光老化不只是曬黑,揭秘紫外線對(duì)材料的無形摧殘
夏天一直在陽臺(tái)上晾著的塑料收納箱,去年還透亮結(jié)實(shí),今年卻稍微一碰就碎了一角
去年跟風(fēng)買的白T恤,今年拿出來愣是看不出原來的顏色,上面還起了一片片的硬斑
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這背后有一個(gè)看不見的隱形殺手在暗暗搞鬼——紫外線,紫外線的“殺傷力”絕不局限于把人曬傷。紡織品會(huì)褪色脆化、塑料會(huì)發(fā)黃碎裂、車漆會(huì)失去光澤——這些日常材料的壽命終結(jié),都是紫外線引發(fā)的光老化降解。

今天我們就來科普一下,紫外線究竟怎樣在我們的眼皮底下把看似牢固耐用的材料一步步殺死。
一、老化是從分子層面開始的毀滅
搞清楚這個(gè)問題之前,我們先要觸及到最微觀的化學(xué)層面。
絕大多數(shù)的日常用品,比如塑料瓶、衣服纖維、汽車表面的油漆都是由極長極長的高分子分子鏈組成的,就想象成一條由無數(shù)個(gè)小環(huán)扣起來的長長鏈條。而紫外線中的高能光子,就像一把看不見卻能穿透防線的等離子焊切槍。

材料吸收紫外線后,長分子鏈會(huì)被光子切斷形成自由基(引發(fā)),然后自由基迅速與空氣中的氧氣結(jié)合(增殖),再進(jìn)一步引發(fā)分子鏈交聯(lián)或斷裂(鏈支化),最終導(dǎo)致材料外觀和性能不可逆劣化——這便是業(yè)內(nèi)常說的光老化四步曲。
日常生活中,不同材料的表現(xiàn)各不相同。比如塑料(PP/PE/ABS)容易發(fā)黃、脆裂,嚴(yán)重時(shí)表面一碰就粉化;橡膠則變硬開裂,彈性全失;涂料涂層則表現(xiàn)為褪色失光、起皮剝落。
其中,短波紫外線能量,是引發(fā)材料降解的核心,中波紫外線能量雖低,但在陽光中占比更高,會(huì)持續(xù)加速老化進(jìn)程,它們一個(gè)負(fù)責(zé)突破防線,一個(gè)負(fù)責(zé)持續(xù)消耗,配合得相當(dāng)默契。
生活中的真實(shí)老化病案
塑料制品發(fā)黃變脆
在夏天,停放在室外的電動(dòng)車車燈罩或者塑料外殼,紫外線照射一段時(shí)間后,你會(huì)看到其表面變得又脆又黃,輕輕用指甲就能戳下一層殼。

這正是紫外線中的高能粒子,破壞了塑料長鏈的柔韌性,使其在分子層面變硬、變脆并同時(shí)改變了材料表面光的折射率而發(fā)黃的緣故。
這就解釋了為什么我們常看到很多人買來新車之后會(huì)先去貼膜鍍晶或者披上車衣——實(shí)際上不但是防劃痕,期的這一波硬防曬,是在扎扎實(shí)實(shí)的幫車輛抵御來自非金屬配件部分的紫外線侵襲。
衣服耐洗不耐曬
白襯衫掛在陽臺(tái)暴曬幾天,居然白里透黃,事實(shí)上,深色或黑色的深色顏色會(huì)吸收更多的紫外線熱量,并以熱能形式促進(jìn)局部分子鏈加速震蕩分解,最后不僅是布料褪色,纖維本身也同時(shí)喪失了原本的彈性和柔韌性。
紫外線對(duì)衣料的光損傷不僅使染料發(fā)色團(tuán)分子降解,顏色暗淡發(fā)舊失去原本鮮艷的光澤,同時(shí)也制造出令肉眼感到發(fā)僵、硬邦邦的硬殼化手感,穿在身上的舒適感直線下降。
汽車與戶外用品
前幾年路邊停車暴曬的慘痛教訓(xùn)相信很多都深有體會(huì)——長期海風(fēng)吹、暴曬的汽車,不僅車漆光澤變得黯淡磨砂,車子的內(nèi)飾塑料結(jié)構(gòu)甚至室內(nèi)的真皮座椅都變脆了,容易出現(xiàn)無法修復(fù)的褶裂紋。
紫外測試:制造行業(yè)的品質(zhì)防線
紫外老化測試會(huì)像一道品質(zhì)防線深深植入所有制造行業(yè),現(xiàn)實(shí)環(huán)境中材料的自然老化過程極其漫長,通常需要數(shù)年之久,現(xiàn)在業(yè)界的通用做法是采用專業(yè)的紫外加速老化試驗(yàn)設(shè)備,在實(shí)驗(yàn)室里通過高強(qiáng)度紫外燈和冷凝濕氣,幾天或幾周內(nèi)便可以模擬重現(xiàn)戶外數(shù)月甚至數(shù)年的老化危害。
多數(shù)人都認(rèn)為陽光、暴曬僅僅和高溫炎熱相關(guān),但老化的元兇卻是看不見的紫外線電磁波。專業(yè)級(jí)別的紫外老化測試技術(shù)就是檢測和定性評(píng)判這一隱形威脅的手段,用以保證我們每天接觸到的大到戶外高壓電網(wǎng)絕緣瓷瓶、小到家用戶外折疊桌椅等品類的質(zhì)量和長期安全。
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