户外纺织品耐候老化性能测试

　　纺织品种类繁多，除包括衣服、布料等普通纺织品，还包括一些户外纺织品，如帐篷、雨布、遮阳伞、户外服装、产业用布和罩类等。对于户外纺织品，不只光照会对它们发生作用，水与高温等也会对它们发生作用。所以，在设计加速老化测试条件时需要模拟户外应用条件。户外纺织品的材料不仅有植物纤维，还包括聚酯与涂层等。为了研究户外纺织品耐候老化性能，针对7种不同的伞用纺织面料进行加速老化试验和在甘肃敦煌、海南万宁、浙江杭州进行的户外暴晒试验。

　　耐候老化性能测试原理：

　　耐候老化损害主要由3个因素引起：光照、温度和湿度。这3个因素中的任何一个都会引起材料老化，它们的共同作用大于其中任一因素造成的伤害。

　　1.光照

　　高分子材料的化学键对于太阳光中不同波段光线的敏感性不同，一般对应一个阈值，太阳光的短波段紫外线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)键的作用阈值是393nm。然而，长波段紫外线甚至可见光也会对某些染料和颜料产生破坏，造成变色和褪色。

　　2.温度

　　温度越高，化学反应速度越快，老化反应是一种光致化学反应，温度不影响光致化学反应中的光致反应速度，却影响后继的化学反应速度。因此温度对材料老化的影响往往是非线性的。

　　3.湿度

　　水会直接参与材料老化反应。相对湿度、露水和雨水等是自然界中水的几个主要形态。研究表明，户外材料每天都将长时间处于潮湿状态(平均每天长达8~12h)。而露水是户外潮湿的主要原因。露水造成的危害比雨水大，因为它附着在材料上的时间更长，形成的潮湿侵蚀更为严酷。

　　试验试样：

　　本试验一共选取了7种伞用纺织面料，分别是碰击布、素色丁-A、锦纶、素色丁-B、变色龙、牛津布和涤素。试样由杭州天堂伞业集团有限公司提供均为白色。由于每种试样要进行4个试验、6次性能测定、4种破坏性评估项目、每次评估5个重复样取平均值，每种样品准备了480个重复样。

　　试验仪器：

　　紫外老化试验机利用荧光紫外线灯来模拟太阳光对耐久性材料造成的伤害。对于不同的应用条件，需要不同类型的灯管产生不同的光谱。UVA-340灯管对太阳光的紫外短波段光线模拟效果好。UVA-340的光谱能量分布(SPD)在太阳光的截止点到大约360nm范围内与太阳光谱能够很好地吻合(见图1)

　　图1 UVA-340光谱与夏天正午太阳光谱比较

　　UVA-340灯管对太阳光紫外短波段的模拟效果是佳的。UVB-313灯管利用紫外线的短波段达到加速老化的目的，对特别经久耐用材料的检定或品质控制非常有用。

　　紫外老化箱通过冷凝功能来模拟露水对材料的破坏作用。用加热测试室底部的水盘产生水蒸气。老化箱中，试样实际上形成测试室的侧壁，试样的另一面暴露在室内周围的空气中；室内相对较冷的空气就使得试样表面比测试室内热蒸汽的温度低好几度。这一温度差会产生冷凝，使试样表面液态形式的水逐渐凝结。除了标准的冷凝功能，形成凝露的机理也与户外露水的产生机理类似，还可用水喷淋模拟雨水影响，产生热冲击或机械侵蚀。

　　试验条件：

　　1.实验室加速老化试验条件：

　　通过对紫外老化试验机测试机理的描述可知，紫外光照很好的模拟了太阳光中的短波紫外线对织物和涂层的破坏，冷凝循环可较好地模拟户外露水对材料造成的破坏作用，而且试验箱还可用水喷淋模拟雨水对材料产生热冲击或机械腐蚀。

　　所以选择GB/T31899-2015《纺织品 耐候性试验 紫外光暴晒》中的试验条件1。具体的单循环试验条件见表1。按此条件一共测试300h。

　　2.户外暴晒试验条件：

　　户外暴晒试验选择了3个暴晒地点，分别是甘肃敦煌(沙漠气候条件)、海南万宁(亚热带气候条件)和浙江杭州(城市湿地气候条件)。户外暴晒采用无背板直接连续暴晒，45℃朝南。一共暴晒6个月。

　　操作过程：

　　在试验过程中，不但测试试样颜色的变化，而且测试试样的撕破强力(经向、纬向)和断裂强力(经向、纬向)。

　　加速老化试验一共测试300h，每50h对试样进行评估；户外暴晒试验一共暴晒6个月，每1个月对试样进行评估。