戶外紡織品耐候老化性能測(cè)試

更新時(shí)間：2021-12-21

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　　紡織品種類繁多，除包括衣服、布料等普通紡織品，還包括一些戶外紡織品，如帳篷、雨布、遮陽(yáng)傘、戶外服裝、產(chǎn)業(yè)用布和罩類等。對(duì)于戶外紡織品，不只光照會(huì)對(duì)它們發(fā)生作用，水與高溫等也會(huì)對(duì)它們發(fā)生作用。所以，在設(shè)計(jì)加速老化測(cè)試條件時(shí)需要模擬戶外應(yīng)用條件。戶外紡織品的材料不僅有植物纖維，還包括聚酯與涂層等。為了研究戶外紡織品耐候老化性能，針對(duì)7種不同的傘用紡織面料進(jìn)行加速老化試驗(yàn)和在甘肅敦煌、海南萬寧、浙江杭州進(jìn)行的戶外暴曬試驗(yàn)。

　　耐候老化性能測(cè)試原理：

　　耐候老化損害主要由3個(gè)因素引起：光照、溫度和濕度。這3個(gè)因素中的任何一個(gè)都會(huì)引起材料老化，它們的共同作用大于其中任一因素造成的傷害。

　　1.光照

　　高分子材料的化學(xué)鍵對(duì)于太陽(yáng)光中不同波段光線的敏感性不同，一般對(duì)應(yīng)一個(gè)閾值，太陽(yáng)光的短波段紫外線是引起大部分聚合物物理性能老化的主要原因，如C-N(碳-氮)鍵的作用閾值是393nm。然而，長(zhǎng)波段紫外線甚至可見光也會(huì)對(duì)某些染料和顏料產(chǎn)生破壞，造成變色和褪色。

　　2.溫度

　　溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速度越快，老化反應(yīng)是一種光致化學(xué)反應(yīng)，溫度不影響光致化學(xué)反應(yīng)中的光致反應(yīng)速度，卻影響后繼的化學(xué)反應(yīng)速度。因此溫度對(duì)材料老化的影響往往是非線性的。

　　3.濕度

　　水會(huì)直接參與材料老化反應(yīng)。相對(duì)濕度、露水和雨水等是自然界中水的幾個(gè)主要形態(tài)。研究表明，戶外材料每天都將長(zhǎng)時(shí)間處于潮濕狀態(tài)(平均每天長(zhǎng)達(dá)8~12h)。而露水是戶外潮濕的主要原因。露水造成的危害比雨水大，因?yàn)樗街诓牧仙系臅r(shí)間更長(zhǎng)，形成的潮濕侵蝕更為嚴(yán)酷。

紫外老化試驗(yàn)箱_副本.jpg

　　試驗(yàn)試樣：

　　本試驗(yàn)一共選取了7種傘用紡織面料，分別是碰擊布、素色丁-A、錦綸、素色丁-B、變色龍、牛津布和滌素。試樣由杭州天堂傘業(yè)集團(tuán)有限公司提供均為白色。由于每種試樣要進(jìn)行4個(gè)試驗(yàn)、6次性能測(cè)定、4種破壞性評(píng)估項(xiàng)目、每次評(píng)估5個(gè)重復(fù)樣取平均值，每種樣品準(zhǔn)備了480個(gè)重復(fù)樣。

　　試驗(yàn)儀器：

　　紫外老化試驗(yàn)機(jī)利用熒光紫外線燈來模擬太陽(yáng)光對(duì)耐久性材料造成的傷害。對(duì)于不同的應(yīng)用條件，需要不同類型的燈管產(chǎn)生不同的光譜。UVA-340燈管對(duì)太陽(yáng)光的紫外短波段光線模擬效果好。UVA-340的光譜能量分布(SPD)在太陽(yáng)光的截止點(diǎn)到大約360nm范圍內(nèi)與太陽(yáng)光譜能夠很好地吻合(見圖1)

圖1.png

　　圖1 UVA-340光譜與夏天正午太陽(yáng)光譜比較

　　UVA-340燈管對(duì)太陽(yáng)光紫外短波段的模擬效果是佳的。UVB-313燈管利用紫外線的短波段達(dá)到加速老化的目的，對(duì)特別經(jīng)久耐用材料的檢定或品質(zhì)控制非常有用。

　　紫外老化箱通過冷凝功能來模擬露水對(duì)材料的破壞作用。用加熱測(cè)試室底部的水盤產(chǎn)生水蒸氣。老化箱中，試樣實(shí)際上形成測(cè)試室的側(cè)壁，試樣的另一面暴露在室內(nèi)周圍的空氣中；室內(nèi)相對(duì)較冷的空氣就使得試樣表面比測(cè)試室內(nèi)熱蒸汽的溫度低好幾度。這一溫度差會(huì)產(chǎn)生冷凝，使試樣表面液態(tài)形式的水逐漸凝結(jié)。除了標(biāo)準(zhǔn)的冷凝功能，形成凝露的機(jī)理也與戶外露水的產(chǎn)生機(jī)理類似，還可用水噴淋模擬雨水影響，產(chǎn)生熱沖擊或機(jī)械侵蝕。

　　試驗(yàn)條件：

　　1.實(shí)驗(yàn)室加速老化試驗(yàn)條件：

　　通過對(duì)紫外老化試驗(yàn)機(jī)測(cè)試機(jī)理的描述可知，紫外光照很好的模擬了太陽(yáng)光中的短波紫外線對(duì)織物和涂層的破壞，冷凝循環(huán)可較好地模擬戶外露水對(duì)材料造成的破壞作用，而且試驗(yàn)箱還可用水噴淋模擬雨水對(duì)材料產(chǎn)生熱沖擊或機(jī)械腐蝕。

　　所以選擇GB/T31899-2015《紡織品耐候性試驗(yàn) 紫外光暴曬》中的試驗(yàn)條件1。具體的單循環(huán)試驗(yàn)條件見表1。按此條件一共測(cè)試300h。

表1.png

　　2.戶外暴曬試驗(yàn)條件：

　　戶外暴曬試驗(yàn)選擇了3個(gè)暴曬地點(diǎn)，分別是甘肅敦煌(沙漠氣候條件)、海南萬寧(亞熱帶氣候條件)和浙江杭州(城市濕地氣候條件)。戶外暴曬采用無背板直接連續(xù)暴曬，45℃朝南。一共暴曬6個(gè)月。

　　操作過程：

　　在試驗(yàn)過程中，不但測(cè)試試樣顏色的變化，而且測(cè)試試樣的撕破強(qiáng)力(經(jīng)向、緯向)和斷裂強(qiáng)力(經(jīng)向、緯向)。

　　加速老化試驗(yàn)一共測(cè)試300h，每50h對(duì)試樣進(jìn)行評(píng)估；戶外暴曬試驗(yàn)一共暴曬6個(gè)月，每1個(gè)月對(duì)試樣進(jìn)行評(píng)估。