聚碳酸酯在不同試驗(yàn)方式下的光老化行為研究

王艷艷，陳亮，胡偉

（1.西南技術(shù)工程研究所，重慶400039；2.重慶市環(huán)境腐蝕與防護(hù)工程技術(shù)研究中心，重慶400039）

聚碳酸酯在不同試驗(yàn)方式下的光老化行為研究

王艷艷1，2，陳亮1，胡偉1，2

（1.西南技術(shù)工程研究所，重慶400039；2.重慶市環(huán)境腐蝕與防護(hù)工程技術(shù)研究中心，重慶400039）

目的研究不同試驗(yàn)方式下聚碳酸酯的光老化行為。方法對(duì)比聚碳酸酯在自然暴露試驗(yàn)、自然加速光老化試驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)中的缺口沖擊強(qiáng)度變化，分析各種加速試驗(yàn)方式對(duì)自然暴露試驗(yàn)的模擬性。結(jié)果聚碳酸酯在拉薩戶外自然暴露中，其缺口沖擊強(qiáng)度隨試驗(yàn)時(shí)間的延長(zhǎng)而降低。單軸跟蹤暴露和跟蹤太陽(yáng)反射聚能暴露這兩種自然加速光老化試驗(yàn)方式對(duì)戶外自然暴露的模擬性均較好，加速倍率分別約為1.5，6。氙弧燈下的暴露試驗(yàn)對(duì)自然暴露試驗(yàn)的模擬性比紫外冷熒燈、金屬鹵素?zé)舾摺＝Y(jié)論跟蹤太陽(yáng)反射聚能暴露、氙弧燈下暴露可推薦為評(píng)價(jià)聚碳酸酯光老化行為的加速試驗(yàn)方式。

聚碳酸酯；自然暴露試驗(yàn)；自然加速試驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)；光老化；相關(guān)性

聚碳酸酯作為一種性能優(yōu)異的工程塑料，其應(yīng)用十分廣泛。聚碳酸酯塑料在使用過(guò)程中，在光、熱、水等的作用下，會(huì)逐漸老化，其老化類型包括物理老化[1]、熱氧老化[2—4]、光氧老化[5]、接觸水老化[4，6]、輻射老化[7]等，其中光氧老化是聚碳酸酯一種重要的老化形式，光氧老化會(huì)導(dǎo)致聚碳酸酯分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，韌性降低[5]。塑料的光氧老化行為可通過(guò)直接在自然環(huán)境下開(kāi)展戶外暴露試驗(yàn)[8—11]進(jìn)行研究，也可利用氙燈[11]、紫外燈[12]等各種實(shí)驗(yàn)室光源進(jìn)行模擬試驗(yàn)。此外，強(qiáng)化光和熱效應(yīng)的自然加速試驗(yàn)技術(shù)[13—14]在高分子材料光氧老化行為的研究方面也有較好的應(yīng)用前景。文中綜合利用以上三類試驗(yàn)方式，研究了光氧老化對(duì)聚碳酸酯缺口沖擊強(qiáng)度的影響。

1 試驗(yàn)

1.1 樣品

試驗(yàn)樣品為聚碳酸酯塑料，按照GB/T 1843《塑料懸臂梁沖擊強(qiáng)度的測(cè)定》規(guī)定的試樣尺寸制備成樣條。

1.2 自然暴露試驗(yàn)

自然暴露試驗(yàn)在拉薩自然環(huán)境試驗(yàn)站進(jìn)行。拉薩試驗(yàn)站屬高原氣候環(huán)境，年均溫度為4.5℃，相對(duì)濕度為55%，輻射總量為7598 MJ/m2[15]。暴露方式為戶外朝南45°無(wú)背板暴露，試驗(yàn)周期為3年，取樣周期為1，3，6，9，12，18，24，36個(gè)月，每次取樣5件，檢測(cè)缺口沖擊強(qiáng)度。

1.3 自然加速光老化試驗(yàn)

自然加速光老化試驗(yàn)包括跟蹤太陽(yáng)暴露和跟蹤太陽(yáng)反射聚能暴露兩種，試驗(yàn)地點(diǎn)為拉薩試驗(yàn)站。跟蹤太陽(yáng)暴露試驗(yàn)采用西南技術(shù)工程研究所自研的單軸跟蹤太陽(yáng)暴露試驗(yàn)裝置，俯仰角固定為45°，水平方向自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)軌跡，使樣品暴露面始終朝向太陽(yáng)。試驗(yàn)周期為2年，取樣周期為1，2，3，6，9，12，18，24個(gè)月，每次取樣5件，檢測(cè)缺口沖擊強(qiáng)度。

跟蹤太陽(yáng)反射聚能暴露試驗(yàn)在Q-Lab公司的Q-Trac Natural Sunlight Concentrator上進(jìn)行，該裝置滿足ISO 877，ASTM G 90等標(biāo)準(zhǔn)的要求，能夠?qū)崿F(xiàn)雙軸（俯仰、水平）日點(diǎn)軌跡自動(dòng)跟蹤和鼓風(fēng)降溫，試驗(yàn)周期為9個(gè)月，取樣周期為2周，1，2，3，4，6，9個(gè)月，每次取樣5件，檢測(cè)缺口沖擊強(qiáng)度。

1.4 實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)包括紫外燈暴露、氙弧燈暴露和金屬鹵素?zé)舯┞度N。試驗(yàn)周期為14天，取樣周期為2，4，8，14天，每次取樣5件，檢測(cè)缺口沖擊強(qiáng)度。

紫外燈老化試驗(yàn)設(shè)備為美國(guó)Q-Lab公司的QUV紫外老化測(cè)試儀，光源為熒光紫外燈UV-A340，試樣表面所接受到的輻照度見(jiàn)表1[16]。暴露方式：在黑標(biāo)準(zhǔn)溫度（60±3）℃下連續(xù)光照8 h，然后在黑標(biāo)準(zhǔn)溫度（50±3）℃下無(wú)輻射冷凝暴露4 h，以此為循環(huán)進(jìn)行暴露試驗(yàn)。

表1 紫外燈老化試樣表面所接受到的輻照度Table 1 Irradiance of UV lamp aged sample surface

氙弧燈老化試驗(yàn)設(shè)備為美國(guó)Q-Lab公司的Q-Sun氙弧燈老化測(cè)試儀，氙弧燈的波長(zhǎng)范圍為290～800 nm，光源的相對(duì)光譜分布見(jiàn)表2[17]。暴露方式：連續(xù)光照，持久干燥，無(wú)潤(rùn)濕時(shí)間（表面不噴水），相對(duì)濕度為40%～60%，黑板溫度為65℃，空氣溫度為49℃。

表2 氙弧燈的相對(duì)光譜能量分布Table 2 Relative spectral energy distribution of Xenon-arc sources

金屬鹵素?zé)衾匣囼?yàn)設(shè)備為德國(guó)ROM公司生產(chǎn)的SC500型陽(yáng)光老化試驗(yàn)箱。金屬鹵素?zé)舻牟ㄩL(zhǎng)范圍為280～3000 nm，光源的光譜輻射能量分布見(jiàn)表3[18]。暴露方式參照DIN 75 220—1992中7.1.2“耐久性試驗(yàn)程序”設(shè)定，采用“車外干燥氣候白天”條件：連續(xù)光照，無(wú)黑暗周期，空氣溫度為（42±3）℃，相對(duì)濕度＜30%，輻射強(qiáng)度為（1000±100）W/m2。

表3 金屬鹵素?zé)舻墓庾V輻射分布Table 3 Relative spectral radiation distribution of metal halide devices

1.5 性能測(cè)試

用XJU-2.75J型懸臂梁沖擊試驗(yàn)機(jī)對(duì)試驗(yàn)后的聚碳酸酯樣品按照GB/T 1843測(cè)定缺口沖擊強(qiáng)度，并計(jì)算沖擊強(qiáng)度保留率。采用美國(guó)尼高利公司的Nexus 470型傅立葉紅外光譜分析儀研究暴露前后樣品的微觀結(jié)構(gòu)變化情況。

2 結(jié)果與討論

2.1 自然暴露條件下的沖擊強(qiáng)度變化

圖1 暴露時(shí)間對(duì)沖擊強(qiáng)度的影響Fig.1 Effect of exposure time on the impact strength of polycarbonate

聚碳酸酯的沖擊強(qiáng)度隨自然暴露試驗(yàn)時(shí)間的變化如圖1所示。可以看出，試驗(yàn)1個(gè)月后，樣品的沖擊強(qiáng)度基本保持不變，此后隨試驗(yàn)時(shí)間的延長(zhǎng)迅速下降，3個(gè)月后沖擊強(qiáng)度降低約10%，6個(gè)月后下降到初始性能的77%，此后性能下降趨勢(shì)放緩，試驗(yàn)3年后樣品的沖擊強(qiáng)度下降到初始性能的69%。

圖2為聚碳酸酯在戶外暴露1，3，6個(gè)月的紅外光譜。可以看出，在戶外暴露過(guò)程中特征峰的位置基本未出現(xiàn)大的偏移，但隨著暴露時(shí)間的延長(zhǎng)，特征峰的峰形和強(qiáng)度產(chǎn)生了較明顯的變化，主要表現(xiàn)在波數(shù)1775 cm-1處的羰基伸縮振動(dòng)峰、3424 cm-1處的—OH吸收峰的強(qiáng)度逐漸減弱，暴露6個(gè)月后基本消失。

圖2 聚碳酸酯的紅外譜圖Fig.2 IR spectra of polycarbonate

2.2 自然加速與自然暴露試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析

1）跟蹤太陽(yáng)暴露試驗(yàn)。聚碳酸酯的沖擊強(qiáng)度隨試驗(yàn)時(shí)間的變化如圖3所示。對(duì)比圖1可以看出，在自然暴露和跟蹤太陽(yáng)暴露兩種試驗(yàn)方式下，材料的老化規(guī)律相同，即在試驗(yàn)初期（1個(gè)月內(nèi)），沖擊強(qiáng)度保持不變，隨試驗(yàn)時(shí)間的延長(zhǎng)，沖擊強(qiáng)度逐漸下降。2個(gè)月時(shí)，樣品的沖擊強(qiáng)度下降到91%，與自然暴露3個(gè)月時(shí)相近；試驗(yàn)6個(gè)月時(shí)，樣品的沖擊強(qiáng)度下降到85%，與自然暴露9個(gè)月時(shí)的水平接近；24個(gè)月后下降到初始性能的68%。與自然暴露試驗(yàn)相比，跟蹤太陽(yáng)暴露試驗(yàn)樣品的老化速率加快，對(duì)聚碳酸酯而言，跟蹤太陽(yáng)暴露與自然暴露相比的加速倍率略大于1.5。

圖3 跟蹤太陽(yáng)暴露試驗(yàn)結(jié)果Fig.3 The changing curve of impact strength with exposure time in sun tracking exposure test

2）跟蹤太陽(yáng)反射聚能暴露試驗(yàn)。聚碳酸酯的沖擊強(qiáng)度在跟蹤太陽(yáng)反射聚能暴露試驗(yàn)過(guò)程中的變化如圖4所示。與圖1、圖3比較可以看出，跟蹤太陽(yáng)反射聚能暴露試驗(yàn)的樣品老化速率明顯加快。試驗(yàn)1個(gè)月時(shí)，樣品的沖擊強(qiáng)度下降到78%，與自然暴露6個(gè)月時(shí)相同；試驗(yàn)3個(gè)月后下降到71%，下降幅度略高于自然暴露試驗(yàn)18個(gè)月時(shí)的水平；試驗(yàn)6個(gè)月時(shí)，樣品的沖擊強(qiáng)度下降到66%，稍低于自然暴露36個(gè)月時(shí)的68%。對(duì)聚碳酸酯而言，跟蹤太陽(yáng)反射聚能暴露與自然暴露相比的加速倍率約為6倍。

圖4 跟蹤太陽(yáng)反射聚能暴露試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果Fig.4 The changing curve of impact strength with exposure time in natural sunlight concentrated exposure test

2.3 實(shí)驗(yàn)室加速與自然暴露試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析

1）不同實(shí)驗(yàn)室光源對(duì)沖擊強(qiáng)度的影響。不同實(shí)驗(yàn)室光源具有不同的光譜特性，紫外燈（UVA）的光譜曲線在短波紫外區(qū)內(nèi)與自然陽(yáng)光光譜最接近，但缺乏可見(jiàn)和紅外部分，使得不同顏色的實(shí)驗(yàn)樣品表面溫度相同，這與自然暴露下的樣品狀態(tài)不同，而溫度會(huì)影響材料的老化速率和過(guò)程。氙弧燈可以較好地模擬從紫外到可見(jiàn)光譜區(qū)域的陽(yáng)光光譜分布，但濾波器和燈管的壽命會(huì)使人工光源的光譜能量分布在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生變化。金屬鹵素?zé)羰钦嬲娜庾V（從紫外區(qū)一直到紅外區(qū)）模擬設(shè)備，常用于實(shí)驗(yàn)室測(cè)試大型汽車部件的老化性能[18]，但對(duì)自然陽(yáng)光中的紫外光譜區(qū)域模擬效果不及其他兩種光源。經(jīng)過(guò)14天的試驗(yàn)，聚碳酸酯在三種實(shí)驗(yàn)室光源下的沖擊強(qiáng)度保留率如圖5所示。可以看出，樣品的沖擊強(qiáng)度隨試驗(yàn)時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸下降。試驗(yàn)14天，紫外燈、氙弧燈和金屬鹵素?zé)粝聵悠返臎_擊強(qiáng)度分別下降到原始性能的65%，75%，57%。三種實(shí)驗(yàn)室光源下的老化速率從快到慢依次為：金屬鹵素?zé)簟晒庾贤鉄簟㈦簟?/p>

圖5 聚碳酸酯的沖擊強(qiáng)度在三種實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)中的變化規(guī)律Fig.5 The changing curve of impact strength with exposure time in tests of exposure to three different laboratory light sources

2）實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)對(duì)自然暴露試驗(yàn)的模擬性。采用灰色關(guān)聯(lián)分析對(duì)不同光源下的光老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)與自然暴露試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，將自然暴露試驗(yàn)所得的聚碳酸酯沖擊強(qiáng)度保持率序列作為母系列，將多種實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)所得的聚碳酸酯沖擊強(qiáng)度保持率序列作為子系列，采用初值化方法進(jìn)行無(wú)量綱化處理，分別采用公式（1）、公式（2）計(jì)算母系列與子系列之間的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度ri，按大小排序，最大的為模擬性最好的試驗(yàn)方法。

式中：ξij（k）為i序列對(duì)j序列編號(hào)為k的分量的關(guān)聯(lián)系數(shù)；i為序列在子系列中編號(hào)；j為序列在母系列中的編號(hào)；k為序列內(nèi)數(shù)值的序號(hào)；ρ為分辨系數(shù)，ρ越小，分辨力越大。一般ρ在[0，1]區(qū)間取值，通常取ρ=0.5。

式中：Rij為i序列對(duì)j序列的關(guān)聯(lián)度；n為系列內(nèi)的數(shù)據(jù)組數(shù)。

計(jì)算得到氙弧燈、金屬鹵素?zé)簟⒆贤鉄舯┞对囼?yàn)對(duì)自然暴露試驗(yàn)的關(guān)聯(lián)度為分別為：0.8012，0.5167，0.7220。從關(guān)聯(lián)度的數(shù)值來(lái)看，對(duì)自然暴露試驗(yàn)的模擬性從高到低依次為：氙弧燈、紫外冷熒燈、金屬鹵素?zé)簟?/p>

聚碳酸酯屬于芳香族聚合物，對(duì)紫外線非常敏感，需注意避免光源中含有過(guò)多的紫外線，因此在模擬日光的加速光老化試驗(yàn)中，必須注意光源中紫外線波長(zhǎng)的截止點(diǎn)。聚碳酸酯有兩個(gè)獨(dú)立的降解方式，一個(gè)是Photo-Fries重排，它是由波長(zhǎng)小于300 nm的紫外線引起的，另一個(gè)是光氧化。在加速試驗(yàn)過(guò)程中，聚碳酸酯受到過(guò)量短波紫外線照射時(shí)，其老化現(xiàn)象會(huì)比戶外嚴(yán)重得多。紫外燈UVA340的波長(zhǎng)范圍是270～490 nm，金屬鹵素?zé)舻牟ㄩL(zhǎng)范圍為280～3000 nm，與自然陽(yáng)光的光譜相比，其短波紫外線的紫外截至點(diǎn)很低，而氙弧燈的波長(zhǎng)范圍為290～800 nm，與陽(yáng)光的紫外-可見(jiàn)波段的光譜范圍更接近，不會(huì)造成過(guò)度老化。因此，采用氙弧燈的老化試驗(yàn)結(jié)果對(duì)戶外自然暴露老化的模擬性比其他兩種光源好。

3 結(jié)論

1）聚碳酸酯在拉薩戶外自然暴露中，其缺口沖擊強(qiáng)度隨試驗(yàn)時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，紅外光譜中1775 cm-1處的羰基伸縮振動(dòng)峰、3424 cm-1處—OH吸收峰的強(qiáng)度逐漸減弱。

2）單軸跟蹤暴露和跟蹤太陽(yáng)反射聚能暴露這兩種自然加速光老化試驗(yàn)方式是在真實(shí)自然環(huán)境中，以自然陽(yáng)光為光源，通過(guò)跟蹤太陽(yáng)和反射太陽(yáng)光聚能來(lái)強(qiáng)化光的輻射作用，以達(dá)到加速的效果，其對(duì)戶外自然暴露的模擬性較好。兩種方式對(duì)聚碳酸酯在戶外自然暴露試驗(yàn)的加速倍率分別約為1.5，6。

3）氙弧燈下的暴露試驗(yàn)對(duì)自然暴露試驗(yàn)的模擬性比紫外冷熒燈、金屬鹵素?zé)舾撸赡芘c其光譜對(duì)自然陽(yáng)光的紫外-可見(jiàn)波段光譜模擬性較好相關(guān)。

[1]孫曉宇，陳祥旭，鄔明艷，等.聚碳酸酯物理老化的二個(gè)熱流轉(zhuǎn)變[J].復(fù)旦學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2000，39（3）：338—343. SUN Xiao-yu，CHEN Xiang-xu，WU Ming-yan，et al. Sub-Tg Heat Flow Transition of Polycarbonate[J].Journal of Fudan University（Natural Science），2000，39（3）：338—343.

[2]高瑋斌，徐亮成，淡宜.熱氧老化對(duì)聚碳酸酯結(jié)構(gòu)和性能的影響[J].塑料，2010，39（2）：61—64. GAO Wei-bin，XU Liang-cheng，DAN Yi.Themo-Oxidation Aging on Properties of Polycarbonate[J].Plastics，2010，39（2）：61—64

[3]杜振霞，饒國(guó)瑛，南愛(ài)玲，等.聚碳酸酯的熱行為[J].高分子材料科學(xué)與工程，2003，19（3）：164—167．DU Zhen-xia，RAO Guo-ying，NAN Ai-ling，et al.Thermal Behaviors of Polycarbonate[J].Polymer Materials Science and Engineering，2003，19（3）：164—167.

[4]詹茂盛，方義，王瑛，等.熱空氣老化和熱水老化對(duì)PC沖擊性能的影響[J].航空材料學(xué)報(bào)，2000，20（4）：52—59. ZHAN Mao-sheng，F(xiàn)ANG Yi，WANG Ying，et al.Effect of Hot Air Aging and Hot Water Aging on Impact Properties of Polycarbonate[J].Journal of Aeronautical Materials，2000，20（4）：52—59.

[5]高煒斌，韓世民，楊明嬌，等.光氧老化對(duì)聚碳酸酯結(jié)構(gòu)和性能的影響[J].高分子材料科學(xué)與工程，2008，24（10）：67—70. GAO Wei-bin，HAN Shi-min，YANG Ming-jiao，et al.Effect of Photo-Oxidation Aging on Structure and Property of Polycarbonate[J].Polymer Materials Science and Engineering，2008，24（10）：67—70.

[6]趙陽(yáng)陽(yáng)，高建國(guó)，趙永仙.聚碳酸酯老化機(jī)理與研究方法進(jìn)展[J].合成材料老化與應(yīng)用，2012，41（1）：48—54. ZHAO Yang-yang，GAO Jian-guo，ZHAO Yong-xian.The Advance in the Research of Aging Mechanism and Research Methods of Polycarbonate[J].Synthetic Materials Aging and Application，2012，41（1）：48—54.

[7]楊強(qiáng)，熊國(guó)剛，孫朝明，等.聚碳酸酯材料的輻射老化[J].輻射研究與輻射工藝學(xué)報(bào)，2007，25（2）：89—94. YANG Qiang，XIONG Guo-gang，SUN Chao-ming，et al.Radiolysis Aging Study of Polycarbonate[J].Journal of Radiation Research and Radiation Processing.2007，25（2）：89—94.

[8]張曉東，馮皓，揭敢新.聚碳酸酯在我國(guó)典型大氣環(huán)境下的老化行為研究[J].中國(guó)建材科技，2010（S1）：108-111. ZHANG Xiao-dong，F(xiàn)ENG Hao，JIE Gan-xin.Weathering Behaviors of Polycarbonate in Chinese Typical Environment [J].China Building Materials Science and Technology，2010（S1）：108—111.

[9]冀克儉，張銀生，張廣玉，等.雙酚A型聚碳酸酯自然老化的XPS研究[J].分析測(cè)試學(xué)報(bào)，1993，12（5）：89—92. JI Ke-jian，ZHANG Yin-sheng，ZHANG Guang-yu，et al. XPS Study on the Natural Weathering of Bisphenol A Polycarbonate[J].Journal of Instrumental Analysis，1993，12（5）：89—92.

[10]王清海，張廣玉，張孝蘭，等.聚碳酸酯不同氣候區(qū)域大氣老化相關(guān)性研究[J].工程塑料應(yīng)用，1993，21（1）：49—51. WANG Qing-hai，ZHANG Guang-yu，ZHANG Xiao-lan，et al.PC Out-door Ageing Relationship Research in Different Typical Climates[J].Engineering Plastics Application，1993，21（1）：49—51.

[11]揭敢新，郭燕芬，陶友季，等.聚碳酸酯用于不同干熱環(huán)境老化試驗(yàn)的相關(guān)性評(píng)價(jià)[J].塑料工業(yè)，2014，42（1）：59—63. JIE Gan-xin，GUO Yan-fen，TAO You-ji，et al.Correlation Evaluation of Polycarbonate Applied to Different Dry-Hot Weathering Tests[J].China Plastics Industry，2014，42（1）：59—63.

[12]胡行俊.紫外光與合成材料的光老化[J].合成材料老化與應(yīng)用，2006，35（2）：10—13. HU Xing-jun.UV-irradiation and Photo-aging of Synthetic Materials[J].Synthetic Materials Aging and Application，2006，35（2）：10—13.

[13]楊曉然，張倫武，張勇智.自然環(huán)境加速試驗(yàn)技術(shù)[J].裝備環(huán)境工程，2004，1（1）：7—11. YANG Xiao-ran，ZHANG Lun-wu，ZHANG Yong-zhi.Natural Accelerated Environmental Test Technologies[J].Equipment Environmental Engineering，2004，1（1）：7—11.

[14]蘇艷，何德洪，張倫武，等.跟蹤太陽(yáng)反射聚能自然加速試驗(yàn)光熱強(qiáng)化效應(yīng)和相關(guān)性研究[J].中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào)告，2008，28（5）：311—315. SU Yan，HE De-hong，ZHANG Lun-wu，et al.Intensifying Effect and Correlativity of Sun Tracking Energy Concentrated Natural Accelerated Test[J].Journal of Chinese Society for Corrosion and Protection，2008，28（5）：311—315.

[15]國(guó)防科工委科技與質(zhì)量司，國(guó)防科技工業(yè)自然環(huán)境試驗(yàn)研究中心.國(guó)防科技工業(yè)自然環(huán)境試驗(yàn)站網(wǎng)指南[M].北京：航空工業(yè)出版社，2008. Science and Quality of State Administration of Science，Technology and Industry for National Defense，The Natural Environmental Test and Research Center of Science，Technology and Industry of National Defense.Directory of Natural Environmental Test Sites Network[M].Beijing：Aviation Industry Press，2008.

[16]GB/T 16422.3—1997，塑料實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)方法第3部分：熒光紫外燈[S]. GB/T 16422.3—1997，Plastics—Methods of Exposure to Laboratory Light Sources Part 3：Fluorescent UV Lamps[S].

[17]GB/T 16422.2—1997，塑料實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)方法第2部分：氙弧燈[S]. GB/T 16422.2—1997，Plastics—Methods of Exposure to laboratory Light Sources Part 2：Xenon-arc Sources[S].

[18]DIN 75 220，Ageing of Automobile Components in Solar Simulation Units[S].

[19]莊海仁，何文生，林瑪麗.國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)室光源加速老化試驗(yàn)設(shè)備[J].合成材料老化與應(yīng)用，2007，36（4）：47—50. ZHUANG Hai-ren，HE Wen-sheng，LIN Ma-li.Domestic and Foreign Laboratories Light Source Accelerated Aging Test Equipment[J].Synthetic Materials Aging and Application，2007，36（4）：47—50.

Photo-Oxidation Aging Behaviors of Polycarbonate under Various Test Conditions

WANG Yan-yan1，2，CHEN Liang1，HU Wei1，2
（1.Southwest Technology and Engineering Research Institute，Chongqing 400039，China；2.Chongqing Engineering Research Center for Environmental Corrosion and Protection，Chongqing 400039，China）

Objective To study the photo-oxidation aging behaviors of polycarbonate under various test conditions.Methods The impact strength changes of polycarbonate in outdoor exposure test,natural accelerated exposure test and test of exposure to laboratory light sources were contrasted.The simulation performances of various accelerated exposure tests for outdoor exposure test were analyzed respectively.Results The impact strength of polycarbonate reduced with prolonging test time in outdoor exposure test at Lhasa test station.The simulation performance of both sun tracking exposure test and natural sunlight concentrated exposure test for outdoor exposure test was good,while the acceleration factors of these two natural accelerated exposure tests were 1.5 and 6,respectively.The simulation performance of test of exposure to Xenon-arc sources for outdoor exposure test was better than that of the test of exposure to fluorescent UV lamps or metal halide lamps.Conclusion The recommended accelerated test conditions for evaluating photo-oxidation aging behaviors of polycarbonate was natural sunlight concentrated exposuretest or test of exposure to Xenon-arc sources.

polycarbonate；outdoor exposure test；natural accelerated exposure test；test of exposure to laboratory light sources；photo-oxidation aging；relativity

10.7643/issn.1672-9242.2016.02.013

TJ01

：A

1672－9242（2016）02－0071-06

2015-10-14；

2015-11-14

Received：2015-10-14；Revised：2015-11-14

王艷艷（1980—），女，山西保德人，碩士，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)榄h(huán)境試驗(yàn)與評(píng)價(jià)。

Biography：WANG Yan-yan（1980—），F(xiàn)emale，from Baode，Shanxi，Master，Senior engineer，Research focus：environmental test and evaluation.