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第一種機(jī)理,聚氨酯在吸收波長(zhǎng)大于340 nm的光線后,在MDI上的亞甲基發(fā)生氧化,形成不穩(wěn)定的氫過氧化物,進(jìn)而形成發(fā)色團(tuán)單醌酰亞胺結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)導(dǎo)致聚氨酯變黃,再進(jìn)一步經(jīng)過氧化生成雙醌酰亞胺結(jié)構(gòu),最后變?yōu)殓晟?/em> -
第二種機(jī)理,聚氨酯在吸收波長(zhǎng)小于340 nm光后,發(fā)生Photo-Fries重排,生成芳香胺,進(jìn)一步降解產(chǎn)生黃變。而脂肪族聚氨酯樹脂中,不含苯環(huán)等雙鍵結(jié)構(gòu),因此,脂肪族聚氨酯產(chǎn)品耐光性能好,不容易產(chǎn)生黃變。
Q-Sun氙弧燈老化測(cè)試被認(rèn)為是最能模擬全太陽(yáng)光譜的測(cè)試方法,可以將被測(cè)樣品連續(xù)暴露在相當(dāng)于夏天正午時(shí)光照環(huán)境中,與戶外實(shí)際環(huán)境相比,其平均光照強(qiáng)度更強(qiáng),日均暴露時(shí)間更長(zhǎng)。
該設(shè)備能夠在耐光測(cè)試的同時(shí),還模擬環(huán)境的溫度及濕度變化。因此,Q- Sun氙燈老化測(cè)試能夠非??陀^準(zhǔn)確的反應(yīng)自然環(huán)境下的材料顏色變化與老化。由于氙燈老化設(shè)備較為昂貴、測(cè)試條件也比較苛刻,目前該方法主要應(yīng)用于汽車內(nèi)飾等要求較高的聚氨酯產(chǎn)品的耐光老化測(cè)試領(lǐng)域。
QUV紫外老化設(shè)備就是基于短波紫外輻射原理,因?yàn)槎滩ㄗ贤饩€被認(rèn)為是對(duì)曝露于室外的塑料造成嚴(yán)重?fù)p害的首要因素,QUV紫外燈管包括:UVA/UVB/UVC三種。
UVA燈管:可以很好地模擬從365nm到295nm的太陽(yáng)光臨界短波區(qū)域的太陽(yáng)光。UVA-340+燈管能夠在達(dá)到或超過最高輻照度為1.70 W/m2/nm的條件下進(jìn)行測(cè)試,這滿足主要測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中要求的最高輻照度值。UVA-351燈管模擬太陽(yáng)光透過窗戶玻璃的紫外線部分。冷白燈管也可以用來模擬辦公環(huán)境。
UVB燈管:UVB-313EL(原來的QFS-40)燈管產(chǎn)生的短波紫外光比通常照射在地球表面的太陽(yáng)紫外線強(qiáng)烈,UVB-313 燈管主要用于質(zhì)量控制和產(chǎn)品研發(fā),或?qū)δ秃蛐詷O強(qiáng)的材料進(jìn)行測(cè)試。UVB-311EL+燈管也可提供高輻照度水平的最苛刻的熒光紫外線測(cè)試。在使用UVB燈時(shí),應(yīng)注意確保失效機(jī)制的真實(shí)性。
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- A法(燈泡法):
根據(jù)淺色或白色制品,在自然太陽(yáng)光長(zhǎng)時(shí)間照射易發(fā)生顏色變黃的現(xiàn)象,以太陽(yáng)燈及加熱控溫裝置模擬自然的環(huán)境下,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),觀測(cè)樣品表面顏色發(fā)生的變化,確定樣品的變色程度,從而判定材料在太陽(yáng)光輻射下的耐黃變能力。
試驗(yàn)箱內(nèi)光源為太陽(yáng)燈泡,發(fā)出的光線近似于太陽(yáng)光,可以認(rèn)為是簡(jiǎn)版的氙燈老化裝置,該設(shè)備不對(duì)測(cè)試產(chǎn)品進(jìn)行溫度和濕度控制。
燈泡一般為歐司朗(OSRAM)的ULTRA VITALUX 300W UV-A紫外線燈泡,相關(guān)規(guī)格如下:

- B法(燈管法):
根據(jù)淺色或白色制品,在紫外線長(zhǎng)時(shí)間照射易發(fā)生顏色變黃的現(xiàn)象,以紫外線照射試樣,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),觀測(cè)樣品表面顏色發(fā)生的變化,確定樣品的變色程度,從而判定材料在紫外線輻射下耐黃變的能力。
試驗(yàn)箱內(nèi)光源為紫外線燈管,發(fā)出的光線是紫外光。燈管一般是采用兩根日本三共電器株式會(huì)社(SANKYO DENKI CO., LTD.)的UV- B lamp 15W G15T8E的UVB紫外燈管(如圖所示),其光譜能量分布在280~360nm之間,峰值集中在306nm處(類似Q-LAB的UVB-313nm)。
UVB型燈管也是通常使用的加速人工氣候老化試驗(yàn)用燈,它比UVA型燈對(duì)材料的破壞速度更快,因?yàn)槠洳ㄩL(zhǎng)比 UVA燈管波長(zhǎng)短,在同樣輻照度(光強(qiáng)度)下,其對(duì)很多材料會(huì)造成偏離實(shí)際的試驗(yàn)結(jié)果。
目前,UVC殺菌燈管主要用于測(cè)試需要經(jīng)過紫外線殺菌消毒的產(chǎn)品,例如聚烯烴醫(yī)療制品,SAREX開發(fā)的SARANOX? FS6261可適用于該類耐UVC耐輻照產(chǎn)品。
針對(duì)聚氨酯行業(yè)的A法和B法的耐黃變測(cè)試,SAREX開發(fā)的SARASTAB? PU836可以兼顧UVA和UVB波段的吸收,廣泛應(yīng)用于聚氨酯鞋材等產(chǎn)品,空白TPU和添加PU826的紫外線吸收譜圖如下:
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