氙燈老化測試，作為模擬真實環(huán)境破壞的權威手段正受到越來越多制造商的重視。在接觸和決策過程中，有許多客戶也心存諸多疑問？本文匯總回答了關于氙燈老化測試的高頻問題，希望能解決您的一些疑惑。

基礎概念篇

Q1: 氙燈老化測試到底是什么？它能模擬什么？

簡單來說，氙燈老化測試就是一臺時光加速器。它通過在實驗室內利用氙弧燈模擬太陽光的全光譜，并精確控制溫度、濕度、降雨等環(huán)境條件，構成一個強化的人工氣候環(huán)境。將材料樣品放置其中，在幾天或幾周內，就能重現戶外數月甚至數年才能出現的老化損傷。

它能模擬的核心環(huán)境因素包括：

（1）光照：氙燈能復現太陽光中的紫外線、可見光和紅外線，這是材料老化的最主要驅動力。

（2）溫度：夏季正午的酷熱或晝夜溫差帶來的熱應力，會加速材料的熱老化。

（3）濕度：露水、雨水導致的高濕度環(huán)境，會引發(fā)材料的水解反應和應力腐蝕。通過周期性的噴淋模擬降雨，帶來熱沖擊和機械侵蝕。通過夜間冷凝模擬露水，研究材料的耐濕性。

總而言之，它模擬的不是單一的暴曬，而是一個完整的、循環(huán)的、真實的自然環(huán)境。

Q2: 做這個測試的主要目的是什么？

（1）質量評估與風險預警：在產品研發(fā)或量產階段，快速評估其耐候性，預判潛在缺陷，避免因大面積老化失效導致的巨額售后賠償和品牌信譽損失。

（2）研發(fā)比對與優(yōu)化：快速對比不同供應商的原材料、不同生產工藝或新配方產品的耐久性優(yōu)劣，為產品升級和成本控制提供精準的數據支持，縮短研發(fā)周期。

（3）市場準入與標準符合：許多行業(yè)都有明確的耐候性測試標準。通過測試是獲得相關認證、進入目標市場的通行證。

（4）塑造市場競爭力：一份權威的、數據翔實的耐久性測試報告，是向客戶證明產品卓越品質的最有力武器，是產品宣傳冊上最亮眼的標簽。

Q3: 它的基本原理是什么？

基本原理根植于光化學第一定律格羅特斯-德雷珀定律：只有被物質吸收的光，才會引發(fā)該物質的光化學反應。

能量的傳遞：太陽光中的紫外線，特別是UV波段，攜帶著較高的能量。當塑料1、涂料、橡膠等高分子材料暴露在光下時，其化學鍵會吸收這些紫外能量。

化學鍵的斷裂：當吸收的能量超過化學鍵的強度時，鍵就會發(fā)生斷裂，形成自由基。這個過程被稱為“光降解”。

連鎖反應：這些高活性的自由基會與周圍的氧氣、水分發(fā)生一系列復雜的氧化反應，導致分子鏈斷裂、交聯(lián)或化學結構改變。

宏觀表現：微觀層面的化學損傷，最終會以宏觀形式表現出來：聚合物鏈斷裂導致材料變脆、強度下降；顏料/染料分子降解導致褪色、變色；表面結構破壞導致失光、粉化、起皺、開裂。

氙燈測試就是通過精準復現這一過程的觸發(fā)條件（光、熱、水、氧），并在實驗室條件下進行強化，從而在短時間內實現材料的加速老化。

方案設計篇

Q4: 測試條件該怎么定？光照、溫度、濕度都是怎么設置的？（結合測試條件）

沒有放之四海而皆準的條件，一切取決于產品的最終使用環(huán)境。一個優(yōu)秀的測試方案，是科學與經驗的結合。

光照/光譜是最重要的參數：

（1）濾光器是關鍵：使用不同類型的濾光器來裁剪氙燈的光譜。

日光濾光器：模擬直達地面的太陽光，適用于戶外暴露產品如外墻涂料、汽車外飾等。

窗玻璃濾光器：模擬透過窗玻璃的太陽光，濾掉了大部分短波紫外線，適用于室內產品如汽車內飾、家居紡織品、辦公設備。

（2）輻照度控制：即光照強度?，F代氙燈試驗箱能精確控制特定波段如340nm或420nm的輻照度。提高輻照度可以加速測試，但需謹慎，過高的強度可能導致不真實的老化機制。

溫度：

（1）黑板/黑標溫度：這是指一個覆蓋有黑色絕緣材料的金屬板溫度，它模擬的是材料表面在陽光下所能達到的最高溫度。通常根據產品實際使用環(huán)境的極端高溫來設定，45℃ - 110℃不等。

（2）箱體空氣溫度：代表周圍環(huán)境的空氣溫度。

濕度：

相對濕度的高低會極大地影響某些材料的水解速率。測試程序中會設定干燥和濕潤循環(huán)，例如，在光照階段保持較低濕度模擬白天，在無光階段保持高濕度模擬夜晚。

（1）噴淋： 模擬雨水冷卻和環(huán)境沖刷。短時間的噴淋能對樣品表面產生熱沖擊，并洗掉表面降解產物，暴露出新鮮材料以繼續(xù)反應。

（2）凝露： 通過將樣品背面加熱，而讓樣品表面接觸冷凝水，來模擬夜晚的露水形成。這種方式對涂層的滲透性破壞尤為有效。

Q5: 測試需要做多久？如何換算成真實的使用年限？

這是客戶最關心，但也最容易被誤解的問題。

測試時長：測試周期完全取決于您的測試目標、所選用的標準以及產品所能承受的老化程度。它可以是短短的幾十小時，也可以是幾千小時。常見的測試周期在300小時到2000小時之間。

由于環(huán)境復雜性、材料特異性以及地域差異，不存在一個簡單的乘法系數能將測試小時數直接換算為戶外使用年數。 原因在于：

正確的做法是相關性對比，即將實驗室測試結果與在特定地點進行的實際戶外曝曬數據建立關聯(lián)。通過大量數據積累，可以對某一類特定材料在特定測試條件下，得出一個經驗性的、具有參考價值的結果。因此，詢問測試時長時，更應關注的是需要達到怎樣的老化程度或性能衰減指標？

Q6: 氙燈測試和紫外（UV）測試，該選哪個？

這是一個非常關鍵的選擇題。兩者都是光老化測試，但原理和應用側重點不同。

如何選擇？

如果您的目標是獲得最接近真實世界的老化數據、用于產品認證、發(fā)布權威的耐久性聲明、研究復雜的多因素老化機理，請選擇氙燈測試。

如果您的目標是在研發(fā)階段快速篩選不同配方、進行來料檢驗或內部質量控制，UV測試是一個經濟高效的選擇。

對于追求卓越品質的企業(yè)，兩者往往是互補的，用UV測試進行快速初篩，再用氙燈測試對最優(yōu)方案進行最終、最權威的驗證。

結果與價值篇

Q7: 測試結束后，我如何判斷產品合不合格？

1、外觀評估：在標準光源箱下，由經驗豐富的評級師對比未測試樣品，觀察是否有變色、失光、粉化、斑點、起泡、開裂、長霉等現象。

2、儀器測量：色差儀量化顏色變化（ΔE值），數值越小代表顏色越穩(wěn)定。光澤度計測量表面光澤度的保留率（%）。

3、性能評估：力學性能測試老化后樣品的拉伸強度、斷裂伸長率、沖擊強度等，看其衰減程度是否在可接受范圍內。

4、電性能測試：對于電子絕緣材料，需測試其絕緣電阻等是否達標。

5、化學分析：使用FTIR傅里葉變換紅外光譜等手段分析材料化學結構的變化。

合格的結論來自于測試后的數據與您預設的接受標準如ΔE<3.0，光澤保留率>80%，拉伸強度損失<20%的對比。

Q8: 設備/服務不便宜，為什么值得投資？

讓我們算一筆投資回報率的賬：

1、規(guī)避風險的收益：一次大規(guī)模的產品召回或集體索賠，動輒數百上千萬。而一次數萬元的測試，就能在事前發(fā)現隱患，其價值不言而喻。

2、品牌聲譽的無形資產：一個因質量過硬而口碑載道的品牌，其市場價值和客戶忠誠度是無法用金錢衡量的。耐久性是支撐品牌美譽度的基石。

3、研發(fā)效率的提升：快速、精準的測試能幫助您淘汰劣質方案，聚焦優(yōu)勢方案，大大縮短從實驗室到市場的周期，讓您快人一步。

4、營銷的利器：“經XXXX小時氙燈老化測試，顏色依然如新”——這樣的宣傳語比任何華麗的辭藻都更有分量，能直接轉化為消費者的信任和購買行為。

氙燈測試不是一項成本，而是一項為產品未來價值和品牌長遠發(fā)展購買的投資。

標準與實施篇

Q9: 有哪些常見的國際/國內測試標準？

遵循公認的標準是確保測試結果可比性、公正性和權威性的基礎。常見標準包括：

1、國際標準：

ISO 4892《塑料 實驗室光源暴露方法》：這是最基礎和廣泛引用的系列標準之一。

ASTM G155《非金屬材料暴露用氙弧燈設備操作標準規(guī)程》：北美地區(qū)廣泛使用。

SAE J2527《汽車外飾材料性能標準》：汽車行業(yè)全球性標準。

AATCC TM16《紡織品色牢度：光照》：紡織品行業(yè)權威標準。

2、國內標準：

GB/T 16422《塑料 實驗室光源暴露試驗方法》（等同采用ISO 4892）。

GB/T 1865《色漆和清漆 人工氣候老化和人工輻射暴露》（等同采用ISO 11341）。

需要根據產品所屬的行業(yè)和目標市場，選擇適用的測試標準。

Q10: 使用什么儀器來校準和監(jiān)控氙燈試驗箱的輻照度？

專業(yè)的紫外輻射照度計是完成這項工作的關鍵儀器。選擇正確的儀器不僅關系到測試結果的準確性，更直接影響到產品質量評估的有效性。一臺專業(yè)的氙燈輻照計應當具備以下特性：

1、精準的波長匹配能力

必須覆蓋氙燈測試的核心波段：340nm、420nm及300-400nm寬帶

探頭的光譜響應需與相關測試標準嚴格匹配

測量不確定度應≤±3%，確保數據可靠性

2、卓越的環(huán)境適應性

寬溫度補償范圍（-20℃至120℃），適應試驗箱內溫度波動

抗UV老化的探頭材質，確保長期使用的穩(wěn)定性

快速響應能力，準確捕捉輻照度瞬時變化

3、專業(yè)的測量功能

均勻度測量模式，評估測試平面輻照度分布

多點測量能力，全面掌握箱內輻照狀況

數據記錄與導出功能，滿足質量追溯要求