摘要：為了戶外紡織品的耐候老化性能，針對(duì)7種不同的傘用紡織面料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室加速老化試驗(yàn)與戶外暴曬試驗(yàn)之間的對(duì)比試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室加速老化試驗(yàn)使用QUV加速老化試驗(yàn)機(jī)，戶外暴曬試驗(yàn)分別在甘肅敦煌、海南萬(wàn)寧和浙江杭州進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于試樣的顏色變化，不管是實(shí)驗(yàn)室加速試驗(yàn)還是戶外暴曬試驗(yàn)，顏色變化都較明顯，而且兩者之間的相關(guān)性較好；而對(duì)于試樣的強(qiáng)力變化，不管是實(shí)驗(yàn)室加速試驗(yàn)還是戶外暴曬試驗(yàn)，強(qiáng)力下降都很多，很難比較兩者之間的相關(guān)性，不過(guò)這可能是一種有效的產(chǎn)品研發(fā)測(cè)試。

關(guān)鍵詞 戶外紡織品；紫外光老化；QUV試驗(yàn)機(jī)；戶外暴曬；相關(guān)性

1 前言

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的耐候老化性能，針對(duì)7種不同的傘用紡織面料進(jìn)行QUV加速老化試驗(yàn)和在甘肅敦煌、海南萬(wàn)寧、浙江杭州進(jìn)行的戶外暴曬試驗(yàn)。

2 試驗(yàn)

2.1 耐候老化測(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。

2.1.1 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(jiàn)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。

2.1.2 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。

2.1.3 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。

2.2 試驗(yàn)方案

為了研究戶外紡織品的耐候老化性能進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，選取了7種傘用紡織面料作為試樣；實(shí)驗(yàn)室加速老化試驗(yàn)使用QUV紫外試驗(yàn)機(jī)，戶外暴曬試驗(yàn)地點(diǎn)選擇甘肅敦煌、海南萬(wàn)寧和浙江杭州。

2.3 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。

2.4 試驗(yàn)儀器

QUV紫外老化試驗(yàn)機(jī)利用熒光紫外線燈來(lái)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(jiàn)圖1）

從以上數(shù)據(jù)可看到，不管是QUV加速老化試驗(yàn)還是戶外暴曬試驗(yàn)，試樣的強(qiáng)力下降都很明顯。雖然這樣是很難比較兩者之間的相關(guān)性的，也很難對(duì)材料進(jìn)行篩選。但是這也可能是一種有效的產(chǎn)品研發(fā)試驗(yàn)。

4 結(jié)論

老化測(cè)試有幾種類型或測(cè)試目的，圖如材料篩選、材料認(rèn)證和材料壽命預(yù)測(cè)。

在本試驗(yàn)中，對(duì)于材料的篩選，可能不需要戶外暴曬3個(gè)月的時(shí)間。而實(shí)驗(yàn)室加速測(cè)試可通過(guò)提高輻照度等試驗(yàn)條件快速得到結(jié)果。

對(duì)于材料認(rèn)證，因?yàn)樗性嚇釉趹敉獗裰卸伎焖偻嘶?，所以客戶首要解決的問(wèn)題是研發(fā)新材料，使其耐戶外暴曬3個(gè)月以上，如材料的強(qiáng)力保持率在戶外暴曬3個(gè)月后大于80%。在新材料耐戶外暴曬3個(gè)月以上的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室加速測(cè)試，找到合適的測(cè)試條件，使其與戶外暴曬的相關(guān)性較好。

對(duì)于材料壽命預(yù)測(cè)，也就是大家普遍關(guān)心的加速因子，即實(shí)驗(yàn)室測(cè)試多少小時(shí)相當(dāng)于戶外暴曬幾個(gè)月的問(wèn)題。本試驗(yàn)沒(méi)有足夠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)找到實(shí)驗(yàn)室加速測(cè)試與戶外暴曬之間的相關(guān)性，而且沒(méi)必要預(yù)測(cè)材料的使用壽命，因?yàn)椤?/span>通過(guò)/失效”（pass/fail）數(shù)據(jù)已能說(shuō)明材料的使用性能。

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