2.1 耐光色牢度光源的选择
光源种类繁多,并且各种波段的射线都有可能导致纺织品化学性能发生变化,尤其是紫外线部分,其波长短,能量较高,对纺织品及其表面上染料的光牢度影响尤为厉害,因此光波的波长和频率对纺织品纤维发生光化学反应有着重大的影响,进而对其耐光色牢度有极大的影响。
经研究发现,利用氙气放电所发出的光的光谱功率分布曲线接近于太阳光,其产生的紫外线、可见光和红外线部分是目前最接近日光的人造光源,因此,耐光试验中选择氙弧灯。此外,为了模拟纺织品或其它产品在各种不同使用条件下的光谱能量分布,还需要根据具体情况选择相应的光谱过滤系统。总体看来,氙弧光灯发出的光谱照射到试样表面时要考虑的因素主要有以下两个方面:滤光系统和光源的稳定性。
2.1.1滤光系统
目前市场上的耐光、气候色牢度仪的型号各种各样,但大多数采用的氙弧灯是全光谱氙灯,因此,氙弧灯产生的光谱必须过滤掉不需要的光谱。而采用合适的滤光器的依据是被测材料和材料的最终使用条件,不同的光谱过滤器过滤后的光谱中紫外线短波段的量不同。这些在很大程度上影响了试验的老化速度和类型,如模拟户内曝露的试验(即被设计用来测试耐室内光稳定性)时,则采用玻璃窗过滤器以获得与透过玻璃的太阳光光谱相似的光谱;模拟用于汽车标准的需要短波长紫外光的汽车检测方法时【2-3】,则采用Q/B滤波器;模拟户外的老化情况(即为了在模拟正午的直射阳光下的稳定性)时,采用日光过滤器。耐光试验中的滤光系统以ISO 105 B02为例,如采用空冷式氙弧灯[4-5],其对过滤器的滤光片要求是:使氙弧灯光谱到达试样和蓝色羊毛标样的表面时光谱波长在380nm-750nm之间的光波至少为90%,而在310nn-320nm之间的光波应降为0,而对滤热片的要求是使氙弧光谱中的多余红外辐射被消除到试验标准中所规定的温度。
2.1.2光源辐照度及稳定性的控制
被测材料所受光辐照量的大小直接影响其染料的分解速度,从而影响到耐光色牢度,因此辐照量的检测与控制尤为重要。在使用氙弧灯作为测试光源时,虽然选择了合适的氙弧灯管和光谱过滤器,也只能说明测试的光源有了一定的保障。因为氙弧燃烧器或过滤片的老化会导致光源的变化,污垢和残渣在燃烧器外壳上的积聚也会引起光源光谱的变化,从而使氙弧灯发出的光谱到达试样表面时产生了一定程度的光谱漂移。
在现行标准中,对光照强度和总辐射量的控制基于大都采用点或某一波段的控制。譬如:ISO105 B02、GB/T8427和AATCC 16【6-7】等标准规定为水冷式是在波长为420 nm处的控制点的辐射量为1.10 W/m2,而空冷式是在300 nm~420 nm段的控制范围的辐射量为42 W/m2[8-9]。若氙灯的光谱漂移发生在控制点(段)以外时,即使在控制点的辐射量控制得再准确,也可能导致老化速度和类型发生大的变化而导致较大的误差。
2.2 耐光试验仪器内温度的控制
由于温度的变化势必会引起试样的应力等变化和材料或染料的次化学反应,因此,纺织品光牢度测试不是简单地把纺织品放在某种光线下去观察它的耐光性能的表现,而是还要把除辐射之外不可忽视的老化因素:试样表面温度、环境温度与湿度等因素均考虑在内。因此,在进行耐光试验时,温度的控制是一个主要因素之一。
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