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材料科学中的耐候性与老化机理随着科技的发展，各种材料得到了广泛应用。
然而在工业和日常生活中，材料总是暴露在各种环境因素中，比如气候、化学物质、紫外线等等，这些因素会导致材料老化，进而影响材料的性能、功能和寿命。
因此，研究材料的耐候性与老化机理就变得非常重要。
一、耐候性耐候性通常指的是材料在自然环境中长期暴露的能力。
材料常见的耐候性问题包括：颜色变化、表面开裂、黄变、脆化、劣化、失光等等。
这些问题会直接影响材料的外观和性能。
耐候性受多种因素影响。
例如，气候因素对耐候性的影响是很大的，如温度、湿度、紫外线辐射等。
化学因素也会影响材料的耐候性，如酸雨、氧化剂、氯化物等。
机械因素也会影响材料的耐候性，例如震动、冲击、摩擦、刮擦等。
为了提高材料的耐候性，材料科学家采用了多种方法。
其中应用最广泛的是添加稳定剂。
稳定剂是指可以抑制材料老化和劣化的化学物质，它们与材料分子发生反应，可以将材料分子中的自由基消耗掉。
稳定剂大多数是有机化合物，例如苯片酚、酚醛树脂、芳香族胺等。
稳定剂的添加量很关键，添加量过高，会出现副作用，会影响材料的性能和色泽。
另一种提高材料耐候性的方法是改变材料的结构和配方。
例如通过改变分子结构，引入共聚物、单体、涂层等来改变材料的耐候性。
二、老化机理材料老化现象普遍存在于不同种类的材料中，并且不同材料的老化机理也有所不同。
材料的老化机理通常可以通过四个方面来描述：物理老化、生化老化、化学老化和环境老化。
物理老化物理老化是由于材料长期使用而导致的结构性变化。
具体表现在材料的硬度、弹性模量、断口伸长量、吸水率等物理特性上。
物理老化与材料的长期使用时间有很大关系，与材料的外部环境温度、湿度等因素也有关。
物理老化的典型例子是塑料礼品袋，长时间使用后，外观变黄，变硬，不易拆卸。
生化老化生物老化主要是指有机材料在受到湿润、高温等因素影响下所引起的老化现象。
生物老化的主要原因是使得材料变质、变色。
比如，动物皮毛不加防腐处理就会变质、腐烂。
高分子材料的老化及防老化研究高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括高分子、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，高分子材料自身的性能较好，被广泛的应用在各行各业中，但是由于高分子材料在生产或储存的过程中，容易产生一些物理或化学变化，导致材料老化，性能降低，造成无法使用。
本文主要通过分析高分子材料产生的老化问题，并探讨防治高分子材料老化的一些措施。
标签：高分子材料；老化问题；预防对策由于高分子材料具有其独特的优势，已被广泛地运用于国民经济和日常生活的许多领域。
它是高科技和国家经济支柱产业中不可或缺的材料，也是重要的战略储备物资。
高分子材料在生产和使用的过程中，其无法避免地会在不同程度上发生老化现象。
随着高分子材料的种类、用量的增加和极端使用条件的扩大，其老化问题日益突出，因而对其老化规律、老化机理和防老化的研究也变得日益重要。
本文主要针对其发生老化的原因进行讨论，找出预防老化的相应对策。
一、高分子材料的老化（一）高分子材料老化的表现1、由于高分子材料品种不同，使用条件各异，因而有不同的老化现象和特征。
对于高分子制品来说，生胶经久贮存时会变硬、变脆或者发粘；高分子薄膜制品（如雨衣、雨布等）经过日晒雨淋后会变色，变脆以至破裂；在户外架设的电线、电缆，由于受大气作用会变硬、破裂，以至影响绝缘性；汽车轮胎和飞机轮胎使用日久后会发生龟裂；在实验室中的胶管会变硬或发粘；有些高分子制品还会受到霉菌作用而导致破坏等等。
农用塑料薄膜经过日晒雨淋后发生变色、变脆、透明度下降；航空有机玻璃用久后出现银纹、透明度下降；2、高分子材料老化发生的变化：首先是外观的改变，出现斑点、裂缝、污渍、喷霜、银纹、发粘、粉化、起皱、翘曲、焦烧、收缩、光学颜色的变化以及光学畸变。
其次是使用方面的改变，使用方面的改变又包括物理性能改变，流变性能、溶胀性、溶解性、耐寒性以及耐热、透气透水等性能的变化。
还有力学性能发生改变，相对伸长率、弯曲强度、拉伸强度、冲击强度、应力松驰、剪切强度等性能的变化。
UV紫外光加速老化试验机测试标准UV紫外光加速老化试验机测试标准紫外光加速老化试验机,紫外线加速耐候试验机,紫外光耐气候试验箱,紫外老化测试仪Q8/UV紫外光加速老化试验机主要用于模拟对阳光、潮湿和温度对材料的破坏作用；材料老化包括褪色、失光、强度降低、开裂、剥落、粉化和氧化等。
紫外光加速老化试验机通过模拟阳光、冷凝、模仿自然潮湿，试样在模拟的环境中试验几天或几周的时间，可再现户外可能几个月或几年发生的损坏。
Q8/UV紫外光加速老化试验机中，紫外灯的荧光紫外等可以再现阳光的影响，冷凝和水喷淋系统可以再现雨水和露水的影响。
整个的测试循环中，温度都是可控的。
典型的测试循环通常是高温下的紫外光照射和相对湿度在100％的黑暗潮湿冷凝周期；典型应用在油漆涂料、汽车工业、塑胶制品、木制品、胶水等。
模拟阳光阳光中的紫外线是造成大多数材料耐久性能破坏的主要因素。
我们使用紫外灯来模拟阳光中的短波紫外部分，它产生很少的可见光或红外光谱能量。
我们可以根据不同的测试要求选择不同波长的UV紫外灯，因为每种灯在总的紫外线辐照能量和波长都不一样。
，UV灯管可分为UVA和UVB 两种。
Q8/UV灯管UVA-340灯管：UVA-340 灯管可极好地模拟太阳光中的短波紫外光，即从365 纳米到太阳光截止点295 纳米的波长范围。
UVB-313灯管：UVB-313 灯管发出的短波紫外光比通常照射在地球表面的太阳紫外线强烈，从而可以*大程度的加速材料老化。
然而，该灯管可能会对某些材料造成不符合实际的破坏。
UVB-313 灯管主要用于质量控制和研究开发，或对耐候性*的材料运行测试。
UVA-351灯管：模拟透过窗玻璃的阳光紫外光，它对于测试室内材料的老化*为有效。
潮湿冷凝环境在很多户外环境中，材料每天的潮湿时间可长达12小时。
研究说明造成这种户外潮湿的主要因素是露水，而不是雨水。
Q8/UV通过独特的冷凝功能来模拟户外的潮湿侵蚀。
在试验过程中的冷凝循环中，测试室底部蓄水池中的水被加热以产生热蒸气，并充满整个测试室，热蒸汽使测试室内的相对湿度维持在100％，并保持一个相对高温。
老化测试老化试验老化检测是可靠性检测的一部分，是模拟产品在现实使用条件中涉及到的各种因素对产品产生老化的情况进行相应条件加强实验的过程。
主要通过使用各种环境试验设备模拟气候环境中的高温、低温、高温高湿以及温度变化等情况，加速激发产品在使用环境中可能发生的失效，来验证其是否达到在研发、设计、制造中的预期的质量目标，从而对产品整体进行评估，以确定产品可靠性寿命。
老化检测正是可靠性测试的重要部分。
一、主要的测试范围包括：材料寿命推算冷热冲击盐雾测试快速温变老化检测气候老化（自然气候暴晒试验，人工气候老化）紫外老化检测臭氧老化检测老化试验湿热老化检测氙灯老化检测碳弧灯老化检测二、重点检测项目1、紫外老化检测采用荧光紫外灯为光源（有UVA,UVB不同型号灯源），通过模拟自然阳光中的紫外辐射和冷凝，对材料进行加速耐气候性试验，以获得材料耐候性的结果。
紫外老化测试，可以再现阳光、雨水和露水所产生的破坏。
设备通过将待测材料曝晒放在经过控制的阳光和湿气的交互循环中，同时提高温度的方式来进行试验。
试验设备采用紫外线荧光灯模拟阳光，同时还可以通过冷凝或喷淋的方式模拟湿气影响。
用来评估材料在颜色变化、光泽、裂纹、起泡、催化、氧化等方面的变化。
紫外老化试验机并不模拟全光谱太阳光，但是却模拟太阳光的破坏作用。
通过把荧光灯管的主要辐射控制在太阳光谱的紫外波段来实现。
这种方式是有效的，因为短波紫外线是造成户外材料老化的最主要因素。
2、盐雾老化检测盐雾试验是一种主要利用盐雾试验设备所创造的人工模拟盐雾环境条件来考核产品或金属材料耐腐蚀性能的环境试验。
盐雾试验分为：天然环境暴露试验；人工加速模拟盐雾环境试验。
人工模拟盐雾试验：包括中性盐雾试验、醋酸盐雾试验、铜盐加速醋酸盐雾试验、交变盐雾试验。
3、臭氧老化检测臭氧老化就是将试样暴露于密闭无光照的含有恒定臭氧浓度的空气和恒温的试验箱中，按预定时间对试样进行检测，从试样表面发生的龟裂或其它性能的变化程度，以评定试样的耐臭氧老化性能。
实验室加速老化测试多少小时Cleveland,Ohio Headquarters & Bolton, EnglandQ-Lab EuropeShanghai, ChinaQ-Lab ChinaMiami, Florida Q-Lab Florida Phoenix, AZQ-Lab ArizonaInsert Presentation Name Here夏天正午的太阳光光谱0.00.51.01.52.0250350450550650Wavelength (nm)Irradiance(W/m2/nm)VisibleLightUV RegionUV-CUV-BUV-Asummerwinter0.68 W/m2@ 340 nmMoisture 湿气Insert Presentation Name Here•Benchmark Location•Low moisture 低湿气Insert Presentation Name Here曝晒角度45°朝南5°朝南90°朝南0°曝晒Insert Presentation Name Here曝晒背板无背板网状背板有背板特殊背板Insert Presentation Name Here曝晒装置Black BoxAIM Box玻璃框下曝晒Q-Trac 太阳光跟踪聚能装置Insert Presentation Name Here Q-Sun Xe-3Insert Presentation Name Here氙弧灯与太阳光的光谱0.00.51.01.52.02.53.0250300350400450500550600650700750800Wavelength (nm)Irradiance(W/m²/nm)SunlightXenon ArcInsert Presentation Name Here Insert Presentation Name Here喷淋Study of weathering test of auto plastic panels+敦煌曝晒场照片Dunhuang exposure site琼海曝晒场照片Qionghai exposure site氙灯加速老化试验方法Xenon test methods Insert Presentation Name HereQuestions?hzhang@ Insert Presentation Name Here。
紫外线对人体有哪些危害近年来，气候变化和环境污染趋势加剧，使人们更加关注自身健康，其中紫外线的危害备受广泛关注。
紫外线是太阳辐射中的一种，确保地球上生命能够存在，但与此同时，人们不得不面对其带来的危害。
那么，紫外线对人体有哪些危害呢？一、皮肤癌紫外线长期照射会破坏皮肤细胞内的DNA，进而导致细胞变异和突变，甚至引发皮肤癌。
根据统计数据，全球每年有超过300万人被诊断出患皮肤癌，其中恶性黑色素瘤是皮肤癌中最危险的一种。
此外，皮肤癌患者多发生在脸部、手臂等容易暴露而又很少涂抹防晒霜的部位。
二、晒斑晒斑是指由于长期暴露在紫外线下，使皮肤产生斑点或变黑的现象。
一般来说，晒斑多发生在面部、肩部和手臂等暴露部位，给美容造成很大困扰。
晒斑不仅会使人显得老态龙钟，还会降低皮肤的抵抗力，引发各种皮肤炎症等疾病。
三、免疫系统受损小剂量的紫外线照射能够刺激人体的免疫系统，使身体能够更好地适应日常环境的变化。
但是，过量的紫外线照射会抑制免疫系统的正常工作，可能导致身体易感染各种疾病，如流感、感冒等。
四、加速皮肤老化紫外线会刺激皮肤内的自由基产生，破坏胶原、弹性蛋白等结构，推动皮肤老化进程。
日常生活中应该尽量避免长时间暴露在强烈的阳光下，同时做好日常皮肤保养，可以起到延缓皮肤老化的作用。
五、眼睛受损人的眼睛很容易受到紫外线的伤害。
人们在夏天出行时，可以加强对眼部的防护，如戴遮阳帽、太阳镜等，以保证眼睛健康。
以上就是紫外线对人体的几种危害，当然了，人们面对紫外线也并非束手无策。
既然知道了它的危害，就应该通过正确方式预防，比如在出行时涂抹防晒霜、戴遮阳帽、太阳镜等，充分保护自己的身体。
同时，也应该注意合理调节自己的生活方式，避免长时间暴露在阳光下，以免紫外线照射对我们的身体造成伤害。
光老化试验基础及原理浅析前言：阳光辐照和气候变化是损害涂料、塑料、油墨及其他高分子材料的主要原因，这种损害包括失光、褪色、黄变、开裂、脱皮、脆化、强度降低及分层。
即使是室内的光及通过玻璃窗透射的太阳光也都会使一些材料老化，比如引起颜料、染料等褪色或变色。
对许多制造商而言，产品的耐老化和耐光性是极其重要的。
加速检测老化和光稳定性的设备被广泛用于研究开发、质量、控制和材料检定，这些检测设备提供快速并且可重复的测试结果。
近年来，低价位且使用方便的实验室检测设备已经开发出来，包括UV紫外加速老化设备符合ASTM G 154、SN氙灯试验箱符合ASTM G155。
1．术语1.1 辐照度E（Irradiance）地面上的单位面积单位时间内接收到的太阳辐射，也称为辐照强度，所有波长入射辐照的总量，以W/m2表示，因为辐照是按不同的波长分布的，不同的光谱造成的光化学效应差异很大，所以不应采用不同的光源做比较。
1.2 室内光（Indoor light）采用可减少波长320nm以下光谱辐照度的滤光器来模拟透过玻璃滤光后的日光。
1.3 室外光（ Outdoor light）为了模拟直接的自然暴露，辐射光源必须经过过滤，以便提供与地球上的日光相似的光谱能量分布。
1.4 黑标温度（Black panel temperature）黑标表面所测到的温度，它表示产品表面可能达到的最高温度。
1.5 暴露辐射能（The Energy of Irradiance）试样已经受暴露的辐射能的一种量度，可以由下式算出： H=E*dt式中：E—辐照度，W/m2；t—暴露时间，s；H—暴露辐射能，J/m2；如果产品受辐射时，辐射度不变，则辐射能等于辐射度乘以辐射时间。
2．光源的选择2.1 辐射光源的种类太阳辐射试验主要有氙灯、荧光紫外灯（荧光灯）、碳弧灯三种类型的试验设备，他们都是从光能、温度、降雨或凝露这几种主要气候因素进行模拟和强化的试验。
耐人工气候老化标准本标准主要涉及在人工气候环境下，材料、产品和系统的耐老化性能。
它包括紫外线辐射、温度变化、湿度变化、风化效应、耐候性能测试、老化评估、防老化材料标准和防老化技术规范等方面的内容。
1.紫外线辐射本标准规定，在进行人工气候老化测试时，应模拟紫外线辐射。
这种辐射主要来自于太阳光中的紫外线，对许多材料都会造成影响，包括褪色、脆化、强度降低等。
测试设备的紫外线光源应能够模拟太阳光的紫外线光谱分布。
2.温度变化温度变化在人工气候老化中也是一个重要的因素。
本标准要求在老化测试过程中，应模拟材料在实际使用环境中可能遇到的所有温度变化。
这包括高温、低温以及温度的剧烈变化。
3.湿度变化湿度也是影响材料老化的一个重要因素。
本标准要求在人工气候老化测试中，应模拟材料在实际使用环境中可能遇到的湿度变化，包括高湿度、低湿度以及湿度的剧烈变化。
4.风化效应风化效应是指材料在使用过程中由于受到自然环境中的风、雨、雪等的影响而产生的逐渐劣化。
本标准要求在人工气候老化测试中，应模拟风化效应，包括风雨、雪等自然环境因素对材料的影响。
5.耐候性能测试耐候性能测试是评估材料、产品和系统耐候性的主要方法。
本标准规定了一系列的测试程序，包括紫外线照射测试、温度变化测试、湿度变化测试、风化效应测试等，以评估材料、产品和系统的耐候性能。
6.老化评估老化评估是在耐候性能测试的基础上，对材料、产品和系统的老化情况进行评估的方法。
本标准规定了一系列的评估方法，包括外观检查、物理性能测试、化学成分分析等，以评估材料、产品和系统的老化情况。
7.防老化材料标准防老化材料标准是对材料进行防老化处理的最低要求。
本标准规定了各种防老化材料的性能指标，包括抗紫外线性能、耐高温性能、耐低温性能、耐湿度性能等。
8.防老化技术规范防老化技术规范是在制造和施工过程中，为防止材料老化的技术要求。
本标准规定了各种防老化技术的操作规程和注意事项，以确保材料在使用过程中具有良好的耐候性能。
