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前言（GB/T 16422.1-2006）

GB/T 16422《塑料實(shí)驗(yàn)室光源暴露方法》分為四個部分：

——第1部分：總則;

——第2部分：氙弧燈：

——第3部分：熒光紫外燈;

——第4部分：開放式碳弧燈。

本部分為GB/T 16422的第1部分，等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)IS0 4892-1:1999<塑料實(shí)驗(yàn)室光源暴露方法第1部分：總則》(英文版)。

為了便于使用，本標(biāo)準(zhǔn)還做了下列編輯性修改：

a)“國際標(biāo)準(zhǔn)”一詞改為“國家標(biāo)準(zhǔn)”;

b) 刪除了IS0 4892~111999的前言;

c)增加了國家標(biāo)準(zhǔn)的前言;

d)用相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)替代國際標(biāo)準(zhǔn).GB/T 16422.3和GB/T 16422.4等效采用國際標(biāo)準(zhǔn)，被引用的技術(shù)內(nèi)容與國際標(biāo)準(zhǔn)相同，故在規(guī)范性引用文件中替代相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn);

e) 用小數(shù)點(diǎn)“.”代替作為小數(shù)點(diǎn)的逗號“，”.

本部分代替GB/T 16422.1-1996《塑料實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)方法第1部分：通則》。

本部分與GB/T 16422. 1-1996相比的主要變化如下：

——增加了目次部分;

——增加了前言部分;

——增加了引言部分;

——將。引用標(biāo)準(zhǔn)”改為“規(guī)范性引用文件”，并修訂為區(qū)分注日期和不注日期的引用文件，增加了部分規(guī)范性引用文件(1996年版的第2章：本版的第2章);

——增加了術(shù)語和定義(見第3章);

——修改了原理的內(nèi)容(l996年版的第3章;本版的第4章);

——修改了濕度和潤濕的內(nèi)容(1996年版的4.6;本版的5.3);

——增加了精度和偏差的內(nèi)容(見第8章)l

——增加了資料性附錄“減少實(shí)驗(yàn)室光源加速試驗(yàn)與實(shí)際使用暴露之間相關(guān)性的因素”(見附錄A)：

——增加了規(guī)范性附錄“試樣暴露區(qū)域內(nèi)輻照度均勻性的測試規(guī)程”(見附錄B).

本部分的附錄A為資料性附錄.

本部分的附錄B為規(guī)范性附錄。

本部分由中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會提出。

本部分由全國塑料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會老化方法分技術(shù)委員會歸口.

本部分起草單位：廣州合成材料研究院。

本部分參加單位：珠海市遠(yuǎn)康企業(yè)有限公司、廣州金發(fā)科技股份有限公司、北京建波機(jī)械有限責(zé)任公司、山東道恩集團(tuán)工程塑料有限公司、無錫市錦華試驗(yàn)設(shè)備有限公司，宏展有限公司

本部分主要起草人：王浩江、邵芳、楊育農(nóng)、謝振平.

本部分所代替標(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)布情況為;

—GB/T 16422.1-1996.

引言（GB/T 16422.1-2006）

塑料在室內(nèi)外使用時(shí)，經(jīng)常長期暴露在日光或玻璃過濾后日光下，因此測定光、熱、濕度和其他氣候應(yīng)力對塑料顏色和性能的影響非常重要.IS0 877：1994《塑料暴露于自然氣候、玻璃過濾日光氣候和菲涅耳反射加強(qiáng)日光氣候的方法》描述了戶外日光和玻璃過濾日光下暴露試驗(yàn)。然而.通常需要采用特定實(shí)驗(yàn)室光源加速老化試驗(yàn)來更加快速地測定光、熱、濕度對塑料物理、化學(xué)和光學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)室設(shè)備中的暴露在比大氣老化有更多的可控條件下進(jìn)行，用來加速高聚物降解和產(chǎn)品失效， 因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室加速暴露與實(shí)際使用的差異，且實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)往往不能再現(xiàn)實(shí)際使用條件下的塑料所受的全部暴露因素，所以很難使兩種暴露試驗(yàn)結(jié)果相關(guān)聯(lián)。沒有任何一種實(shí)驗(yàn)室暴露試驗(yàn)可以完全模擬實(shí)際使用的暴露條件. 由于紫外線輻射、潮濕時(shí)間、溫度，污染及其他因素的差異，在材料實(shí)際使用條件下的相對耐久性會隨不同的地區(qū)麗大不相同。因此，即使發(fā)現(xiàn)一個特定的實(shí)驗(yàn)室加速試驗(yàn)結(jié)果被用來比較在某一室外或?qū)嶋H使用條件下暴露的材料的相對耐久性.也不能認(rèn)為此結(jié)果適用于判定在不同的室外或不同實(shí)際使用條件下暴露的材料的相對耐久性，

1范圍

1.1 本部分提供了有關(guān)在后面各部分詳細(xì)描述的暴露方法中選擇和實(shí)施的資料和總則，也描述和推薦了測定輻照度和輻射量的方法，并描述了用于.監(jiān)測箱體內(nèi)氣溫和深淺色材料表面溫度的設(shè)備要求。

1. 2本部分還提供了加速暴露試驗(yàn)數(shù)據(jù)說明的資料，更多有關(guān)測定暴露后塑料性能變化和結(jié)果表示的方法的資料見IS0 4582。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過GB/T 16422的本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本部分，然而，鼓勵根據(jù)本部分達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本：凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用予本部分.

GB/T 2918-1998塑料斌樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境(idt IS0 291:1997)

GB/T 16422. 2-1999塑料實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)方法第2部分：氙弧燈(idt lS0 4892-2:1994)

GB/T 16422. 3-1997塑料實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)方法 第3部分：熒光紫外燈(eqv IS0 4892-3:1994)

GB/T 16422. 4-1996塑料實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)方法 第4部分：開放式碳弧燈( eqv ISO 4892-4:1994)

GB/T 17037. 1-1997熱塑性塑料材料注塑試樣的制備第1部分：一般原理及多用途試樣和長條試樣的制備(idt IS0 294·1:1996)

GB/T 17037. 3-2003塑料熱塑性塑料材料注塑試樣的制備 第3部分：小方試片(idt ISO294-3:9002)

IS0 293:1986 塑料 熱塑性材料試樣的壓塑

IS0 294-9:1996塑料熱塑性材料試樣的注塑第2部分：拉伸小樣條

IS0 295:1991 塑料熱固性材料試樣的壓塑

IS0 2557-1:1989塑料無定形塑料具有規(guī)定的最大圓復(fù)率的試樣的制備第1部分：樣條

IS0 2818:1994塑料機(jī)加工法制備試樣

IS0 3167:1993 塑料 多用途試樣

IS0 4082:1993塑料暴露于玻璃下日光、自然氣候或?qū)嶒?yàn)室光源后顏色和性能變化的測定

IS0 9370:1997塑料氣候試驗(yàn)輻照量的儀器測定 總則和基本試驗(yàn)方法

CIE出版物No. 85：1989太陽光光譜輻照度

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于GB/T 16422的本部分。

3.1對照物control

(氣候老化)一種與試驗(yàn)材料有相似成分和結(jié)構(gòu)，并同時(shí)暴露后與其進(jìn)行比較的材料.

注：例如當(dāng)需評價(jià)的配方與當(dāng)前使用配方不同時(shí)則需用對照物，這種情況下對照物由原始配方的塑料制備。

3.2存放樣品 fille spelmen

存放在穩(wěn)定的條件下用來比較暴露前后性能變化的部分試驗(yàn)材料t

3.3參照材料reference material

一種已知性能的材料。

3.4參照樣品 reference specimen

用來暴露的參照材料的一部分.

4原理

樣品在受控的環(huán)境條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)，描述的方法包括用于測量樣品表面輻照度和輻照量的方法，以及測量指定白板和黑板溫度的程序，

4. 1意義

4.1.1當(dāng)利用實(shí)驗(yàn)室光源進(jìn)行暴露時(shí)，考慮加速試驗(yàn)條件模擬被測塑料實(shí)際使用環(huán)境的程度十分重要.此外，在安排暴露試試驗(yàn)和整理加速暴露實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，考慮加速試驗(yàn)與實(shí)際暴露間差異的影響非常必要。.

4. 1.2沒有一種實(shí)驗(yàn)室暴露試驗(yàn)?zāi)芡耆M實(shí)際使用條件 只有當(dāng)特定被測材料的等級相關(guān)性已建立并且降解類型和機(jī)理相同時(shí)，才能認(rèn)為這些實(shí)驗(yàn)室加速暴露試驗(yàn)的結(jié)果能反映實(shí)際使用暴露的特征。

由于不同地區(qū)紫外線輻射、潮濕時(shí)間，相對濕度、溫度，污染物及其他因素的差異，材料在實(shí)際使用條件下的相對耐久性會隨不同的地點(diǎn)而明顯不同。因此即使根據(jù)GB/T 16422進(jìn)行的某個特定暴露試驗(yàn)結(jié)果能夠用于某一環(huán)境下暴露的材料相對耐久性的比較，也不能認(rèn)知該結(jié)果能夠用來判定相同材料在不同環(huán)境下的相對耐久性. .

4.1.3雖然實(shí)驗(yàn)加速建試驗(yàn)中“x”小時(shí)或兆焦輻照量與實(shí)際暴露“y”月或年相關(guān)的“加速因子”的計(jì)算很有誘惑力，但不推薦。這些加速因子不適用有幾個原因。

a)加速因子對材料有依賴性.會隨材料的不同或相同材料而配方不同產(chǎn)生明顯差別.

b)實(shí)際使用和實(shí)驗(yàn)室加速暴露試驗(yàn)中降解速率的差異.能夠?qū)铀僖蜃拥挠?jì)算產(chǎn)生很大的影響。

c)加速因子計(jì)算以實(shí)驗(yàn)室光源與日光(甚至在使用相同的帶通的情況下)間的輻照度比率為基礎(chǔ)，沒有考慮因?qū)嶒?yàn)室光源與日光之間溫度、濕度和光能量分布的差異而產(chǎn)生的影響。

注：盡管在本部分中已有提示，但如果仍希望使用加速因子、那么加速因子僅僅適用于特定的材料.而且這些加速因子是基于足夠數(shù)量的獨(dú)立戶外或戶內(nèi)環(huán)境實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)室加速暴露試驗(yàn)數(shù)據(jù)以確保能夠用統(tǒng)計(jì)方法分析每個暴露中的破壞和時(shí)間關(guān)系：i.A Simms描述了一個利用多次實(shí)驗(yàn)室和實(shí)際暴露試驗(yàn)數(shù)據(jù)對加速因子進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的例子子，見涂料技術(shù)期刊(Journal of.Coatings Technolo—1987年第.50卷45～53頁.)

4.1.4許多因素都可能降低實(shí)驗(yàn)室光源加速試驗(yàn)與戶外暴露間的相關(guān)性(有關(guān)每種因素如何改變材料穩(wěn)定等級的具體資料見附錄A);a) 實(shí)驗(yàn)室光源與日光光譜分布的差別;

b) 高于實(shí)際使用條件的光照強(qiáng)度;

c) 實(shí)驗(yàn)室光源連續(xù)暴露周期試驗(yàn)沒有任何暗周期;

d) 高于實(shí)際溫度的樣品溫度;

e)導(dǎo)致與事實(shí)不符的深淺色樣板之間溫度差異的暴露條件;

f) 導(dǎo)致樣品溫度頻繁高低循環(huán)或造成不切實(shí)際的熱效應(yīng)的暴露條件;

g) 與實(shí)際不符的高或低濕度;

h) 生物因素和污染物的缺乏。

4.2實(shí)驗(yàn)室光源加速老化試驗(yàn)的應(yīng)用

4.2.1按此標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的加速暴露試驗(yàn)結(jié)果最好用于比較材料的有關(guān)性能。一種常見陽應(yīng)用是確定小同批次材料的質(zhì)量水平與已知性能的對照物是否相同.當(dāng)材料在同一暴露設(shè)備中同時(shí)試驗(yàn)時(shí)，材料間的比較最為合適。結(jié)果可以通過比較材料的特定性能下降到某一特定水平所需的暴露時(shí)間或輻照量來表示。

4.2.1.1 為了比較試驗(yàn)材料與對照物的性能，著重推薦每個試驗(yàn)至少有一個對照物被暴露。所選對照物必須具有相似的組成和結(jié)構(gòu)以使其失效模式與被測材料相同。最好采用兩個對照物：一個耐久性較好，另一個較差.

4.2.1.2為獲得統(tǒng)計(jì)估算結(jié)果，每一對照物和被評價(jià)的試驗(yàn)材料的平行試驗(yàn)數(shù)量要足夠多.除非另有規(guī)定，否則全部試驗(yàn)材料和對照物至少要進(jìn)行三次平行試疆.進(jìn)行破壞性試驗(yàn)測試材料性能時(shí)，每個暴露期都需要一組獨(dú)立的樣品.

4.2.2在某些規(guī)范試驗(yàn)中，試驗(yàn)材料與氣候老化參照材料(如藍(lán)色羊毛織物)同時(shí)暴露.試驗(yàn)材料的某一性能或多項(xiàng)性能測試是在參照材料的規(guī)定性能達(dá)到某一水平后進(jìn)行的。如果參照材料的成分有別于試驗(yàn)材料，它可能會對導(dǎo)致試驗(yàn)材料失效的暴露作用因素不敏感，或者會對影響試驗(yàn)材料作用很小的暴露作用因素很敏感.，參照材料的結(jié)果變化可能會遠(yuǎn)不同于驗(yàn)材料.參照材料與試驗(yàn)材料的所有這些差別會導(dǎo)致錯誤的結(jié)果。

注：適用于氣候老化驗(yàn)的對照物與參照物材料的定義詳見第3章;

4. 2. 3在某些規(guī)范試驗(yàn)中，試驗(yàn)樣品性能的評價(jià)是在一組規(guī)定條件的試驗(yàn)周期下，經(jīng)過特定暴露時(shí)間或輻照量后進(jìn)行的。除非一個特定暴露周期作用的再現(xiàn)性和性能潮試方法的、再現(xiàn)性已被確定.否則按照本部分進(jìn)行的任何加速暴露試驗(yàn)結(jié)果均不能根據(jù)指定暴露時(shí)間或輻照量達(dá)翔后的特定性能水平來確定材料的“合格或不合格”。

5實(shí)驗(yàn)室暴露設(shè)備要求

5.1 光源

·5.1.1 暴露設(shè)備應(yīng)該規(guī)定樣品及特定感測件的安放位置，以確保從光源處獲得相同的輻照度。

5.1.2暴露設(shè)備的設(shè)計(jì)應(yīng)確保在樣品暴露區(qū)域任何位置的輻照度至少為此區(qū)域最大輻照度的70%。

輻照均勻性的測試方法見附錄B

注，暴曩設(shè)備內(nèi)輻照度均勻性依賴于幾個因素，如在光學(xué)系統(tǒng)及箱體內(nèi)壁上形成的沉淀物，此外暴露試驗(yàn)樣品的種類和數(shù)量也能夠影響輻照度的均勻性.制造商承諾輻照度均勻性適用于新設(shè)備，并明確規(guī)定了測試條件.在許多新型設(shè)備內(nèi)- 暴露區(qū)域內(nèi)任何位置的輻照度均至少為最大輻照度的80%，

5.1.3如果樣品暴露區(qū)域內(nèi)任何位置的輻照度均至少為最大輻照度的90%.則暴露過程不必進(jìn)行樣品位置的周期性變換.

注：如果設(shè)備不能滿足5.1.3輻照度均勻性的要求，則需透行樣品位置的周期性變換以確保所有樣品能夠接受到相同的暴露作用。

5.1.4如果樣品暴露區(qū)域任何位置的輻照度均為最大輻照度的70%～90%，則在暴露期應(yīng)進(jìn)行樣品位置的周期性變換以確保每一樣品都能獲得等量的輻照量.位置變換時(shí)間表應(yīng)由所有相關(guān)方協(xié)商。

5.1.5按照設(shè)備制造商的說明書進(jìn)行燈和濾光器的更換以及燈和/或?yàn)V光器的預(yù)老化.

5.1.6 CIE出版物No.85:1989提供了典型氣候條件下的太陽輻射光譜數(shù)據(jù)，可以作為比較實(shí)驗(yàn)室光源與日光光源的根據(jù)。例如，對于1個相對大氣質(zhì)量.1. 42 cm可沉淀水及0.34 cm臭氧(1大氣壓.0℃下測試)在300 nm～2 450 nm波段地面陽光輻照度為1 090 W/㎡。表1列出了在這些大氣條件下在紫外光、可見光和紅外光譜區(qū)地面陽光輻射的竟波段聚光光譜輻照度。它代表了被暴露材料在春分或秋分的一個晴天近午時(shí)的赤道水平面上所經(jīng)受的最大地面陽光輻照度。

度計(jì)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)所需的時(shí)間應(yīng)在指定黑標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)所需時(shí)間的±10%以內(nèi)。

5.2.2.2黑板溫度計(jì)由耐腐蝕金屬平板組成.典型尺寸分別為長150 mm、寬150 mm、厚1 mm。平板對光面應(yīng)涂覆具有良好防老化性的黑色涂層.涂覆后的平板應(yīng)至少吸收至2 500 nm總?cè)肷涔馔康?0%～95%。熱敏元件應(yīng)緊固在暴露表面中心位置。它可以是一個涂黑桿狀雙金屬盤式傳感器或電阻傳感器，金屬板背面應(yīng)露置在老化箱的空氣中。

5.2.3黑板或黑標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的指示溫度依賴于實(shí)驗(yàn)室光源產(chǎn)生的輻照度和試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度及空氣流動速度.黑板溫度通常與金屬板黑色涂層的溫度相當(dāng).黑標(biāo)準(zhǔn)溫度通常與導(dǎo)熱性差的黑色樣品暴露表面溫度相當(dāng).在典型暴露試驗(yàn)條件下，黑標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的指示溫度將比黑板溫度計(jì)的指示溫度高3℃～12℃.因?yàn)楹跇?biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)被隔熱，所以對溫度變化的響應(yīng)時(shí)間略慢于黑板溫度計(jì)。

在輻射量較少時(shí)，黑板或黑標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的指示溫度與樣品真實(shí)溫度的差別可能較小，當(dāng)使用紅外線發(fā)射量很少的光源進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，兩類黑板的指示溫度或深淺色樣品間的溫度差別將會很小.

5.2.4為評估被暴露樣品表面溫度范圍，更好地控制設(shè)備內(nèi)的輻照度或試驗(yàn)條件，除使用黑板或黑標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)外，推薦使用白飯或白標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)。白板或白標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的制備應(yīng)與相應(yīng)的黑板或黑標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)相同，不同之處是使用白色耐老化涂層。白色涂層對300 nm~1 000 nm波的反射率應(yīng)至少為90%，對l 000 nm~2 500 nm渡的反射率應(yīng)至少為60%.

5.2.5暴露設(shè)備應(yīng)能將黑或白板傳感器的溫度控制在設(shè)定溫度±3℃以內(nèi)。暴露設(shè)備的設(shè)計(jì)應(yīng)確保黑板或白板溫度傳感器放置在樣品暴露區(qū)域任何位置所感測到的溫度均在設(shè)定攝氏溫度±5%以內(nèi)。

5.2.6試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)寫明所使用的是黑標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)還是黑板溫度計(jì)，如果所用溫度計(jì)(黑或白)不在樣品暴露區(qū)域內(nèi).則需在試驗(yàn)報(bào)告中描述其確切位置.

5.3濕度和潤濕

5.3.1濕氣的存在，尤其是以凝露形式存在于樣品被暴露面時(shí)，可能對實(shí)驗(yàn)室加速暴露試驗(yàn)產(chǎn)生嚴(yán)重影響.根據(jù)本部分安裝的用來模仿濕氣影響的任何設(shè)備應(yīng)有以下一種或多種向樣品提供濕氣的方法：

a) 使箱內(nèi)空氣潤濕;

b)形成凝露;

c)噴淋水;

d) 浸潤.

5.3.2樣品噴淋用水的純度非常重要。如果未經(jīng)。適當(dāng)處理除去水中的陽離子、陰離子和有機(jī)物，尤其是硅，則被暴露樣品將產(chǎn)生在戶外暴露時(shí)所不出現(xiàn)的污點(diǎn)。著重推薦樣品的噴淋用水中最大固含量為l μg/g.最大硅含量為0.2μg/g。蒸餾或去離子與反滲透的結(jié)合使用是獲得理想純度水的有效方法.

如果樣品噴淋用水的固含量大于l μg/g，則應(yīng)記錄其固含量及硅含量。除非循環(huán)水的純度能夠達(dá)到以上純度要求，否則不推薦對樣品噴淋用水進(jìn)行循環(huán)使用。

5.3.3如果發(fā)現(xiàn)暴露后的樣品有沉淀物或污點(diǎn)，則應(yīng)檢測水的純度是否滿足

5. 3.2要求.在有些情況下，被暴露樣品可能被在噴淋用純化水中所生長的細(xì)菌產(chǎn)生的沉淀物污染.如果檢查出是細(xì)菌產(chǎn)生的污染，應(yīng)使用有氯化作用的溶液如次氯酸鈉對整個樣品噴淋水系統(tǒng)進(jìn)行沖洗，并在重新暴露前用清水進(jìn)行全面清洗.

5.3.4盡管噴淋用水的電導(dǎo)率并不總與硅含量相關(guān)，但推薦對其進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，并且無論何時(shí)只要電導(dǎo)率超過5 μS/cm，就應(yīng)停止暴露.

5.3.5樣品噴淋設(shè)備的所有部件應(yīng)由不銹鋼或?qū)λ辉斐晌廴镜钠渌牧现瞥桑驗(yàn)橛行┎牧夏軌蛭兆贤饩€或在試樣上形成與實(shí)際不符的沉淀物。