什么样的暴露条件可以推荐进行UVC老化测试?

发布于：2021-03-10

在之前的关于QUV/uvc的前三部分介绍，我们介绍了什么是QUV/uvc,以及为什么要开发QUV/uvc,并且介绍了2个已发布的紫外线老化协议，并介绍了制定紫外线暴晒协议的背景信息。在本文，我们介绍QUV/uvc紫外老化箱测试周期和UVC暴晒标准化。

适合在QUV/uvc紫外老化测试箱中运行的条件如下：

辐照度：在254nm的辐照度为6 mW/cm²(60 W/m²)

黑板温度：30 °C

选择该辐照度是因为它是QUV/uvc所能达到的中等水平，并且在大多数低压汞灯的范围内。ASTM G151和ISO 4892-1对黑板温度计进行了规定，选择该设定值是为了近似于暴露在大多数紫外线杀菌辐照（UVGI）协议下的材料的最高预期工作温度。

在这些条件下进行模拟了一年的1 J/cm²UVGI循环测试，时间约为17小时。以此作为基准，很容易重新计算出任何常规的UVGI方案的持续测试时间。例如，在第二部分中讨论的BIFMA标准规定了模拟产品7年使用寿命内每周UVGI循环的曝光量。根据该标准，一个UVGI循环是0.036 J/cm²,但是很容易想象，鉴于大流行病时代的考虑，这一设定将会发生变化。这里提到的17小时的暴晒可以代表修订后的以1 J/cm²为基准的UVGI曝光量的7年模拟。

以BIFMA标准为范本的另一个考虑因素是，便携式的UVGI装置每天在某些物品上多次使用，如医疗或者牙科诊所的病人椅子，即使这些便携式设备的单次UVGI循环小于1 J/cm²，但是由于这些设施中病人的更替率很高，所以物品每天的UVGI剂量可能会高很多。

在IEC 60335-1附件T代表了大约10年的日常紫外线GI周期。虽然该试验是针对电气绝缘材料的，但目前还不清楚该试验究竟是为了模拟什么典型用途。63℃黑板的测试温度比大多数UVGI系统中的材料所经历的温度高得多。附件T中没有说明温度设置的理由，但似乎是参考了老化标准ISO 4892-2《塑料.实验室光源暴露方法.第2部分：氙弧灯》。这可能不太符合预期的应用。氙弧灯在更高的功率水平下工作，并产生大量的辐射热，这与用于紫外线照射的低压汞灯不同。在ISO 4892-2中，63 °C的黑板温度与38 °C的室内空气温度相关联。黑板温度和室内空气温度之间的差异是基于暴露于氙弧灯时表面的辐射热，但暴露于紫外线灯时，辐射热不会达到同样的程度。

QUV/uvc紫外老化测试箱

观察这个问题的另一个方法是注意到ISO 4892-2中的辐照度设定点是在300-400nm的60W/m²，这里推荐的辐照度也是60W/m²，在254nm处。氙弧灯产生的总辐照度(250-3000nm)超过1000W/m²才能达到设定点，而UVC灯的总辐照度将小于70W/m²，因为约90%的灯输出集中在254nm处。对于暴露在紫外线灯下的材料要被加热到63℃，该应用中的环境空气至少需要55℃。即使这个温度比典型的使用温度高，标准也涵盖了安全问题，当然在这种情况下，较好还是要求苛刻点。

由于缺乏UVC暴露标准，所以BIFMA和IEC文件工作者承担了这项任务，BIFMA标准是基于非常合理的理由，并提供了一个很好的工作模板。IEC标准认识到一些材料可能会暴露在相当高的紫外线辐射下，并相应地设定了暴露量。