不同光源條件下PVC涂層膜材料光氧老化性能研究.pdf

1、隨著PVC涂層膜材料的不斷發(fā)展和在各領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，對于PVC涂層膜材料光氧老化性能的研究及其壽命的預(yù)測顯得越來越重要。一般情況下，材料的老化試驗都是通過人工加速老化試驗進(jìn)行。由于不同光源的發(fā)光光譜和紫外輻射強(qiáng)度不同，造成不同光源條件下試樣的老化效果不同。因此，有必要對不同光源條件下的光氧老化性能進(jìn)行研究。本課題通過人工加速老化試驗，研究了不同光源條件下PVC涂層膜材料的光氧老化性能。
　　 本課題分別以UVB313和UVA3

2、40兩種類型的紫外燈管作為試驗光源，對兩種光源分別進(jìn)行了1根燈管和4根燈管的加速老化試驗（共4組）。既比較了不同光源條件下材料的光氧老化性能，又對同種光源不同紫外輻射強(qiáng)度下的光氧老化性能進(jìn)行了研究。
　　 研究發(fā)現(xiàn)，兩種光源條件下PVC涂層的光氧老化機(jī)理并未發(fā)生變化，同種光源不同紫外輻射強(qiáng)度下PVC涂層的光氧老化機(jī)理也未發(fā)生變化。由于兩種光源的發(fā)光光譜不同，因此當(dāng)累積紫外輻射能相同時，兩種光源條件下試樣的光氧老化程度不一致。即使

3、同種光源不同紫外輻射強(qiáng)度下，試樣的老化程度也不一致。說明試樣的光氧老化反應(yīng)速率與紫外輻射強(qiáng)度不成比例。因此簡單的互易定律不適用于PVC涂層壽命模型的建立。而Schwarzschild定律在互易定律的基礎(chǔ)上引入了常數(shù)p，即(Ip)t=常數(shù)（當(dāng)紫外輻射強(qiáng)度I的p次方與老化時間t的乘積一定時，材料的光氧老化效果是等效的）。試驗發(fā)現(xiàn):在以UVB313紫外燈管為光源條件下，p=1.112時，兩種紫外輻射強(qiáng)度下試樣的老化相關(guān)性較好;在以UVA340

4、紫外燈管為光源條件下，p=1.228時，兩種紫外輻射強(qiáng)度下試樣的老化相關(guān)性較好。分別對兩種光源不同紫外輻射強(qiáng)度下試樣的性能指標(biāo)進(jìn)行擬合，得到各性能指標(biāo)與紫外輻射強(qiáng)度以及老化時間之間的關(guān)系方程:UVB313試驗:斷裂強(qiáng)力保持率=100e-0.00152(I1.112t)斷裂伸長率保持率=100e-0.0021(5I1.112t)黃度指數(shù)增量=0.14579(I1.112t)UVA340試驗:斷裂強(qiáng)力保持率=100e-0.00036934(

5、5I1.228t)斷裂伸長率保持率=100e-0.00043596(4I1.228t)黃度指數(shù)增量=0.04102(I1.228t)式中，I為平均紫外輻射強(qiáng)度，t為老化時間(h)。
　　 在研究兩光源間的老化相關(guān)性時，再使用原先的Schwarzschild定律已不能建立其老化相關(guān)性。根據(jù)兩光源發(fā)光光譜的不同，在Schwarzschild定律的基礎(chǔ)上引入有效輻射系數(shù)α，其意義是指燈管發(fā)光光譜中有效紫外輻射能與總輻射能的比值，其取值

6、由燈管的類型而定。得到Schwarzschild定律的新形式:(αI)pt=常數(shù)。UVA340紫外燈管的有效輻射系數(shù)α=0.258343，UVB313燈管的α=0.765019，p=1.18時，根據(jù)新的Schwarzschild定律很好地建立了兩光源間的老化相關(guān)性方程:斷裂強(qiáng)力保持率=100e-0.00201(α(I)1.18t斷裂伸長率保持率=100-0.20076(αI)1.18t黃度指數(shù)增量=0.19898(αI)1.18t式中，