摘要：為了戶外紡織品的耐候老化性能，針對7種不同的傘用紡織面料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室加速老化試驗(yàn)與戶外暴曬試驗(yàn)之間的對比試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室加速老化試驗(yàn)使用QUV加速老化試驗(yàn)機(jī)，戶外暴曬試驗(yàn)分別在甘肅敦煌、海南萬寧和浙江杭州進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果表明，對于試樣的顏色變化，不管是實(shí)驗(yàn)室加速試驗(yàn)還是戶外暴曬試驗(yàn)，顏色變化都較明顯，而且兩者之間的相關(guān)性較好；而對于試樣的強(qiáng)力變化，不管是實(shí)驗(yàn)室加速試驗(yàn)還是戶外暴曬試驗(yàn)，強(qiáng)力下降都很多，很難比較兩者之間的相關(guān)性，不過這可能是一種有效的產(chǎn)品研發(fā)測試。

關(guān)鍵詞 戶外紡織品；紫外光老化；QUV試驗(yàn)機(jī)；戶外暴曬；相關(guān)性

1 前言

紡織品種類繁多，除包括衣服、布料等普通紡織品，還包括一些戶外紡織品，如帳篷、雨布、遮陽傘、戶外服裝、產(chǎn)業(yè)用布和罩類等。對于戶外紡織品，不只光照會對它們發(fā)生作用，水與高溫等也會對它們發(fā)生作用。所以，在設(shè)計(jì)加速老化測試條件時需要模擬戶外應(yīng)用條件。戶外紡織品的材料不僅有植物纖維，還包括聚酯與涂層等。為了研究戶外紡織品的耐候老化性能，針對7種不同的傘用紡織面料進(jìn)行QUV加速老化試驗(yàn)和在甘肅敦煌、海南萬寧、浙江杭州進(jìn)行的戶外暴曬試驗(yàn)。

2 試驗(yàn)

2.1 耐候老化測試原理

耐候老化損害主要由3個因素引起：光照、溫度和濕度。這3個因素中的任何一個都會引起材料老化，它們的共同作用大于其中任一因素造成的傷害。

2.1.1 光照

高分子材料的化學(xué)鍵對于太陽光中不同波段光線的敏感性不同，一般對應(yīng)一個閾值，太陽光的短波段紫外線是引起大部分聚合物物理性能老化的主要原因，如C-N（碳-氮）鍵的作用閾值是393nm。然而，長波段紫外線甚至可見光也會對某些染料和顏料產(chǎn)生破壞，造成變色和褪色。

2.1.2 溫度

溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速度越快，老化反應(yīng)是一種光致化學(xué)反應(yīng)，溫度不影響光致化學(xué)反應(yīng)中的光致反應(yīng)速度，卻影響后繼的化學(xué)反應(yīng)速度。因此溫度對材料老化的影響往往是非線性的。

2.1.3 濕度

水會直接參與材料老化反應(yīng)。相對濕度、露水和雨水等是自然界中水的幾個主要形態(tài)。研究表明，戶外材料每天都將長時間處于潮濕狀態(tài)（平均每天長達(dá)8~12h）。而露水是戶外潮濕的主要原因。露水造成的危害比雨水大，因?yàn)樗街诓牧仙系臅r間更長，形成的潮濕侵蝕更為嚴(yán)酷。

2.2 試驗(yàn)方案

為了研究戶外紡織品的耐候老化性能進(jìn)行對比試驗(yàn)，選取了7種傘用紡織面料作為試樣；實(shí)驗(yàn)室加速老化試驗(yàn)使用QUV紫外試驗(yàn)機(jī)，戶外暴曬試驗(yàn)地點(diǎn)選擇甘肅敦煌、海南萬寧和浙江杭州。

2.3 試樣

本試驗(yàn)一共選取了7種傘用紡織面料，分別是碰擊布、素色丁-A、錦綸、素色丁-B、變色龍、牛津布和滌素。試樣由杭州天堂傘業(yè)集團(tuán)有限公司提供均為白色。由于每種試樣要進(jìn)行4個試驗(yàn)、6次性能測定、4種破壞性評估項(xiàng)目、每次評估5個重復(fù)樣取平均值，每種樣品準(zhǔn)備了480個重復(fù)樣。

2.4 試驗(yàn)儀器

QUV紫外老化試驗(yàn)機(jī)利用熒光紫外線燈來模擬太陽光對耐久性材料造成的傷害。對于不同的應(yīng)用條件，需要不同類型的燈管產(chǎn)生不同的光譜。UVA-340燈管對太陽光的紫外短波段光線模擬效果好。UVA-340的光譜能量分布（SPD）在太陽光的截止點(diǎn)到大約360nm范圍內(nèi)與太陽光譜能夠很好地吻合（見圖1）

從以上數(shù)據(jù)可看到，不管是QUV加速老化試驗(yàn)還是戶外暴曬試驗(yàn)，試樣的強(qiáng)力下降都很明顯。雖然這樣是很難比較兩者之間的相關(guān)性的，也很難對材料進(jìn)行篩選。但是這也可能是一種有效的產(chǎn)品研發(fā)試驗(yàn)。

4 結(jié)論

老化測試有幾種類型或測試目的，圖如材料篩選、材料認(rèn)證和材料壽命預(yù)測。

在本試驗(yàn)中，對于材料的篩選，可能不需要戶外暴曬3個月的時間。而實(shí)驗(yàn)室加速測試可通過提高輻照度等試驗(yàn)條件快速得到結(jié)果。

對于材料認(rèn)證，因?yàn)樗性嚇釉趹敉獗裰卸伎焖偻嘶?，所以客戶首要解決的問題是研發(fā)新材料，使其耐戶外暴曬3個月以上，如材料的強(qiáng)力保持率在戶外暴曬3個月后大于80%。在新材料耐戶外暴曬3個月以上的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室加速測試，找到合適的測試條件，使其與戶外暴曬的相關(guān)性較好。

對于材料壽命預(yù)測，也就是大家普遍關(guān)心的加速因子，即實(shí)驗(yàn)室測試多少小時相當(dāng)于戶外暴曬幾個月的問題。本試驗(yàn)沒有足夠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)找到實(shí)驗(yàn)室加速測試與戶外暴曬之間的相關(guān)性，而且沒必要預(yù)測材料的使用壽命，因?yàn)椤?/span>通過/失效”（pass/fail）數(shù)據(jù)已能說明材料的使用性能。

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