 →自由基 光的能量 聚合物结构 橡胶热氧化机理 光氧化机理 链引发 氢过氧化物 羰基化合物 4,hy 自由基 残留催化剂 Me2+/Me3+ 电荷转移络合物 材料测试技术与方法(A) 越料科学与工程学院高分子材料与工程申红望4
材料测试技术与方法（A） 材料科学与工程学院 82 高分子材料与工程 申红望 4 高分子材料光老化过程机理描述： 链引发 氢过氧化物 羰基化合物 残留催化剂 电荷转移络合物 C O Δ, hv Me2+/Me3+ 自由基 吸收官能团 自由基 hv 光的能量 聚合物结构
College of Materials Science Engmeering,Shandong University of Technology 高分子材料光稳定化机理和途径 为了防止或减缓聚合物材料光老速度，延长其使用寿命， 可以在光老进程的不同阶段，采用物理和化学的措施。 光屏蔽剂 紫外线吸收剂 猝灭剂 受阻胺类光稳定剂 材料测试技术与万法(A可 开开手与工在于院南分丁树开与工程申红望5
材料测试技术与方法（A） 材料科学与工程学院 82 高分子材料与工程 申红望 5 高分子材料光稳定化机理和途径 为了防止或减缓聚合物材料光老速度，延长其使用寿命， 可以在光老进程的不同阶段，采用物理和化学的措施
College of Materials Science Engmeering,Shandong University of Technology 第一节 日光气候老化试验方法 1.自然日光 2.玻璃过滤后日光 3.菲涅尔镜加速日光 材料测试技术与方法(A) 越料科学与工程学院高分子材料与工程申红望6
材料测试技术与方法（A） 材料科学与工程学院 82 高分子材料与工程 申红望 6 第一节 日光气候老化试验方法 1. 自然日光 2. 玻璃过滤后日光 3. 菲涅尔镜加速日光
College of Materials Science Engmeering,Shandong University of Technology 1范围 本标准规定了将塑料在太阳辐射下暴器的试验方法， 包括自然日光气候暴露（方法A)、通过玻璃滤光改变光 谱分布来模拟建筑物或汽车窗玻璃后塑料老化的间接 暴幕（方法B)、或用菲涅耳镜加速日光老化暴露（方法C), 目的在于评定塑料在这些规定暴器周期后的性能变化。 材料测试技术与方法(A) 粒斜科学与工程学院高分子树料与工程申红望7
材料测试技术与方法（A） 材料科学与工程学院 82 高分子材料与工程 申红望 7
College of Materials Science Engmeering,Shandong University of Technology 3 术语和定义 太阳直接辐射direct(beam)solar radiation 从以太阳为中心的小立体角照射出来的光线入射到与该 立体角轴线垂直表面上的太阳辐射。习惯约定直接辐射 的平面角约为6°。 直接老化/直接暴露direct weathering;direct exposure 通常，未经过透明材料透射或镜面反射即入射到材料表面 上产生的老化（或暴露）。 材料测试技术与方法(A) 批料科学与工程学院高分子材料与工程申红望8
材料测试技术与方法（A） 材料科学与工程学院 82 高分子材料与工程 申红望 8
College of Materials Science Engmeering,Shandong University of Technology 菲涅耳反射器系统Fresnel-ref1 ector system 为确保能将日光反射到一个模拟平面镜形状和尺寸的受 照靶面上而有序排列的平面镜。 自然气候老化 natural weathering 自然环境下在固定角度或可季节性调整的试样架上进行 的长期暴露。 这些暴露用于评定环境因素对相关的各功能参数和装饰 参数的影响。 材料测试技术与方法(A) 杜科科学与工程学院高分子树料与工程申红望9
材料测试技术与方法（A） 材料科学与工程学院 82 高分子材料与工程 申红望 9
College of Materials Science Engmeering,Shandong University of Technology 直接辐射表 pyrheliometer 用于测定人射到表面上的直接太阳辐照度的辐射表。 总辐射表 pyranometer 用于测定单位时间入射到单位面积上的太阳总辐射量的 辐射表。包括直接辐射、漫射以及从地面反射的辐射量。 材料测试技术与方法(A) 批科科学与工程学院高分子树料与工程申红望0
材料测试技术与方法（A） 材料科学与工程学院 82 高分子材料与工程 申红望 10