ASTMD5208-01可光降解塑料的荧光紫外线曝晒标准操作规则

本操作规则见于美国国家标准ASTM书序号D5208；书序号之后的数字表示该操作规则最先被采用的年份，或者表示该操作规则最新的修订本出版的时间。括号中的数字表示该操作规则最新被审定的年份。上标ε表示自上一版或上一审定的编辑改动。 1. 范围*

1.1 本操作规则涵盖了ASTM的 G151和G154这两个标准中有关可光降解塑料荧光紫外线曝晒的具体标准

操作规则，而且还包含了相关实验材料的准备过程和实验结果的分析。

注释 1——本操作规则原先的版本曾涉及G53操作规则中所介绍的荧光紫外线仪器。目前G53操作规则已经被G151和G154这两个操作规则所取代，其中G151操作规则中介绍了采用实验室光源的所有曝晒仪的性能标准，而G154 操作规则则规定了荧光紫外线仪对非金属曝晒材料的要求。 1.2 ASTM的D4329标准中介绍了长期用于室外使用的塑料的荧光紫外线曝晒情况。 1.3 以SI单位制所表示的数值为标准，括号中的其它单位制的数值仅供参考。

1.4 本操作规则并不能涵盖其在使用中所可能出现的所有安全问题。本操作规则的使用者有责任确立安全

而健康的操作规则，并且在使用前确定标准中各规则的适用性。 注释2——目前还没有与本操作规则相对应的ISO标准。 2. 参考文献 2.1 ASTM标准：

D3826 采用拉力试验测定可降解聚烯烃降解终点的操作规则2 D3980实验室间油漆及其相关材料测试的操作规则3 D5870计算塑料性能保留指数的操作规则4

E691实验室间对某实验方法精密度测定研究的操作规则5 G53用光或水曝晒仪测定非金属材料曝晒的操作规则6 G113关于非金属材料天然及人工风化试验的术语7 G141关于确定非金属材料在曝晒试验中可变性的指南7

G147经处理使非金属材料达到天然及人工风化试验规定的操作规则7 G151借助应用实验室光源的加速试验仪对非金属材料进行曝晒的操作规则7 G154采用荧光仪器对非金属材料进行紫外线曝晒的操作规则7 G169风化试验的基本统计方法应用指南7 3. 术语

3.1 在G113中定义的术语均适用于本操作规则。

4. 意义及应用

4.1以可光降解塑料为原料制成的各种材料，在使用过后可暴露于阳光、热量、水的环境中而表现出相对较快的化学、物理和机械降解性能。本操作规则的目的即在于推测当材料成为垃圾后，所在环境因素（包括阳光、水分、热量效应在内）下的性能改变。在本操作规则中所采用的曝晒并不能模拟由于地方性气候现象，如大气污染、生物侵袭和盐水浸润，所造成的降解。

4.2 注意——当实际操作中的条件不符合本操作规则所限定的标准时，应对所得结果进行修正。因此，除非有报告表明试验条件与本操作规则中第9部分所介绍的具体操作条件相一致，否则本操作规则并不能被 参考使用。关于由本操作规则所得到结果使用的具体注意事项，请参考G151操作规则。

注释3——关于实验室加速曝晒试验的设计、实施和数据分析的可变性来源以及针对这些可变性的更多信息，请参阅G141指南。

4.3 在对试验样品进行测试的同时，用一种已知表现的相似材料（参照组）的曝晒作为比较标准。采用一组

参照来保证试验材料的稳定性，有利于提高不同实验室的一致性。推荐对每一种待测定的材料至少进行3次以上的曝晒试验，从而便于对结果进行统计分析。

4.4 试验结果有赖于按照G154操作规则操作仪器的仔细程度。重要的影响因素包括直流电压的稳定程度、

仪器操作的室温、温度控制以及灯的状况和使用年限。 5. 仪器

5.1 本操作规则要求使用G151和G154两操作规则所规定的荧光紫外线仪。 5.2 荧光紫外线仪灯的光谱能量分布需符合G154操作规则中对UVA 340灯的要求。 5.3 试验测量室的位置

5.3.1 将仪器置于温度介于18℃-27℃(65℉-80℉)之间的地方。并从距离仪器测量室门最远不超过

150mm(6in.)的位置测量环境温度。因为下面的仪器所产生的热量会影响上方仪器的运行，所以当两台仪器摞放在一起时，对环境温度的控制尤其重要。

5.3.2 将仪器置于距离墙壁或其它仪器至少300mm远的地方。禁止将仪器放于靠近热源的地方，比如烤炉

等。

5.3.3 对仪器放置的房间进行通风以驱除热量和潮气。 6. 试验样品

6.1 待曝晒样品的大小和形状是由用于评估材料曝晒效应的特定试验方法的具体情况所决定的；而试验方

法是由相关的参与者所决定的。在实际情况中，推荐使用大小与曝晒仪的材料室和支架相适应的样 品。除非提供有试验数字部分的特定背境，否则应该使样品由于测量室支持所遮盖的部分达到最小。 这种未被曝晒的表面不能用作试验区部分。

6.2 对于绝缘材料的样品，例如泡沫，样品的最大厚度为20mm以便有足够的热量作用。

6.3 为获得坚韧度，将柔软的样品贴附于厚度达0.635mm(0.025in.)的铝垫板。建议使用铝合金为5052，6061

或3003。

6.4 粘合样品中大于2mm的洞以及不规则形状样品中大于1mm的开口，从而防止水压的流失。将多孔样

品附着在作为压力屏障的铝制固体垫片上。

6.5 除了其它特殊情况以外，每次试验的样品和参照材料至少要重复曝晒3次。

6.6 在曝晒前、曝晒中、以及曝晒后，都要遵从G147操作规则中所介绍的操作步骤。在G147中规定了

试验样品、参照、参考材料的鉴定、处理和标准化。

6.7 为了在仪表盘上显示出不同曝晒时间的效果，请不要遮住样品的表面。本方法也会导致一些错误的结果，

这是因为样品中被遮住的部分仍然会暴露在试验的温度和湿度下，这些因素都会对结果产生影响。 6.8 由于样品的厚度在很大程度上会影响试验的结果，试验组和对照组的样品只能允许在规定尺寸上下波动

10％。

6.9 对试验的所有材料均保留一份未曝晒的样品。

6.10样品再次放入曝晒仪进行其他的试验之前，需在仪器外放置24小时以上，以避免出现由于不间断试验

而导致所有材料产生相同结果的现象。所有间断的时间都应如本文第9部分介绍的那样记录在报告中。 注释4——由于样品的稳定程度也有可能随时间而改变，提醒使用者注意的是，在延长了曝晒时段或者由于试验允许的误差存在的条件下，曝晒样品与标准样品之间的差异可能并不正确。在任何情况下均推荐使用仪器测量。 7. 操作过程

7.1 当试验和参照样品并未完全填满样品支架时，用空面板填充剩余空间以保证测量室的试验条件。 7.2 特殊情况除外，应控制照射量为波长340nm，0.78±0.02W/(m2•nm)

注释5——在没有照射量控制的仪器中，50±3℃非绝缘的黑面板操作下，波长340nm时为0.78±0.12W/(m2•nm)。

7.3 特殊情况除外，采用以下任何一种试验程序，连续地操作仪器。

7.3.1 A操作过程——控制非绝缘黑色平板温度为50±3℃，紫外线下照射20小时。 控制非绝缘黑色平板温度为40±3℃，作用4小时。

7.3.2 B操作过程——控制非绝缘黑色平板温度为50±3℃，紫外线下照射4小时。 控制非绝缘黑色平板温度为40±3℃，作用4小时。

7.3.3 C操作过程——控制非绝缘黑色平板温度为50±3℃，紫外线下连续照射。

注释6——7.2以及操作过程A B C中所规定的数值和误差，仅代表了柜子中某处平衡条件下控制的数值，而并不能表明柜中所有位置该条件的一致性。ASTM委员会G03从事于这些误差的研究并对其一致性做出说明。

7.3.4 对曝晒后要进行毒性试验的材料应进行C操作过程，这一点非常关键，因为采用A和B操作过程将

会除去光化学降解的副产物。

7.4 特殊情况除外，重新排列样品如下，以减小由于温度和紫外灯光线不稳定而产生的效应。

7.4.1 至少每三天就要横向地重新排列样品，其方法是（1）将最右端的两个样品槽移到曝晒区的左端；（2）

再将其他样品槽均向右平移。

7.4.2 纵向地排列样品，从而使得样品槽中各样品在各纵向位置曝晒时间相同。例如，如果两个样品纵向紧

密相连，那么上下两种样品就应该在试验的中途交换位置。如果有四种样品纵向排列，那么这些样品就应当在试验过程中纵向重排三次。 7.5 对每种参比样品均应在报告中加以说明。 8. 曝晒时间和试验结果分析

8.1一般通用的某种标准或说明，如果要求在依本规则曝晒后的一段特定时间或者辐射曝晒后达到确定的性能水平，应将此特定的性能水平建立在循环法试验的结果基础上，通过循环法就能由曝晒和性能测定的试验过程来确定试验的可重复性。请依据操作规则E691或实验方法D3980来进行循环法试验，并提供一份有代表性的统计样本，该样本可来自任何能够正确操作曝晒和性能测试试验的实验室或组织。本规则精确度和偏差部分包含了一次循环法试验的结果。

8.1.1 两个或三个参与者之间的某种标准或说明，如果要求在依本规则曝晒后的一段特定时间或者辐射曝晒后达到确定的性能水平，应将此特定的性能水平建立在各实验室的两个相对独立的实验结果基础上，通过该法就能由曝晒和性能测定的试验过程来确定试验的可重复性。而后，曝晒/性能测试的过程就可用来确定一个可被各参与者接受的曝晒后性能最低水平。

8.2 如果依据本规则进行的曝晒试验，其结果的重复性并没有借循环法试验确定，则可以通过与参比材料的比较来确定该材料的性能要求。参比材料与实验材料应同时放在同一设备中曝晒。同时，有关参与者须采用协定的参比材料。

8.2.1 通过误差分析可以确定实验材料和参比材料之间是否存在显著的统计学差异。对实验样品和参比样品进行重复的曝晒试验，可以确定统计学中的显著差异。

注释7——费希尔对试验和参比样品的等级比较使用方法进行了详细说明。10 注释8——G169指南对材料比较的误差分析进行了举例说明。

8.3 在大多数情况下，有必要对试验和参比材料进行定期评估，由曝晒时间或辐射曝晒的效应以确定变化的大小及变化的趋势。

8.4 使材料性能产生一定的变化所需要的时间或辐射曝晒，可用来评估和评定材料的稳定性。这种方法比分析材料经任意一段曝晒时间或辐射曝晒后的改变更为常用。

8.4.1 在相应的各参与者一致同意的前提下，也可以使用分析材料经任意一段曝晒时间或辐射曝晒后的改变

的方法。

8.5 按照ASTM的相应规则，对曝晒试验的样品进行评估或确定其变化的大小。

8.5.1 当对可降解的聚乙烯和聚丙烯进行试验的时候，请依据操作规则D3826来确定降解的终点。 8.5.2 在本操作规则测定中，如果采用操作过程A曝晒超过250轻负荷并通过操作规则D3826来确定降解

的终点，那么，根据EPA 40 规章CFR 238部分，聚乙烯或聚丙烯材料并不被认为可被光降解。 注释9——对于某些材料来说，当将其样品从曝晒仪中取出后材料也会持续改变。这时应在某标准化的时间段或是相关参与者协定的时间段进行某种测量（包括目测或是仪器测量）。确定标准化时间段时应在试验前考虑试验条件。

8.6 通过误差分析法对参比和实验样品的结果进行比较。 9. 实验报告

9.1在报告中写出以下信息： 9.1.1曝晒仪的类型和型号，

9.1.2在曝晒试验之前荧光灯的使用年限，以及在曝晒过程中是否更换过灯管，

9.1.3如有必要，注明所测得的在单一波长下发光的照射量（ 单位W/(m2•nm)）和辐射能（单位J/(m2•nm)）。

在一个宽波段内做测试，如在波长为300-400nm，注明分光照度（单位W/ m2 ）和辐射曝露量（单位J/ m2 ），并详细注明所测的光谱波段。

9.1.3.1 除非在曝晒过程中就进行了直接的测试，否则不必注明分光照度和辐射曝露量。 9.1.4 间断的时间，

9.1.5 光和暗条件下水凝缩或湿度循环， 9.1.6 非绝缘黑色平板操作温度 9.1.7 如有要求，应标明操作时的湿度，

9.1.8 如果与7.3中所介绍的样品重排过程不同，须标明，

9.1.9 性能试验的结果。书写报告时应按照操作规则D5870来计算特有性能的保持力。 10. 精确度和偏差 10.1精确度

10.1.1按本操作规则所得的曝晒试验结果，其可重复性和再现性是由多种因素决定的，其中包括实验材料、所测材料的性能以及特定的试验条件和试验流程。依据本操作规则对产品进行说明时应特别注意曝晒试验/性能测试过程的可重复性。

10.1.2 E691操作规则介绍了循环法及其分析方法，依据循环法，表1说明了采用抗张伸长率对三种可降解的聚烯烃曝晒实验结果的可重复性。

注释10——在这种循环试验中，6个实验室对3种不同材料（该材料由2个实验室提供）进行曝晒试验。

每一参与的实验室对5种重复的样品进行曝晒试验。而后样品被送回原实验室进行拉力实验。关于循环法的完整介绍请与ASTM委员会D20关于塑料方面的负责人联系。 10.2偏差

10.2.1由于没有可供使用的标准风化参考材料，偏差是无法确定的。 11. 关键词

11.1 降解；曝晒；荧光紫外线；光曝晒；紫外线。 表1 循环法试验的结果

依据操作规则D3826测定抗张伸长率 试验材料 可重复性标准差 再现性标准差 ECOA ,未曝晒 ECO ,曝晒240hB white LL c ,曝晒24hB white LL ,曝晒240hB clear LL ,曝晒24hB clear LL ,曝晒240hB 平均值 sr 187 1.7 364.7 4 531.3 75.1 67.7 0.8 64.5 2.1 110.2 26.7 sR 185.5 1.1 110 4.6 110.2 152.7 189.6 2.3 180.6 5.8 308.5 74.8 519.5 3 308.1 12.8 308.5 427.5 可重复性极限值r 再现性极限值R A ECO材料为聚乙烯/一氧化碳的共聚物，该材料可在紫外线曝晒下降解。 B本曝晒试验循环法采用了本标准操作规则的操作过程A。

c LLPDE和 white LLDPE 是含添加剂的棕色低密度薄聚乙烯，该添加剂促进了光降解。Clear LLDPE 的颜色是天然的，而white LLDPE含有TiO2, 显白色。 有关标注：

*变更部分的摘要见本标准的最后部分。

1本标准操作规则 ASTM关于塑料方面的D20委员会，直接由关于环境降解塑料的子委员会 D20.96负责。目前的版本于2001年12月10日审评通过，于2002年2月出版。原先的版本为D5208-91, 已于2000年终止使用，重新命名为D5208-01。 2ASTM标准手册，卷08.02.

3已终止；见1997 ASTM标准手册，卷06.01. 4ASTM标准手册，卷08.03. 5ASTM标准手册，卷14.02.

6已终止；见2001 ASTM标准手册，卷14.04.

7ASTM标准手册，卷14.04.

8 Fischer, R., “Results of Round Robin Studies of light-and Water-Exposure Standard Practices,” Accelerated and Outdoor Durability Testing of Organic Materials, ASTM STP 1202, Warren D. Ketola and Douglas Grossman, Eds., American Society for Testing and Materials, Philadelphia, 1993

9 Ketol, W. , and Fischer, R. , “Characterization and Use of Reference Materials in Accelerated Durability Tests,” VAMAS Technical Report No.30.Available from NIST, Gaithersburg, MD.

10 Fischer, R., Ketol, W. , “Impact of Research on Development of ASTM Durability Testing Standards,” Durability Testing of Non-Metallic Materials, ASTM STP 1294, Robert Herling, Editor, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, 1995 变更摘要

本部分指出了本规则变动的位置。为方便读者，D-20协会着重强调了那些可能会影响本规则使用的变动。本部分将介绍规则变动的内容或变动的原因，或二者兼顾。 D 5208-01 ： (1) 重命名的标准 (2) 完全修订版本 ASTM D5208