戶外塑料外殼使用1年就發(fā)黃脆裂、橡膠密封件老化開(kāi)裂漏水、涂料涂層褪色脫落——這些問(wèn)題的核心元兇，都是紫外線引發(fā)的材料老化。而紫外老化測(cè)試，正是提前模擬這類失效場(chǎng)景、驗(yàn)證材料抗老化能力的關(guān)鍵手段。

    但很多企業(yè)在開(kāi)展測(cè)試時(shí)，常陷入困惑：紫外線到底是如何破壞材料的？GB/T 16422和IEC 60068-2-5兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)有何區(qū)別？不同材料該選哪個(gè)標(biāo)準(zhǔn)、哪些參數(shù)？本文從降解機(jī)理到標(biāo)準(zhǔn)實(shí)操，逐一拆解，幫你精準(zhǔn)掌握紫外老化測(cè)試核心要點(diǎn)。

---

一、核心機(jī)理：紫外線如何“摧毀”材料？光氧化降解四步曲

紫外線對(duì)材料的破壞，本質(zhì)是光氧化降解反應(yīng)——紫外線的高能光子打破材料分子鏈，引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，最終導(dǎo)致材料性能失效。這個(gè)過(guò)程主要分為四步，對(duì)塑料、橡膠、涂料等高分子材料的影響尤為顯著：

1. 降解核心四階段

• 引發(fā)階段：材料吸收290-400nm波段的紫外線（短波UV-B、中波UV-A），分子鏈中的薄弱化學(xué)鍵（如C-C鍵、C-O鍵）被激活，斷裂形成自由 radicals（自由基）。這是老化的起點(diǎn)，也是最關(guān)鍵的一步。

• 增殖階段：自由基與空氣中的氧氣反應(yīng)，生成過(guò)氧自由基（ROO·），過(guò)氧自由基進(jìn)一步奪取材料分子鏈上的氫原子，形成氫過(guò)氧化物（ROOH），同時(shí)產(chǎn)生新的自由基，讓反應(yīng)持續(xù)放大。

• 鏈支化階段：氫過(guò)氧化物不穩(wěn)定，易分解為烷氧基自由基（RO·）和羥基自由基（·OH），這些自由基引發(fā)分子鏈交聯(lián)或斷裂——交聯(lián)會(huì)讓材料變硬變脆，斷裂會(huì)讓材料強(qiáng)度下降、出現(xiàn)裂紋。

• 終止階段：當(dāng)自由基相互結(jié)合形成穩(wěn)定分子，或被材料中的抗氧劑、紫外線吸收劑捕獲時(shí)，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)終止。但此時(shí)材料的分子結(jié)構(gòu)已遭不可逆破壞，外觀和性能均出現(xiàn)明顯劣化。

2. 不同材料的老化表現(xiàn)

材料類型	典型老化現(xiàn)象	敏感波段
塑料（PP/PE/ABS）	發(fā)黃、脆裂、拉伸強(qiáng)度下降、表面粉化	UV-B（290-320nm）為主，UV-A（320-400nm）輔助加速
橡膠（天然橡膠/丁腈橡膠）	變硬、彈性喪失、開(kāi)裂、變色	UV-A+UV-B，臭氧與紫外線協(xié)同加速老化
涂料/涂層	褪色、失光、起皮、剝落	UV-A（影響耐候性），UV-B（導(dǎo)致涂層降解）

關(guān)鍵提醒：短波紫外線（UV-B）能量最高，是引發(fā)材料降解的核心；中波紫外線（UV-A）能量雖低，但在陽(yáng)光中占比更高，會(huì)持續(xù)加速老化進(jìn)程。人工老化測(cè)試正是通過(guò)模擬這兩個(gè)波段，縮短測(cè)試周期。

---

二、標(biāo)準(zhǔn)深度解析：GB/T 16422系列 vs IEC 60068-2-5

紫外老化測(cè)試的核心是“標(biāo)準(zhǔn)化模擬陽(yáng)光照射”，GB/T 16422系列（國(guó)標(biāo)）和IEC 60068-2-5（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)）是最常用的兩大體系，但定位、適用范圍差異顯著——前者聚焦通用材料，后者側(cè)重電子電氣產(chǎn)品的太陽(yáng)輻射測(cè)試。

1. GB/T 16422系列：通用材料的人工老化核心標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 16422《塑料 實(shí)驗(yàn)室光源曝露試驗(yàn)方法》是國(guó)內(nèi)通用材料紫外老化測(cè)試的核心標(biāo)準(zhǔn)。

標(biāo)準(zhǔn)部分	核心定位	光源類型	關(guān)鍵測(cè)試參數(shù)	適用材料
GB/T 16422.2	模擬全光譜太陽(yáng)光，兼顧光化學(xué)與熱效應(yīng)	氙弧燈（配濾鏡，模擬地面太陽(yáng)光光譜）	1. 輻照強(qiáng)度：340nm處0.5-1.0W/m2；2. 黑板溫度：60-89℃；3. 循環(huán)模式：光照102min+噴水18min（典型）；4. 刪除原高溫循環(huán)，優(yōu)化3類核心循環(huán)	塑料、涂料、橡膠、紡織品等需模擬自然陽(yáng)光的材料
GB/T 16422.3	聚焦紫外線波段，模擬短波破壞作用	熒光紫外燈（UVA-340、UVB-313等）	1. 輻照強(qiáng)度：UVA-340燈340nm處0.4-1.0W/m2；2. 溫度：光照50-80℃，冷凝40-60℃；3. 濕ting方式：冷凝或噴淋；4. 支持UV/暗循環(huán)調(diào)節(jié)	塑料、橡膠、涂層等，側(cè)重紫外線主導(dǎo)的老化場(chǎng)景

2. IEC 60068-2-5：電子電氣產(chǎn)品的太陽(yáng)輻射測(cè)試指南

IEC 60068-2-5由國(guó)際電工委員會(huì)制定，核心定位是電子電氣設(shè)備及部件的太陽(yáng)輻射環(huán)境試驗(yàn)指南，而非單純的紫外老化測(cè)試，需注意其版本迭代關(guān)系：

• 核心目的：模擬地球表面太陽(yáng)輻射對(duì)電子電氣產(chǎn)品的影響，包括光化學(xué)效應(yīng)（材料老化）和熱效應(yīng)（設(shè)備溫升、性能漂移），評(píng)估產(chǎn)品在戶外使用的穩(wěn)定性。

• 關(guān)鍵參數(shù)：總輻照強(qiáng)度統(tǒng)一為（1120±10%）W/m2（模擬太陽(yáng)天頂時(shí)地面輻射），需結(jié)合溫度、濕度控制，提供3類測(cè)試時(shí)長(zhǎng)方案，可與其他環(huán)境試驗(yàn)（振動(dòng)、高低溫）協(xié)同進(jìn)行。

• 適用場(chǎng)景：戶外電子設(shè)備（如監(jiān)控?cái)z像頭、車載設(shè)備、光伏組件），側(cè)重設(shè)備整體在太陽(yáng)輻射下的可靠性，而非單一材料的抗老化性能。

3. 兩大標(biāo)準(zhǔn)核心差異對(duì)比

對(duì)比維度	GB/T 16422系列	IEC 60068-2-5
核心定位	通用材料的人工老化測(cè)試（側(cè)重材料性能劣化）	電子電氣產(chǎn)品的太陽(yáng)輻射環(huán)境試驗(yàn)（側(cè)重設(shè)備整體可靠性）
光源與光譜	氙弧燈（全光譜）、熒光紫外燈（聚焦UV波段）	模擬地面太陽(yáng)總輻射（全光譜，含UV、可見(jiàn)光、紅外）
適用對(duì)象	塑料、橡膠、涂料、紡織品等各類材料	戶外電子電氣設(shè)備及部件
核心關(guān)注	材料外觀（變色、開(kāi)裂）、力學(xué)性能（強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率）保留率	設(shè)備溫升、電路穩(wěn)定性、部件老化對(duì)整體性能的影響
關(guān)聯(lián)性	可作為電子電氣產(chǎn)品材料選型的前置測(cè)試	需結(jié)合材料老化數(shù)據(jù)，評(píng)估設(shè)備整體可靠性

---

結(jié)語(yǔ)：懂機(jī)理、選對(duì)標(biāo)，才能守住材料抗老化底線

紫外老化測(cè)試不是“照燈計(jì)時(shí)”那么簡(jiǎn)單，核心是理解紫外線降解機(jī)理，根據(jù)材料特性和應(yīng)用場(chǎng)景選對(duì)標(biāo)準(zhǔn)、定準(zhǔn)參數(shù)。GB/T 16422系列聚焦材料性能，IEC 60068-2-5側(cè)重電子電氣整機(jī)可靠性，兩者互補(bǔ)而非替代。

對(duì)企業(yè)而言，做好紫外老化測(cè)試，既能提前規(guī)避戶外失效風(fēng)險(xiǎn)，又能優(yōu)化材料配方、控制成本，讓產(chǎn)品在復(fù)雜戶外環(huán)境中保持穩(wěn)定性能。

上一篇：高低溫測(cè)試：揭秘產(chǎn)品極端環(huán)境下的“生存能力”
下一篇：沒(méi)有啦！