To pytanie wydaje się proste, ale jest oparte na błędnych założeniach. Generalnie osoba zadająca pytanie zamierza wziąć strumień światła aparatu badawczego (wyrażone w Langley, dżulach lub watach/m2) i podzielić ją przez intensywność światła słonecznego z zewnątrz, aby uzyskać magiczny czynnik konwersji godzin z przyspieszonego badania na lata ekspozycji w warunkach naturalnych. Niestety, nie ma właściwego matematycznego sposobu wykonania takiego obliczenia, bo to sprzeczne z najbardziej podstawowymi zasadami przyspieszonego starzenia. (Nie wspominając, że z definicji Langley odnosi się tylko do słońca, a nie do innych źródeł światła.) Wynik takiego obliczenia jest w najlepszym przypadku bez sensu, a w najgorszym całkowicie mylący.
Jednym z powodów nieprawidłowości tych obliczeń jest to, że nie uwzględniają wpływu długości fali. Tym, co określa miarę fotodegradacji, nie jest całkowita dawka światła w dżulach, raczej jak te dżule są rozmieszczone w stosunku do długości fali. Dżul światła UV (krótka długość fali), na przykład, może być bardziej szkodliwy niż dżul światła widzialnego lub promieniowania podczerwonego (większa długość fali), w zależności od materiału, który jest badany.
Ponadto, ilość UV w świetle słonecznym zmienia się trochę, co może mieć ogromny wpływ na starzenie próbek. Langley i dżul nie odzwierciedlają znacznych różnic w promieniowaniu słonecznym UV, które występują z sezonu na sezon, z dnia na dzień, w rzeczywistości, z godziny na godzinę. Z tego względu, wiele badań wykazało, że w kolejnych ekspozycjach w warunkach naturalnych, gdzie odtworzone próbki otrzymały taką samą ekspozycję w Langley, może być nawet 7:1 wariacji w liczbie powstałych uszkodzeń. Innymi słowy, Langley jest zbyt niespójny, aby był stosowany, jako średnia miara ekspozycji w warunkach naturalnych. Wniosek jest jasny: Langley może mieć wiele zastosowań, ale na pewno nie w dziedzinie badań starzeniowych.
Nawet pomiary całkowitego promieniowania UV (TUV), takie jak "UV Langley" lub "UV joule", mogą być mylące, ponieważ to samo rozumowanie ma zastosowanie: w UV, krótszej długości fale na ogół powodują szybszą degradację trwałych materiałów.
Oto przykład błędnych wniosków, które można uzyskać korzystając z Langley, dżuli, a nawet całkowitego promieniowania UV (TUV) do oceny przyspieszonych badań starzenia. Aparat badawczy QUV może korzystać z dwóch rodzajów lamp: lampy UV-A o szczytowej emisji przy długości fali 340 nm, lub lampy UV-B o szczytowej emisji przy długości fali 313 nm. Lampy UV-A wytwarzają więcej dżuli (i więcej dżuli UV), niż lampa UV-B. Czyż nie jest uzasadniony wniosek, że lampy UV-A spowodują szybszą degradację? Nie zawsze. Wiele materiałów ulegnie degradacji wolniej z lampami UV-A, bo fale UV, które wytwarzają to fale dłuższe. W komorze testowej Q-SUN, znajdziesz te same zmiany, w zależności od wykorzystywanych filtrów. ed.
Innym powodem, dla którego nie można porównać intensywności światła z komory Q-SUN lub QUV z promieniowaniem słonecznym jest to, że takie działanie całkowicie ignoruje wpływ wilgoci. Uważamy, że w przypadku wielu materiałów, wpływ deszczu i rosy jest ważniejszy niż wpływ promieniowania słonecznego. Często jest to prawdą, nawet dla zjawisk, takich jak utrata połysku i zmiana koloru, które czasami są uważane za zmiany wywołane promieniowaniem UV. Jeżeli nie bierzesz pod uwagę wilgoci, prawdopodobnie nie możesz wymyślić magicznego współczynnika konwersji.
Ostatecznie, obliczenia konwersji w oparciu o natężenie światła jest niewłaściwe, ponieważ nie uwzględnia wpływu temperatury. Możliwe jest, aby wybrać szeroki zakres temperatur w urządzeniu do przyspieszonego badania i jest możliwe wybranie szerokiego zakresu temperatur ekspozycji zewnętrznej. Temperatura ma duży wpływ na szybkość fotodegradacji. Obserwujemy w naszych przyspieszonych badaniach, że w niektórych przypadkach wzrost temperatury badania o 10°C może podwoić prędkość degradacji.
Po więcej informacji, zobacz biuletyn techniczny
LU-8030 - Błędy spowodowane użyciem dżuli badaniach w laboratorium i ekspozycji w warunkach naturalnych.