1 、引言
實(shí)驗(yàn)室人工加速試驗(yàn)項(xiàng)目繁多，幾乎可以模擬材料可能經(jīng)受的任何一種環(huán)境，具有可重復(fù)再現(xiàn)、可控制，特別是快速獲得試驗(yàn)結(jié)果的優(yōu)點(diǎn)。但是實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)以單因素為主，綜合因素較少。
影響材料老化的環(huán)境因素有很多，主要有光老化、氧氣、溫度、濕度、鹽霧、霉菌等，實(shí)驗(yàn)室單因素模擬的環(huán)境試驗(yàn)，對(duì)材料的影響結(jié)果與實(shí)際真實(shí)結(jié)果還存在一定程度的偏離，試驗(yàn)結(jié)果的相關(guān)性不夠理想。
自然環(huán)境試驗(yàn)獲得的結(jié)果具有較高的真實(shí)性，因此世界上很多國(guó)家都在開展自然環(huán)境試驗(yàn)，在材料試驗(yàn)中得到普遍應(yīng)用。但自然環(huán)境試驗(yàn)具有明顯的缺點(diǎn)，一般需要較長(zhǎng)時(shí)間才能獲得試驗(yàn)結(jié)果，加速性較差。國(guó)際上都在致力于研究新的試驗(yàn)方法，以求既能更快速地獲得結(jié)果，同時(shí)又能確保結(jié)果與實(shí)際的一致性。本文研究的光老化-鹽霧復(fù)合試驗(yàn)新方法，正是基于這種目的。
2 光老化-鹽霧復(fù)合試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.1 光老化光源的選擇
目前人工光源有很多種，圖1是常用的氙弧燈和紫外燈與自然太陽(yáng)光的光譜比較。從輸出光譜與自然太陽(yáng)光的匹配性、光源的穩(wěn)定性以及壽命來(lái)看，氙弧燈無(wú)疑是目前相對(duì)適宜的人工光源，因此本文選擇氙弧燈作為復(fù)合試驗(yàn)方法的光源。
2.2 鹽霧的選擇
鹽霧試驗(yàn)主要分為中性鹽霧試驗(yàn)和酸性鹽霧試驗(yàn)，在自然界中中性鹽霧環(huán)境更常見，因此本文選擇中性鹽霧環(huán)境作為復(fù)合試驗(yàn)方法的研究對(duì)象。
2.3 鹽環(huán)境因素綜合/組合方式
有機(jī)材料主要經(jīng)受光老化、鹽霧、溫濕度變化等影響，其中起主要作用的是光老化、溫度和濕度。本文將光老化和鹽霧環(huán)境組合在一起，在光老化階段，既有太陽(yáng)光照射，同時(shí)又施加了高溫；在鹽霧階段，不僅存在鹽霧的作用，同時(shí)還包含了濕熱、凝露、溫度變化的影響。這種綜合/組合方式將自然界中太陽(yáng)光照射的干濕和暗周期交替，鹽霧的干濕交替、溫濕度變化綜合/組合在一起，更接近自然環(huán)境的真實(shí)情況。
2.4 光老化-鹽霧復(fù)合試驗(yàn)剖面
根據(jù)國(guó)內(nèi)外的有關(guān)文獻(xiàn)資料和本文作者前期的試驗(yàn)和技術(shù)成果積累，本文設(shè)計(jì)了光老化-鹽霧復(fù)合試驗(yàn)剖面（1個(gè)循環(huán)為24 h），見圖2。
3、復(fù)合試驗(yàn)新方法與標(biāo)準(zhǔn)方法的試驗(yàn)對(duì)比分析
為了驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)的光老化-鹽霧復(fù)合試驗(yàn)方法的效果，在西沙永興島開展了1年的戶外自然大氣暴露試驗(yàn)，并選擇有代表性的標(biāo)準(zhǔn)方法GJB 150.7A試驗(yàn)、GB/T 16422.2試驗(yàn)和本文設(shè)計(jì)的光老化-鹽霧復(fù)合試驗(yàn)方法分別進(jìn)行了60 d試驗(yàn)，比較這些試驗(yàn)方法與戶外自然大氣暴露試驗(yàn)的相關(guān)性與加速性。
3.1 試驗(yàn)樣品
本文選擇了戶外常用的8種有機(jī)涂層樣品：樣品1#：LF21-Y2 H.DY/T.A04-81 中灰，樣品2#：LF5-Y2 H.DY/T.B96 軍綠，樣品3#：LF21-Y2 H.DY/T.T90黑色，樣品4#：ST12-氟涂料B，樣品5#：ST12 DZ7.DC/T.B9625 軍綠，樣品6#：10＃-DZN7.DC/T.T90黑色，樣品7#：環(huán)氧玻纖板－T.B9625 軍綠，樣品8#：10#- DZn7.DC/T.A04-81中灰。
3.2 試驗(yàn)結(jié)果

西沙戶外自然大氣暴露試驗(yàn)、光老化-鹽霧復(fù)合試驗(yàn)、GJB 150.7A試驗(yàn)和GB/T 16422.2試驗(yàn)的結(jié)果分別見下表1、表2、表3和表4。

3.2.1 相關(guān)性分析

西沙戶外自然大氣暴露試驗(yàn)、光老化-鹽霧復(fù)合試驗(yàn)、GJB 150.7A試驗(yàn)和GB/T 16422.2試驗(yàn)的光澤度保留率變化趨勢(shì)分別見下圖3。

圖3：西沙戶外自然大氣暴露試驗(yàn)-光澤度保留率變化（左上）；光老化-鹽霧復(fù)合試驗(yàn)-光澤度保留率變化（右上）；GJB150.7A試驗(yàn)-光澤度保留率變化（左下）；GB/T 16422.2試驗(yàn)-光澤度保留率變化（右下）
直觀比較西沙戶外自然大氣暴露試驗(yàn)、光老化-鹽霧復(fù)合試驗(yàn)、GJB 150.7A試驗(yàn)和GB/T 16422.2試驗(yàn)的光澤度保留率變化曲線，其變化趨勢(shì)都趨于一致，即相關(guān)性都比較高。
本文再采用Spearman秩相關(guān)系數(shù)R進(jìn)行相關(guān)性定量分析。Spearman的秩相關(guān)系數(shù)R屬于非參數(shù)線性相關(guān)分析，R的計(jì)算公式如下：

n：為樣品數(shù)量；di：秩差平方。R越接近1，說(shuō)明其相關(guān)性越高。

3.2.2 加速性分析

本文采用加速轉(zhuǎn)換因子ASF進(jìn)行加速性的定量分析，ASF越大，加速性就越高。

4、結(jié)論
綜合分析上述試驗(yàn)結(jié)果，可以得到以下結(jié)論：
1.光老化-鹽霧復(fù)合試驗(yàn)方法、GJB150.7A和GB/T16422.2與西沙戶外自然大氣暴露試驗(yàn)的相關(guān)系數(shù)R都大于0.9，均具有較高的相關(guān)性。
2.按相關(guān)系數(shù)R大小排序，光老化-鹽霧復(fù)合試驗(yàn)的相關(guān)系數(shù)R，GB/T16422.2次之，為0.939，GJB150.7A小。
3.從相關(guān)性的角度來(lái)看，光老化-鹽霧復(fù)合試驗(yàn)方法優(yōu)于GB/T16422.2和GJB150.7A。
4.光老化-鹽霧復(fù)合試驗(yàn)方法、GJB150.7A和GB/T16422.2的ASF都大于5，說(shuō)明三種方法的加速性都比較大。
5.按加速轉(zhuǎn)換因子ASF大小排序，光老化-鹽霧復(fù)合試驗(yàn)方法， GB/T 16422.2次之，為5.84，GJB 150.7A小。
6.在同一種試驗(yàn)方法中，不同材料呈現(xiàn)不同的加速性。
7.本文設(shè)計(jì)的光老化-鹽霧復(fù)合試驗(yàn)方法，體現(xiàn)了自然光的光照和暗周期交替、鹽霧的干濕交替、溫度變化、濕度變化等組合和綜合效應(yīng)，綜合相關(guān)性與加速性結(jié)果，本文設(shè)計(jì)的光老化-鹽霧復(fù)合試驗(yàn)優(yōu)于GB/T 16422.2和GB 150.7A，比目前傳統(tǒng)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)更適用于南海熱帶海洋環(huán)境。