隨著聚乙烯罩袋在國際貨運及倉儲中應(yīng)用的普及，其在使用過程中遇到的老化問題引起了越來越多用戶及生產(chǎn)廠家的重視。為滿足使用需要，通?？蛻粢笳执趹敉庾匀粭l件下曝露12 個月后仍能保持一定的牢固強度，在通常外力作用下不會輕易破裂?！秶H海遠危險貨物規(guī)則》也明確地要求柔性大宗包裝應(yīng)足以抵抗由于紫外線等而造成的自然氣候曝露。戶外曝露的聚乙烯性能的變差是由于太陽光中的短波輻射引起的，通過遮蓋和屏蔽可以有效的防止聚乙烯對太陽能的吸收。為了防止或降低光氧老化作用，可在聚乙烯中添加具有蔽光作用的穩(wěn)定劑，如炭黑或紫外線吸收劑。但通常廠家很難確定添加多少量的炭黑或紫外線吸收劑就能符合客戶的要求。市場上具有遮蓋和屏蔽作用的炭黑或紫外線吸收劑的價格一般在幾萬元一噸，且種類繁多。就添加何種添加劑，添加比例多少到能達到客戶要求，仍然缺乏一套行之有效的方法。尋找行之有效的人工加速老化測試與計算方法對聚乙烯罩袋的耐老化性能的評估勢在必行。
一、聚乙烯老化機理
由于本身分子結(jié)構(gòu)和聚合物中所含微量雜質(zhì)等內(nèi)因，以及受大氣環(huán)境和成型加工條件等外因的影響，聚乙烯會發(fā)生光氧老化。這種老化反應(yīng)按自由基鍵式的反應(yīng)機理進行，其結(jié)果會導(dǎo)致以聚乙烯發(fā)生降解反應(yīng)為主的、不可逆的化學(xué)反應(yīng)，從而使其性能減弱、甚至失去使用價值。聚乙烯受太陽光中的紫外線照射作用和空氣中氧的作用，其分子中的羰基含量會增加，并發(fā)生光氧老化。這種光氧老化通常是在常溫下進行的，結(jié)果可使聚乙烯分子解聚，并生成一部分支鏈體型結(jié)構(gòu)。

二、老化測試的分類
老化測試主要分為兩大類：自然氣候曝露與人工加速老化測試。自然氣候曝露是將聚乙烯產(chǎn)品直接置于自然環(huán)境中經(jīng)受各種氣候因素的綜合作用，觀測其性能隨時間變化。自然氣候曝露的缺點是：曝露試驗場有嚴格的條件限制、周期長、結(jié)果再現(xiàn)性差，不同年份、不同地區(qū)氣候條件的差異可導(dǎo)致測試結(jié)果的不可比性，難以滿足日益增長的應(yīng)用需要；人工加速老化測試強化了自然氣候中能引起老化的重要因素，試驗條件可控，測試結(jié)果再現(xiàn)性強，且縮短了測試周期。國際標準化組織（ISO）主要推薦使用碳弧燈、熒光紫外燈、氙弧燈3 種光源進行人工加速老化。太陽輻射光譜中，大約50%的能量在可見光區(qū)，7%在紫外光區(qū)，43%在紅外光區(qū)。太陽光在照射到地球表面的過程中，經(jīng)過大氣阻擋，到達地面的太陽輻射能量會比大氣上界小。紫外光、可見光和紅外線在真空中的波長范圍分別是：6～400、400~770nm、770nm～0.3m。紫外光區(qū)又分為UV- A、UV- B 和UV- C。其中，UV- A的波長范圍為315~400nm，UV- B的波長范圍為280~315nm，UV-C 為波長小于280nm 的輻照。熒光紫外燈發(fā)射的紫外線能量較自然日光有所增加，同時還帶有在地球表面測量時自然日光中沒有的輻射能量，而這部分能量會引起非自然的破壞。雖然熒光紫外燈的加速倍率高，但熒光紫外燈固有的缺陷會導(dǎo)致得出不可靠的結(jié)果。因此，熒光紫外燈對白然日光的模擬性較差。
碳弧燈光譜能量分布也較接近于太陽光，但在370～390nm 的波長范圍內(nèi)紫外線集中加強，模擬性不及氙燈。在加速倍率方面，碳弧燈介于氙燈及紫外燈之間。氙弧燈發(fā)出的光譜能量較接近完整的太陽光譜，包括紫外線（UV）、可見光和紅外線（IR）。氙燈弧在1000~1200nm 近紅外區(qū)存在很強的輻射峰，產(chǎn)生大量熱。因此，需要選擇合適的冷卻裝置將這部分能量帶走。一般水冷式的冷卻效果優(yōu)于風冷式。
三、氙燈老化測試與拉伸測試
試驗采用平板式氙燈試驗箱、日光Q 型過濾器。試驗箱頂部安裝有多個水冷氙燈管，過濾器置于燈管下部。試驗箱頂部和側(cè)部均裝有反射系統(tǒng)以增強輻照度的均勻性。測試樣品安放在燈管下方的樣品托盤上。托盤略微小角度傾斜，以方便使水流走。為獲得準確的、重復(fù)性好的測試結(jié)果，試驗箱帶有控制光線強度（輻照度）、黑標溫度和相對濕度的控制系統(tǒng)。光強的改變會影響材料損壞的速度，而光譜能量分布的改變則會影響材料的降解速度和類型。測試標準采用ISO4892- 2氙弧燈老化測試方法A中經(jīng)常用的第1個循環(huán)，控制波長在340nm 的輻照度為0.51±0.02 W·m-2。每120min 為一個循環(huán)，其中：干燥102min，噴淋18min。干燥時對溫度和相對濕度進行控制：黑標溫度65±3℃、測試室環(huán)境溫度38±3℃、相對濕度50±10%。輻照度（輻照強度）Irradiance，是指單位時間單位面積上所接受的某波長或某波長通帶內(nèi)的輻射能量，用E 表示，單位為W·m- 2。輻照量Radiant，是指輻照度的時間積分，用H 表示，單位為J·m- 2。輻照度與輻照量的換算關(guān)系如式1 所示：
H= E×3.6 t（1）式中H：輻照量，kJ·m- 2；E：輻照度，Wm-2；3.6：換算常數(shù)；t：光照時間，h。采用日光Q 型過濾器時，340nm 處輻照度的設(shè)定值為0.51W·m- 2。由表1 可知，300~800nm 波長范圍內(nèi)，與該輻照強度對應(yīng)的單位時間（h）輻照量為2120.4kJ·m- 2。氙燈老化測試總計持續(xù)1000h，其中，每隔250h根據(jù)ISO527塑料抗拉性能的測定標準測試試樣分別在橫向和縱向的拉伸強度及斷裂伸長率，并計算拉伸強度保持率。拉伸測試的拉伸速率500mm·min- 1，夾具間距50mm，試樣寬度25mm。http://m.zhdtlyjq.com