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GB／T 16422.2-2022 塑料 实验室光源暴露试验方法 第2部分：氙弧灯.pdf简介：

GB/T 16422.2-2022是中国国家标准，其全称为《塑料 实验室光源暴露试验方法 第2部分：氙弧灯简介》。这个标准主要规定了塑料材料在实验室环境下进行光照老化实验时，使用氙弧灯作为光源的一种方法的介绍。

氙弧灯是一种高能量、短波长的光源，通常用于模拟阳光中的短波紫外线，因此在塑料产品的光老化测试中被广泛应用，以评估材料在长时间紫外照射下的耐候性能。这种灯可以产生连续的窄谱紫外线，能够更准确地模拟太阳光的紫外线辐射，从而更真实地反映塑料材料在实际环境中的老化情况。

标准中详细描述了氙弧灯的性能参数、操作要求、测试条件以及如何正确设置和使用氙弧灯进行塑料材料的光照老化试验。它为塑料材料的质量控制和耐老化性能评估提供了科学的实验方法和技术指导。

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为更快速地测定辐射、热、湿度对塑料物理、化学及光学性能的影响，常采用特定实验室光源人工加 速气候老化或人工加速辐射暴露试验。塑料在实验室设备中暴露比在自然环境中有更多的可控条件， 用来加速可能的高聚物降解和产品失效。 GB/T16422《塑料实验室光源暴露试验方法》提供了塑料在特定环境、设定暴露周期的试验方 法，由四个部分构成： 第1部分：总则； 一第2部分：氙弧灯； —第3部分：荧光紫外灯； —第4部分：开放式碳弧灯。 本文件的实验室光源选用氙弧灯，为模拟总日辐射或透过窗玻璃后的太阳辐射，由配置一个或多个 滤光器组成，其光谱范围包括紫外辐射、可见辐射及红外辐射。虽然氙弧灯光源暴露试验的条件可控， 但是仍不能模拟实际使用的暴露条件，由此 的相对耐久性

塑料实验室光源暴露试验方法 第2部分：氙弧灯

4.1以配置合适滤光器的氙弧灯为光源，模拟总日辐射光谱中紫外光谱和可见光谱区域的光谱车 照度。 4.2在受控环境下，试样暴露于不同等级的光、热、相对湿度以及水（见4.4)的条件中。 4.3供选可变的暴露条件：

a）滤光器； 辐照度； c) 暴露于光照时的温度； d) 需控制湿度时，氙弧灯光照/暗周期过程中试验箱内的相对湿度； e) 试验样品的润湿方式（见4.4)； f) 水温和润湿循环； g) 氙弧灯光照与暗周期的相对时长。 .4润湿采用软化水/去离子水喷洒试验样品、把试样浸入水中或者将水蒸气冷凝在暴露试样表面三 中方式来实现。 .5试验过程包括试样平面上的紫外辐照度和紫外辐照量的测量。 .6建议将一种已知性能的相似材料（对照物）与试验样品同时暴露来提供比对试验。 .7在不同设备中暴露的试验结果不宜进行比较JGJ 127-2000 看守所建筑设计规范，除非用于该特定材料测试的不同设备之间已建立了 合适的统计关系

光源应由一个或多个有石英封套的氙弧灯组成，其光谱范围包括波长大于270nm的紫外辐射、可 见辐射及红外辐射。为了模拟总日辐射，应使用滤光器来滤除短波长的紫外辐射（方法A，见表1）。为 模拟透过窗玻璃后的太阳辐射（方法B，见表2)，应使用将310nm以下波长的辐照度最小化的滤光器。 另外，可使用滤光器去除红外辐射来避免对试验样品不符合实际情况的加热，这种加热能导致试样产生 在户外暴露期间不会出现的热降解。 注：CIE85叙述了不同大气条件下的太阳光谱辐照度。本文件采用的总日辐射基准引自CIE85；1989中表4。

5.1.2配置日光滤光器的氙弧灯的光谱辐照度

为模拟总日辐射（CIE85：1989的表4），用滤光器对氙弧灯的发射光谱进行过滤。在紫外波长范围 内相对光谱辐照度的最小限值和最大限值见表1（亦见附录A）。 附录C区分了两种不同类型的日光滤光器：I型和Ⅱ型。这两类均符合表1给出的配置日光滤光 器氙弧灯的相对光谱辐照度要求。

表1配置日光滤光器氙弧灯的相对光谱辐照度·（方法A）

400nm间总辐照度的百分比。为检测氙弧灯用的某一滤光器 或滤光器组是否符合表中要求，应测量250nm～400nm范围内的光谱辐照度，通常以2nm递增测量。然后 将每一通带内的总辐照度加和再除以290nm～400nm间的总辐照度。 表中的最小限值和最大限值是基于制造商的建议，对不同生产批次和不同使用期限、配置了日光滤光器的水 冷和风冷氙弧灯，进行超过100次的光谱转 量后得到的$。如果能够获得更多的光谱辐照度数据，极限 值有可能微小变化。最小限值和最大限值相对于所有测量值的平均值的离差至少是3倍的标准偏差。 任一个光谱辑照度分布，表中各通带内计算得到的百分比加和为100%。对于任一种配置日光滤光器的氙弧 灯，每个通带内百分比的计算值应落在表中给定的最小限值和最大限值之间。由于使用的不同氙弧灯装置的 光谱辐照度分布在允许范围内波动，能预料暴露试验结果会有差异。联系氙弧灯装置的制造商，获取所用氙弧 灯和滤光器具体的光谱辐照度数据。 dCIE85：1989中表4给出了太阳总辐照度的数据，该数据是在相对空气质量为1.0、臭氧含量为标准温度和压 力下0.34cm、水蒸气含量为1.42cm可降水量、500nm波长的空气溶胶消光的光谱光学深度为0.1时的水平 面上测得的。这些数据用作配置日光滤光器氙弧灯的目标值。 对于CIE85：1989中表4描述的太阳光谱数据，紫外辐照度（290nm~400nm）占总辐照度（290nm～800nm） 的11%，可见辐照度（400nm～800nm）占总辐照度（290nm～800nm）的89%。暴露在氙弧灯装置下的试样， 其表面上的紫外辐照度百分比与可见辐照度百分比可能因暴露试样的数量及自身的反射率的差异而不同。

5.1.3配置窗玻璃滤光器的氙弧灯的光谱辐照月

窗玻璃滤光器的氙弧灯自

对氙弧灯的发射光谱进行过滤。在紫外波长范围内 相对光谱辐照度的最小限值 附录A)

关规定将其排放到建筑物外。

5.4黑标温度计/黑板温度计

5.5润湿和湿度控制装置

试样可在喷淋、凝露或浸润方式下进行润湿暴露。表3（亦见表B.1)和表4（亦见表B.2)给出了使 用喷淋的具体试验条件。如果使用了凝露、浸润或其他方式，应在试验报告中注明具体的试验步骤和暴 露条件。 表3和表4还给出了控制相对湿度的暴露条件。表B.1和表B.2给出了无需控制相对湿度的暴露 条件。

5.5.2相对湿度的控制装置

对湿度的暴露，测量相对湿度的传感器的位置应

试验箱可按规定条件在试验样品的正面或背面安装间歇喷淋的装置。喷淋应均匀分布在试样表 面。喷淋系统应由不会污染喷淋水的耐腐蚀材料制成。 喷洒到试样表面的水：电导率应低于5μS/cm，不溶物含量小于1mg/L，在试样表面不留下可见的 污迹或沉积物，二氧化硅的含量应低于0.2mg/L。去离子与反渗透系统相结合使用能制备符合质量要 求的水。

试样架可为开放式框架从而使试样背面外露，或可使用无空隙的背衬来支撑试样。试样架及背衬 (如使用)应由不会对暴露结果产生影响的情性材料制成，例如耐氧化的铝合金或不锈钢。试样周围不 应使用铜合金、铁或铜质材料。背衬的使用以及背衬与试验样品间的空隙可能影响试验结果，尤其是透 明试样。因此背衬的使用及与试样间的空应由相关方商定

5.7性能变化评价设备

于评价性能变化的设备应符合ISO4582的要求

除非另有规定，按表3（亦见 所示控制辐照度水平，也可由相关方商定 他的辐照度水平，应在试验报告！ 度及其通带

7.2.1黑标温度和黑板温度

7.2.2试验箱内空气温度

暴露过程中试验箱内空气温度能控制在规定值（见表3和表4)也能不控制（见表B.1和表B.2）。 注：试样表面温度的下限为试样周围的空气温度（即试验箱温度），上限为规定的黑标温度。一般认为试样的实 温度介于这两个限值之间。

7.3试验箱内空气相对湿度

表3黑标温度计（BST）控制温度的暴露循环

3黑标温度计（BST）控制温度的暴露循环（续

B.配置窗玻璃滤光器的暴

表3和表B.1（亦见表4、表B.2)中的条件适用于连续辐照的试验，可使用更复杂的循环。这些 「能包括暗周期，而暗周期可能造成高湿度和/或在试样表面产生露。 应在试验报告中注明所用的循环及其全部详细条件。

表4黑板温度计（BPT）控制温度的暴露循环

表4黑板温度计（BPT）控制温度的暴露循环（续）

表3（亦见表B.1)和表4（亦见表B.2)给出了配置日光滤光器（方法A)和配置窗玻璃滤光器（方法 B）进行暴露的多组条件。 如果未指定则采用循环1(BST控制）或循环4(BPT控制）暴露条件。 表3给出了控制黑标温度的三种暴露循环（更多的循环见表B.1）。表4给出了控制黑板温度的循 环（更多的循环见表B.2）。 表3、表B.1中规定的黑标温度以及表4、表B.2中规定的黑板温度都是最常用的温度，但两种温度 之间没有关联。因此，用这两种温度得到的试验结果可能不具有可比性。 黑标温度计可代替黑板温度计以确保满足表4和表B.2中的温度要求。但在这种情况下，应确定 不同类型温度计之间的实际温差，并应将每种温度计测量的温度作为等效的设定值温度，以补偿两种温 度计之间导热系数的差异

以不受任何外加应力的方 标记的位置不影响后续的试验。为便于检查，可制定试验样品的位置分布图。 对用于测定颜色和外观变化的试样，需要对其暴露部分和非暴露部分进行比较时，可在整个试验过 程中用不透明的遮盖物遮住试验样品的一部分。该方法虽有利于检查暴露试验的进度，但试验报告中

的数据应是经暴露的试验样品与避光保存的存放样品相比较得到的。

如果需要，安装并校准辐照仪，测量试验样品暴露面的辐照度。 当试验样品按辐照量进行暴露时，其暴露周期用暴露面单位面积上的辐射能表示。选用波长范围 为300nm～400nm的辐照仪，暴露周期的单位用焦耳每平方米（J/m²）表示；或者选用定值波长的辐照 仪（如340nm），暴露周期的单位用焦耳每平方米纳米「J/（m·nm）1表示，

如果需要，安装并校准辐照仪，测量试验样品暴露面的辐照度。 当试验样品按辐照量进行暴露时，其暴露周期用暴露面单位面积上的辐射能表示。选用波长范围 为300nm～400nm的辐照仪，暴露周期的单位用焦耳每平方米（J/m²）表示；或者选用定值波长的辐照 仪（如340nm），暴露周期的单位用焦耳每平方米纳米「J/（m·nm）1表示，

GB∕T 31295-2014 风电叶片用芯材 弯曲载荷和压缩载荷下高温尺寸稳定性的测定8.5暴露后性能变化的测定

应按ISO4582的规定进行性能变化的测定。经相关方商定后可测定其他性能。

附录A （资料性） 经过滤的氙弧辐射——光谱辐照度

CIE85：1989提供了典型大气条件下太阳光谱辐照度的数据，这些数据能用作实验室光源与总日 辐射对比的基础。经过滤的氙弧辐射所用数据见CIE85：1989中的表4。然而，CIE85：1989有许多不 足：它给出的太阳全光谱能量分布是从305nm开始的，增量相当近似并且计算代码已不再适用。因 此，多年来一直在努力修订CIE85。修订版是基于最新的测量和经改进的计算模型（SMARTS2[7）。 当用SMARTS2模型重新计算时，CIE85.1989的表4可继续使用8

A.2紫外区的光谱辐照度

JT∕T 1105-2016 桥梁用热镀锌铝合金钢绞线A.2.1配置日光滤光器的氩弧灯