戶外紡織品耐候老化性能測(cè)試

　　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。

　　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)在太陽光的截止點(diǎn)到大約360nm范圍內(nèi)與太陽光譜能夠很好地吻合(見圖1)

　　圖1 UVA-340光譜與夏天正午太陽光譜比較

　　UVA-340燈管對(duì)太陽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。

　　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。