经验分享 | 塑料光老化测试时长换算：1天实验室测试等效于户外多久？
2025-10-14经历了约一个世纪的发展，实验室光源已有封闭式碳弧灯、阳光型碳弧灯、荧光紫外灯、氙弧灯、金属卤素灯、高压汞灯等各种光源供选择。国际标准化组织(ISO）中与高分子材料相关的各技术委员会主要推荐使用阳光型碳弧灯、荧光紫外灯、氙弧灯三种光源。
国高材分析测试中心可靠性实验室
阳光型碳弧灯 荧光紫外灯 超级氙灯
知识小介绍
荧光紫外：UV不试图模拟全光谱太阳光，但却模拟太阳光的破坏作用。通过把荧光灯管的主要辐射控制在太阳光谱的紫外波段来实现。因为短波紫外线是造成户外材料老化的最主要因素。
常用标准：ASTM G154（各种非金属材料）、ISO 48923/ GB/T 16422.3（塑料件）、GB/T 14522（塑料件、涂料、橡胶件）、SAE J2020（汽车外饰）。
太阳辐射（氙灯、碳弧灯、卤素灯）：模拟地面上全球总辐照度，对产品的主要影响是由加热效应和光化学效应产生。
辐照强度：各国太阳辐射试验标准中均规定总辐射强度为(1120±10％)w/m2。它模拟太阳在天顶时，对地球表面的总辐射。
常用标准：GJB 150.7A（设备）、GB/T 2423.24/ IEC 60068-25 （设备、元器件和材料）、GB/T 16422.2（塑料件）和GB/T 1865（漆）。
下面提供一种简单的可行性的，有数据支撑的计算方式。
因为户外光照，不仅跟季节和地域有关，还跟温度有着密切的关系。不同的地方，海拔不一样，不同的季节，光照也不一样。所以我们只能大概的估算。
由于自然老化并不是简单的辐照强度的叠加，只有在确定阳光是引起材料破环的主要因素且不能用其他方法确定试验时间时，才可以使用此计算方法模拟。
以广东南部为例，取值为1500KWh/m2.年，再除以1年8760小时，得171Wh/m2（即年平均每小时太阳辐射量）
各国太阳辐射试验标准中均规定总辐射强度为(1120±10％)w/m2。它模拟太阳在天顶时，对地球表面的总辐射。这时，在340nm处，测得的辐照度值为0.68。
现在，我们可以推算出，在设定值为0.68W/m2 at 340nm时，相当于户外辐照度的1120/171=6.55倍。但是，UV老化与温度紧密相关。
广州年平均温度为21.8度，当温度上升1倍时，经验评估约增强1.5倍老化效果，故在设定温度为60度时，有60/21.8*1.5*6.55=27天(此处采用加速因子相乘的方式，忽略温度和光照的相互影响)。
即：做1天UV测试，约相当于广州户外27天的老化效果。（60度，0.68W/m2 at 340mn）。
怕有人不熟悉，再举一个例子
某一塑料制品使用于北京地区，期望控制人工加速老化总辐射量与户外暴露一年相当。
第一步：由于该产品为塑料制品，且使用于户外，选择采用GB/T16422.2-1996《塑料实验室光源曝露试验方法第二部分：氙弧灯》中A法。试验条件为：辐照强度0.50W/ m2（340nm)，黑板温度65℃，箱体温度40℃，相对湿度50％，喷水时间／不喷水时间18min/102min，连续光照；
第二步：从表2可知北京地区一年辐射总量、为5609MJ/ m2，依据对比人工光源与自然阳光辐射光谱分布的国际准则CIE No 85 -1989（见表3，GB/T16422.1-1996《塑料实验室光源曝露试验方法第一部分：氙弧灯》中引用）；其中紫外区与可见区部分（300nm－800nm）占62.2%，即3489MJ/m2。
第三步：依据GB/T 16422.2-1996，340nm辐照强度为0.50 W/ m2时，红外区与可见区部分 （300nm～800nm）辐照强度为550 W/m2；可计算出辐照时间为3489 X 10^6/550=6.344 X 10^6s，即6.344 X 10^6s/3600=1762h。依此计算方法，仅光照加速倍率约为5。由于自然老化并不是简单的辐照强度的叠加，只有在确定阳光是引起材料破环的主要因素且不能用其他方法确定试验时间时，才可以使用此计算方法模拟。
注：
W/m2是每平方米的功率
MJ/M2是每平方米得到的能量，两者不是一回事，不能换算
比如，
1W/m2，照射了1秒，就是1J/M2，
照射了1000000秒，就是1MJ/M2
如果还要追问UV荧光紫外与太阳辐射的对比，经过试验，经验数据大概就是抗UV cyclic 96h 0.63w/cm2与氙灯 144h 0.6w/cm2 颜色差不多一样，经验评估1.5倍左右，两者测试时间越长加速因子都越大，望大神指正。
