其实这个问题可以理解为应该模拟哪些老化因素。在高分子材料的使用过程中，气候环境中的许多因素可能对高分子材料的老化起作用。如果提前了解衰老的主要因素，就可以有针对性地选择测试方法。

我们可以通过考虑材料的运输、储存、使用环境和老化机理来确定试验方法。比如硬质PVC型材是以PVC为原料，添加稳定剂、颜料等添加剂，主要用于户外。考虑到PVC的老化机理，PVC受热容易分解；考虑使用环境；空气中的氧气、紫外线、热量和水分都是型材老化的原因。

因此，国家标准GB/T8814-2004《门窗用未增塑聚氯乙烯(PVC-U)型材》不仅规定了光氧化老化试验方法，还采用GB/T16422.2《塑料实验室光源曝光量试验方法第二部分:氙弧灯》老化4000小时或6000小时，模拟室外紫外线和可见光、温度和温度另一个例子是我们在市场上的竞争产品:出口鞋。使用过程中，阳光中的紫外线是导致鞋子变色褪色的主要原因。因此，有必要用紫外光箱测试鞋子的耐黄变性能。

常用的鞋类耐黄变测试盒使用30W UV灯，样品距离光源20cm，照射3h后观察颜色变化。同时，运输过程中，容器内闷热潮湿的环境会造成鞋面、鞋底、胶水变色、斑点甚至变质。因此，在装运和运输之前，需要考虑耐湿热老化的试验，模拟集装箱内的高热高湿环境，在70℃和95%相对湿度下试验48小时后，观察外观和颜色的变化。

人工加速老化光源的选择

实验室光源暴露试验:可在试验箱内同时模拟可见光大气中的光、氧、热、降雨，是常用的人工加速老化试验方法。在这些模拟因素中，光源更为重要。经验表明，高分子材料在太阳光中的破环波长主要集中在紫外线和部分可见光中。

目前，人工光源正试图使该波长范围内的能谱分布曲线接近太阳光谱。仿真和加速比是选择人工光源的主要依据。经过大约一个世纪的发展，实验室的光源已经有封闭式碳弧灯、太阳能碳弧灯、荧光紫外灯、氙弧灯、高压汞灯等。ISO中与高分子材料相关的技术委员会主要建议使用三种光源:太阳能碳弧光灯、荧光紫外灯和氙气弧光灯。

01氙弧灯

目前认为氙弧灯在已知人工光源下的光谱能量分布与太阳光中的紫外光和可见光相似。到达地面的太阳光中的大部分短波辐射可以通过选择合适的过滤器过滤掉。氙灯在1000um~ 1200um的红外区域有很强的辐射，会产生大量的热量。

因此，有必要选择合适的冷却装置来带走这部分能量。目前市场上氙灯老化试验装置的冷却方式有水冷和风冷两种。通常，水冷氙灯装置的冷却作用比风冷好，同时结构更复杂，价格也更贵。由于氙灯紫外部分的能量增加比其他两种光源少，所以加速率低。

02荧光紫外线灯

理论上讲，300um~ 400um的短波能量是引起老化的主要因素。如果增加这部分能量，就可以达到快速测试的作用。荧光紫外灯的光谱分布主要集中在紫外光中，因此可以实现更高的加速率。

但是，荧光紫外灯不仅增加了自然阳光中的紫外线能量，而且在测量地球表面时还具有自然阳光中没有的辐射能量，这种能量会造成非自然的伤害。此外，除了窄的汞谱线外，荧光光源没有高于375um的能量，因此对较长波长紫外线能量有感的材料可能不会像暴露在自然阳光下那样发生变化。这些固有的缺陷会导致不可靠的结果。

因此，荧光紫外灯的模拟性较差。然而，由于其高加速率，通过选择合适的灯管类型，可以快速筛选出特定的材料。

03阳光碳弧灯

目前国内很少使用太阳能碳弧灯，但在日本广泛用作光源，JIS标准大多采用太阳能碳弧灯。中国和日本的许多合资汽车公司仍然建议使用这种光源。太阳能碳弧灯的光谱能量分布也接近太阳光，但紫外线在370nm~390nm处集中加强，模拟作用不如氙灯。加速比介于氙灯和紫外灯之间。

测试时间的确定

01参考相关产品标准

老化试验的时间在相关产品标准中已经有规定，我们只需要找出相关标准，按照规定的时间执行即可。许多国家标准和行业标准对此都有规定。

02基于已知的相关性，

结果表明，ABS的颜色稳定性由颜色和泛黄指数的变化来评价，人工加速老化与自然空气暴露有很好的相关性，加速比为7左右。如果想知道一种ABS材料在户外使用一年后的颜色变化，可以参考加速比，确定在相同的测试条件下，加速老化时间为365x24/7=1251h。

ABS塑料管

防抱死制动装置

长期以来，国内外对相关问题进行了大量的研究，得到了许多转换关系。但由于高分子材料的多样性，加速老化试验设备和方法的差异，以及不同时间和地区气候的差异，换算关系复杂。因此，在选择换算关系时，一定要注意具体的材料、老化设备、试验条件、性能评价指标等因素。

03控制人工加速老化辐射总量等于自然暴露辐射总量

对于一些没有相应标准、没有参考相关性的产品，可以考虑其实际使用环境的辐射强度，控制人工加速老化辐射总量等于自然暴露辐射总量。

例:如何控制人工加速老化的总辐射

在北京使用一种塑料制品，预计人工加速老化的总辐射量将等于室外暴露一年的辐射量。

氙灯耐候性测试仪

首先，由于该产品为塑料制品，在室外使用，因此选用了GB/T16422.2-1996《塑料实验室光源暴露试验方法第二部分:氙弧灯》中的A法。

实验条件为:辐照强度0.50瓦/平方米(340um)，黑板温度65℃，箱温40℃，相对湿度50%，喷水时间/非喷水时间18分钟/102分钟，持续光照；

第二步:根据CIENO 85-1989标准(引用于GB/T 16422.1-1996《塑料实验室光源曝光量试验方法:氙弧灯》)，北京地区年辐射量约为5609 mj/m2；紫外线区和可见光区(300um~ 800um)占62.2%，即3489兆焦/平方米。

第三步:根据GB/T16422.2-1996

当340um处的辐照强度为0.50瓦/平方米时，红外区和可见光区(300um~ 800um)的辐照强度为550瓦/平方米。可以计算出辐照时间为3489X106/550=6.344X106s，即1762h。根据这种计算方法，加速比约为5。因为自然老化并不是照射强度的简单叠加，只能确定阳光是造成材料老化的原因。

四，绩效评价指标的选择

绩效评价指标的选择主要从材料的使用和材料本身的特点两个方面来考虑。

4.1根据材料的用途确定评价指标。对于同一材料，评价指标可能因其用途不同而选择不同。比如用同样的涂料做装饰，就要着重看其外观的变化。在GB/T1766-1995《油漆和清漆涂层老化的分级》中，详细规定了光泽度、变色、粉化、泛金等各种外观变化的分级方法。

但是对于一些功能性涂料，如防腐涂料，在一定程度上改变颜色和外观是可以接受的。此时，在选择评价指标时，主要考虑抗裂性和粉化程度。如果用PVC做鞋面，必须考虑其耐黄变性能，而如果用在雨水落水管，对外观变化要求不高，材料的物理力学性能，如抗拉强度变化是主要考核指标。

4.2根据材料自身特点确定评价指标。对于同一种材料，老化过程中不同性能的退化是不均匀的。换句话说，有些性能对环境有感，迅速下降，这是造成物质破坏的主要因素。选择评价指标时应选择这些有感属性。研究表明，对于大多数工程塑料，在自然老化试验中，冲击强度变化较大，下降显。

因此，在工程塑料的老化试验中，应优先考虑冲击强度的降作为评价指标。冲击强度对聚丙烯的老化也较有感，是评价老化性能的主要指标。对于聚乙烯材料，断裂伸长率下降显，是优先评价指标。对于聚氯乙烯来说，拉伸强度和冲击强度都下降很快，所以我们应该根据实际情况选择其中一种进行评估。

国家标准GB/T8814-2004《门窗用未增塑聚氯乙烯(PVC-U)型材》中，老化后冲击强度保持率≥ 60%作为合格判定指标；在轻工标准QB/T2480-2000中，建筑用PVC-U管材及管件，以老化后抗拉强度保持率≥ 80%为合格判定指标。