摘要：为了户外纺织品的耐候老化性能，针对7种不同的伞用纺织面料进行实验室加速老化试验与户外暴晒试验之间的对比试验。实验室加速老化试验使用QUV加速老化试验机，户外暴晒试验分别在甘肃敦煌、海南万宁和浙江杭州进行，试验结果表明，对于试样的颜色变化，不管是实验室加速试验还是户外暴晒试验，颜色变化都较明显，而且两者之间的相关性较好；而对于试样的强力变化，不管是实验室加速试验还是户外暴晒试验，强力下降都很多，很难比较两者之间的相关性，不过这可能是一种有效的产品研发测试。

关键词 户外纺织品；紫外光老化；QUV试验机；户外暴晒；相关性

1 前言

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的耐候老化性能，针对7种不同的伞用纺织面料进行QUV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。

2 试验

2.1 耐候老化测试原理

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。

2.1.1 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。

2.1.2 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。

2.1.3 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。

2.2 试验方案

为了研究户外纺织品的耐候老化性能进行对比试验，选取了7种伞用纺织面料作为试样；实验室加速老化试验使用QUV紫外试验机，户外暴晒试验地点选择甘肃敦煌、海南万宁和浙江杭州。

2.3 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。

2.4 试验仪器

QUV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）

从以上数据可看到，不管是QUV加速老化试验还是户外暴晒试验，试样的强力下降都很明显。虽然这样是很难比较两者之间的相关性的，也很难对材料进行筛选。但是这也可能是一种有效的产品研发试验。

4 结论

老化测试有几种类型或测试目的，图如材料筛选、材料认证和材料寿命预测。

在本试验中，对于材料的筛选，可能不需要户外暴晒3个月的时间。而实验室加速测试可通过提高辐照度等试验条件快速得到结果。

对于材料认证，因为所有试样在户外暴晒中都快速退化，所以客户首要解决的问题是研发新材料，使其耐户外暴晒3个月以上，如材料的强力保持率在户外暴晒3个月后大于80%。在新材料耐户外暴晒3个月以上的基础上，再进行实验室加速测试，找到合适的测试条件，使其与户外暴晒的相关性较好。

对于材料寿命预测，也就是大家普遍关心的加速因子，即实验室测试多少小时相当于户外暴晒几个月的问题。本试验没有足够的试验数据找到实验室加速测试与户外暴晒之间的相关性，而且没必要预测材料的使用寿命，因为“通过/失效”（pass/fail）数据已能说明材料的使用性能。

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