紫外光老化和日光老化浅析..共20页
紫外老化原理
紫外老化原理
紫外老化原理是指材料在长期暴露于紫外线照射下发生的物理、化学变化过程。
紫外线主要包括短波紫外线（UVB）和长波
紫外线（UVA）。
UVB具有较高的能量，但只经过短距离传播，主要影响材料表面；而UVA能够穿透更深的材料内部。
这两种紫外线都是引起材料老化的主要因素。
紫外线会导致材料中的化学键断裂和劣化反应。
首先，紫外线能量会被吸收并导致分子内部的激发能级上升，使分子处于高能量激发态。
然后，这些激发态的分子会引发一系列化学反应，如氧化、交联、臭氧生成等。
这些反应会导致材料的物理性质、机械性能和外观变得劣化。
紫外老化过程还与材料的化学成分、结构和制造工艺密切相关。
不同的材料对紫外线的抵抗能力不同，这取决于材料中的稳定剂、抗氧化剂和紫外吸收剂等添加剂的种类和含量。
此外，材料的表面处理、涂层和保护层也能够延缓紫外老化速率。
为了评估材料的耐候性能和抗紫外老化能力，一般会使用紫外老化试验进行模拟测试。
常用的试验方法包括紫外光加速老化试验、露天暴露试验和人工加速老化试验。
这些试验可以模拟出不同环境条件下的紫外线照射，通过观察材料的物理性质和外观变化来评估其老化程度。
总之，紫外老化是材料在长期暴露于紫外线照射下引起的物理、化学变化过程，其机制涉及紫外线能量吸收、分子激发和化学
反应。
了解紫外老化原理有助于开发出更耐候性能和抗紫外老化能力的材料，并为材料的选择和使用提供科学依据。
uv老化的原理
uv老化的原理
UV老化是指物体在日光紫外线的照射下，所发生的物理、化学和生物学变化，导致物体的老化、褪色、劣化等现象。
其主要原理包括以下几个方面：
1. 紫外线能量：紫外线是一种高能量辐射，能够引起物质内部的能量转移和分子结构的改变。
长时间暴露于紫外线下，物质会吸收紫外线能量，产生热量，引起分子振动、转动和电子跃迁等现象，从而加速物质老化。
2. 自由基反应：紫外线能够激发物质中的分子和原子产生自由基，自由基是非常活跃的化学物质，具有强氧化性。
它们会与物质中的分子发生反应，引起链式反应，破坏物质的化学结构和性质，导致老化和劣化。
3. 光氧化反应：紫外线能够促使氧气和物质之间的反应，产生氧化物和自由基，从而引起物质的氧化反应。
这种光氧化反应会导致物质的分子结构发生改变，降低物质的强度、韧性和耐久性，导致老化和劣化。
4. 紫外线的波长选择性：不同波长的紫外线对物质的影响不同。
波长较短的UV-C紫外线能量更高，穿透力更强，能够直接破坏物质的分子结构；波长较长的UV-A紫外线能量较低，但穿透力更强，能够引发物质内部的化学反应。
不同波长的紫外线都会对物质产生一定
的老化和劣化作用。
紫外线能量、自由基反应、光氧化反应以及紫外线波长选择性是导致UV老化的主要原理。
为了延缓物体的老化，可以采取一些措施，如使用防紫外线材料、涂覆防紫外线涂层、避免长时间暴露于阳光下等。
紫外光老化和日光老化浅析
表2 使用窗玻璃滤光器的氙灯要求的光谱辐照度分布（方法2）
最小值/% 波长λ/nm λ≤300 300＜λ≤320 320＜λ≤360 — 0.1 23.8 CIE No.85:1989/% — ≤1 33.1 最大值/% 0.29 2.8 35.5
360＜λ≤400
62.4
66.0
76.2
一般而言，辐射通量的选择是为了使试验样板表面的平均辐照 度E为 ——300 nm～400nm之间的平均辐照度为60 W/m2，或在340nm处 为0.51 W/m2（方法1） ——300nm～400nm之间的平均辐照度为500 W/m2，或在420nm处 为1.1 W/m2（方法2）。 双方可以商定使用高辐照度的试验，可以选择使试验样板表面 的平均辐照度E达到： ——300nm～400nm之间的平均辐照度为60 W/m2～180 W/m2，或 在340nm处为0.51 W/m2～1.5 W/m2（方法1）； ——300nm～400nm之间的平均辐照度为50 W/m2～162 W/m2，或 在340nm处为1.1 W/m2～3.6 W/m2（方法2）。
表1 使用日光滤光器的氙灯要求的光谱辐照度分布（方法1人工气候老化）
最小值/% 波长λ/nm λ≤290 290＜λ≤320 320＜λ≤360 360＜λ≤400 — 2.6 28.2 55.8 CIE No.85:1989/% — 5.4 38.2 56.4 最大值/% 0.15 7.9 38.6 67.5
氙灯老化试验箱与紫外光老化试验箱的区别 • • 自然气候光老化试验方法通常分为二种：第一种 是模拟紫外光老化；第二种就是模拟全阳光老化。 作为国内外广泛采用的方法，其主要原因是自然 气候老化实验结果更符合实际，所需的费用较低 而且操作简单方便。虽然我们可以在任何地方进 行自然气候老化试验，但国际上比较认可的试验 场地是美国的佛罗里达，因为其阳光充足。但自 然气候老化试验的不足之处是试验需要的时间长， 试验人员可能没有这么多年的时间等待一个产品 的测试结果。
紫外老化 原理
紫外老化原理
紫外老化是指材料在长时间暴露在紫外线辐射下，从而引发的一系列物理和化学变化的现象。
紫外线是太阳光中的一种辐射，它的波长在10纳米至400纳米之间，分为UVA、UVB和
UVC三个不同频段。
紫外老化的原理是紫外线能量的直接作用和间接作用。
在紫外线的直接作用下，紫外线能量会直接照射到材料表面，引发一系列光化学反应，导致材料分子结构的破坏和变化。
例如，紫外线能量可以激发材料中的电子，使其跃迁到高能级，导致分子键的断裂，从而使材料变得脆弱和易碎。
在紫外线的间接作用下，紫外线能量会与材料中的氧气分子发生反应，产生一系列自由基，如羟基自由基、醛基自由基等。
这些自由基具有高度活性，会与材料分子中的键结合，导致材料的氧化、黄化和劣化。
此外，紫外线还可以引起材料表面的结晶度降低、断裂性能下降、力学性能减弱等一系列变化。
紫外老化对材料性能的影响是多方面的。
首先，材料的颜色会发生变化，出现黄变、褪色等现象。
其次，材料的力学性能会下降，如强度、韧性和延伸率减小。
此外，紫外老化还会使材料的热稳定性、电学性能和耐候性变差，从而导致材料的寿命缩短。
为了减轻紫外老化对材料的影响，可以采取一系列防护措施。
常见的防护方法包括使用防紫外线涂料、添加紫外吸收剂、改变材料的组成和结构等。
此外，定期维护和保养也是延长材料
寿命的重要手段，如定时清洁、补充润滑剂等。
综上所述，紫外老化是材料暴露在紫外线辐射下所引发的一系列物理和化学变化。
了解紫外老化的原理和影响，可以采取相应的防护措施，延长材料的使用寿命。
木材的抗紫外线和光老化
表面涂层保护的优缺点
优点：能有效阻挡紫外线和光老化，保护木材表面 缺点：可能会影响木材的自然质感和美观度 优点：可以延长木材的使用寿命，减少维护成本 缺点：需要定期进行涂层维护和更新，以保证其保护效果
06 木材的应用和选择
不同场合对木材的要求
室内装饰：美观、耐用、 环保
户外建筑：抗紫外线、抗 光老化、耐候性强
提高木材抗紫外线性能的方法
添加紫外线吸收剂：在木材表面涂覆紫外线吸收剂，吸收紫外线，减少紫 外线对木材的损害。
改变木材的化学结构：通过化学处理，改变木材的化学结构，提高木材的 抗紫外线性能。
增加木材的厚度：增加木材的厚度，可以减少紫外线对木材的穿透深度， 从而提高木材的抗紫外线性能。
改变木材的颜色：通过改变木材的颜色，可以减少紫外线对木材的吸收， 从而提高木材的抗紫外线性能。
木材的应用前景和发展方向
添加 标题
建筑行业：木材作为建筑材料，具 有环保、节能、可再生等优点
添加 标题
家具行业：木材作为家具材料，具 有美观、耐用、舒适等优点
添加 标题
包装行业：木材作为包装材料，具 有环保、可降解等优点
添加 标题
生物质能源：木材作为生物质能源， 具有可再生、低碳等优点
添加 标题
木材改性：通过化学或物理方法改 变木材的性质，提高其性能和用途
木材种类：不同种类的木材 具有不同的耐候性
环境因素：如温度、湿度、 光照等
木材的处理方式：如防腐处 理、表面处理等
使用条件：如使用环境、使 用频率等
提高木材耐候性的方法
化学处理：使用防 腐剂、抗氧化剂等 化学物质进行处理， 提高木材的耐候性
热处理：通过加热 木材，改变木材的 化学结构，提高木 材的耐候性
紫外老化测试
引言概述：紫外老化测试是一种常用的测试方法，用于评估材料或产品在长期暴露于紫外光下的耐候性能。
本文将进一步探讨紫外老化测试的原理、测试方法、影响因素、结果评估以及实际应用等方面，并提供相关专业知识和建议。
正文内容：一、紫外老化测试原理1.紫外辐射的作用机制2.紫外光谱及其与材料的相互作用3.紫外辐射对材料的老化过程二、紫外老化测试方法1.稳态紫外辐射老化测试标准测试条件及设备测试样品的准备和放置方式测试时间及周期2.循环紫外辐射老化测试周期性紫外光及热应力的作用测试周期的确定结果的数据分析和评估三、紫外老化测试影响因素1.材料的化学成分2.材料的结构和形态3.外部环境因素温度湿度光照强度四、紫外老化测试结果评估1.外观性能评估色差测量表面质量评估2.力学性能评估抗拉强度弯曲强度冲击强度3.化学性能评估化学结构变化功能性能变化五、紫外老化测试实际应用1.自动化紫外老化测试设备2.材料和产品的质量控制3.材料的耐候预测和寿命评估总结：紫外老化测试是一种重要的测试方法，可以有效评估材料和产品的耐候性能。
通过了解紫外辐射的作用机制、测试方法、影响因素、结果评估以及实际应用，可以更好地理解和应用紫外老化测试，从而提高材料和产品的质量和可靠性。
在实际应用中，可以结合相关专业知识和建议，选择适当的测试方法和设备，并根据测试结果进行有效的质量控制和寿命评估。
引言概述:紫外老化测试是一种常见的测试方法，用于模拟材料在长期暴露在紫外光辐射下的老化情况。
这种测试方法能够帮助生产商评估材料的耐候性能，并为开发更耐久的产品提供指导。
本文将介绍紫外老化测试的原理及应用领域，并详细阐述其测试过程、结果分析以及在不同行业的应用。
正文内容:1.紫外老化测试的原理a.紫外光辐射对材料的影响b.紫外老化测试的基本原理c.紫外辐射源的选择和设置2.紫外老化测试的应用领域a.汽车行业中的应用b.塑料制品行业中的应用c.建筑行业中的应用3.紫外老化测试的测试过程a.样品的准备与放置b.紫外辐射条件的设置c.测试周期和时长的确定d.监测和记录测试结果e.测试结束后的评估与分析4.紫外老化测试的结果分析a.外观变化的评估b.力学性能的变化分析c.化学性能的变化分析5.紫外老化测试在不同行业的应用a.汽车行业中的应用案例分析b.塑料制品行业中的应用案例分析c.建筑行业中的应用案例分析总结:紫外老化测试是一种非常有效的方法，可以用于评估材料在紫外光暴露下的耐久性能。
太阳辐射老化试验-氙弧灯-荧光紫外灯-碳弧灯-卤素灯.
光照老化试验
光照老化试验是一种利用人造光源来模拟阳光、下雨、凝雾等自然环境，进而验证塑料、橡胶、涂层等高分子材料对自然环境抵抗能力的试验方法；有机材料在经过长时间的人造光源照射后会出现变色、起皱、开裂等失效现象，通过分析试验条件和材料的失效情况，可以评估材料的耐气候性等级。
目前常用的光照老化试验方法有氙弧灯老化、荧光紫外灯老化（UV老化）、碳弧灯老化和金属卤素灯老化。
一、名词术语
1.箱体温度：老化试验箱内空气的温度；
2.黑板温度（Black panel temperature, BPT）:箱体内黑板温度计表面的温度，是光照老化试验的一个重要参数，用于模拟样品表面温度；
3.黑标温度（Black standard temperature, BST）：其功能与BPT类似，但比BPT高约10%；
4.辐照功率：样品表面单位面积接收到的辐照强度，单位为
W/m2@nm；辐照功率可以用某一点的辐照强度表示，也可以用某一波段的辐照强度表示，如一个夏天中午太阳光照强度约为
0.55W/m2@340nm、1.12W/m2@420nm、575 W/m2@300~800nm。
5.辐照量：在一段时间内样品表面单位面积累计接受到的辐照能量，辐照量=辐照功率*辐照时间。
二、老化原理
在光照条件下，高分子材料里的不饱和双键（C=C）、苯环、支链等不稳定结构吸收高能量的紫外光后，会发生一系列复杂的化学反应，导致材料出现变色、龟裂、失光、物理性能降低等现象。
可以看出，所有高聚合物的敏感波长均在400nm以下，所以一般认为对材料老化起主要作用的是紫外波段，而可见光和红外光主要起到热效应。
对于UV老化，由于其能量以紫外线为主，不具有热效应，所以其黑板温度和箱体温度接近。
皮肤光老化的表现及治疗方式
皮肤光老化的表现及治疗方式光老化是指皮肤由于反复暴露于紫外线而引起的结构和功能的特征性改变。
临床表现临床改变为皱纹、皮革样外观、皮肤松弛、粗糙、萎缩、污秽的色素斑点，如老年斑，色素失调现象、雀斑、毛细血管扩张或消失、皮肤外观灰暗，无光泽或呈灰黄色、紫癜以及癌变等。
光老化在浅肤色人群中更为显著。
在面部、颈部及上肢的伸侧最明显。
光老化分布与人们着装样式、发型和日光暴露方式有关系。
与皮肤结构(如黑素细胞和皮脂腺)的解剖分布有关。
变化的严重程度取决于个体对日光的耐受性和对日光损伤的修复能力。
组织学改变表皮慢性损伤表现为明显的厚度变化，在不同部位可出现严重的萎缩或增生。
角质形成细胞和黑素细胞可出现核异型，角质形成细胞缺乏分化成熟的有序性。
黑素细胞不规则地分布在基底膜上方。
朗格汉斯细胞数量明显减少，白种人光暴露部位皮肤朗格汉斯细胞数量仅为遮盖部位的50％左右。
真皮中弹力纤维变性呈团块状堆积，其弹性和顺应性丧失，皮肤出现松弛、皱纹，过度伸展后出现裂纹，紫外线照射可影响I型胶原的形成，Ⅲ型胶原相对增加，最终导致成熟的胶原束减少，皮肤出现松弛和皱纹。
紫外线照射可使氨基聚糖裂解，可溶性增加，从而影响其结构和功能。
日光照射可以引起真皮的炎症反应，激活血管周围的巨噬细胞和肥大细胞浸润，炎性递质以及细胞因子可导致组织溶解酶如弹性蛋白酶、胶原酶的释放，进而缓慢溶解真皮成分。
紫外线照射可影响基质金属蛋白酶(matrixmetalloproteinase，MMP)的表达，MMP是一个锌依赖性的酶家族，能够特异性地降解结缔组织中的蛋白质，如①MMP-1：又称胶原酶，可降解I、Ⅲ、Ⅶ、X型胶原；②MMP-2：又称明胶酶(zelatinase)，可降解Ⅳ、V型胶原、变性胶原和弹性蛋白；③MMP-3：又称基质溶解素-1(stromel ysin-1)或蛋白多糖酶(proteoglycanase)，能降解Ⅲ、Ⅳ、V、X型胶原、蛋白多糖、纤黏连蛋白、变性胶原等。
皮肤光老化PPT课件
临床研究进展
光老化症状评估
通过皮肤纹理、色素沉着、皱纹 等指标评估皮肤光老化程度。
光老化治疗手段
包括药物治疗、激光治疗、化学剥 脱等手段，改善皮肤光老化症状。
光老化预防措施
防晒是预防皮肤光老化的重要措施， 还包括饮食调整、生活习惯改善等。
新药研发进展
新药靶点发现
针对紫外线诱导的皮肤细胞损伤、 细胞因子异常表达等靶点，发现
详细描述
这个案例警示人们如果忽视皮肤光老化，可能会造成不可逆转的后果。这个人因为没有采取防晒措施，导致皮肤 过早地出现了光老化现象，如皱纹、色斑和皮肤松弛等。这不仅影响了他的外貌，还对他的心理健康造成了负面 影响。
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皮肤光老化与其他皮肤病的鉴别
紫外线照射过度引起的皮肤病
01
如日光性皮炎、多形性日光疹等，与皮肤光老化有相似之处，
但发病机制和表现不同。
其他原因引起的皮肤病
02
如湿疹、银屑病等，与皮肤光老化有明显的区别，发病机制和
表现不同。
遗传性皮肤病
03
如鱼鳞病、毛周角化病等，与皮肤光老化不同，遗传因素在发
病中起重要作用。
皮肤光老化PPT课件
目录
• 皮肤光老化概述 • 皮肤光老化表现与诊断 • 皮肤光老化预防与治疗 • 皮肤光老化研究进展 • 皮肤光老化案例分析
01 皮肤光老化概述
定义与特点
定义
皮肤光老化是由于长期受到日光 照射引起的皮肤老化现象。
特点
皮肤光老化主要表现为皮肤粗糙 、皱纹、色素沉着、血管扩张等 。
在户外活动时，尽量寻找遮荫 处，避免阳光直射。
饮食调整
增加富含抗氧化剂的食物
光老化试验基础及原理浅析
光老化试验基础及原理浅析前言：阳光辐照和气候变化是损害涂料、塑料、油墨及其他高分子材料的主要原因，这种损害包括失光、褪色、黄变、开裂、脱皮、脆化、强度降低及分层。
即使是室内的光及通过玻璃窗透射的太阳光也都会使一些材料老化，比如引起颜料、染料等褪色或变色。
对许多制造商而言，产品的耐老化和耐光性是极其重要的。
加速检测老化和光稳定性的设备被广泛用于研究开发、质量、控制和材料检定，这些检测设备提供快速并且可重复的测试结果。
近年来，低价位且使用方便的实验室检测设备已经开发出来，包括UV紫外加速老化设备符合ASTM G 154、SN氙灯试验箱符合ASTM G155。
1．术语1.1 辐照度E（Irradiance）地面上的单位面积单位时间内接收到的太阳辐射，也称为辐照强度，所有波长入射辐照的总量，以W/m2表示，因为辐照是按不同的波长分布的，不同的光谱造成的光化学效应差异很大，所以不应采用不同的光源做比较。
1.2 室内光（Indoor light）采用可减少波长320nm以下光谱辐照度的滤光器来模拟透过玻璃滤光后的日光。
1.3 室外光（ Outdoor light）为了模拟直接的自然暴露，辐射光源必须经过过滤，以便提供与地球上的日光相似的光谱能量分布。
1.4 黑标温度（Black panel temperature）黑标表面所测到的温度，它表示产品表面可能达到的最高温度。
1.5 暴露辐射能（The Energy of Irradiance）试样已经受暴露的辐射能的一种量度，可以由下式算出： H=E*dt式中：E—辐照度，W/m2；t—暴露时间，s；H—暴露辐射能，J/m2；如果产品受辐射时，辐射度不变，则辐射能等于辐射度乘以辐射时间。
2．光源的选择2.1 辐射光源的种类太阳辐射试验主要有氙灯、荧光紫外灯（荧光灯）、碳弧灯三种类型的试验设备，他们都是从光能、温度、降雨或凝露这几种主要气候因素进行模拟和强化的试验。