本操作規則見于美國國家標準ASTM書序號D5208；書序號之后的數字表示該操作規則最先被采用的年份，或者表示該操作規則最新的修訂本出版的時間。括號中的數字表示該操作規則最新被審定的年份。上標ε表示自上一版或上一審定的編輯改動。

1.       范圍^*

1.1 本操作規則涵蓋了ASTM的 G151和G154這兩個標準中有關可光降解塑料熒光紫外線曝曬的具體標準操作規則，而且還包含了相關實驗材料的準備過程和實驗結果的分析。

注釋 1——本操作規則原先的版本曾涉及G53操作規則中所介紹的熒光紫外線儀器。目前G53操作規則已經被G151和G154這兩個操作規則所取代，其中 G151操作規則中介紹了采用實驗室光源的所有曝曬儀的性能標準，而G154 操作規則則規定了熒光紫外線儀對非金屬曝曬材料的要求。

1.2   ASTM的D4329標準中介紹了長期用于室外使用的塑料的熒光紫外線曝曬情況。

1.3   以SI單位制所表示的數值為標準，括號中的其它單位制的數值僅供參考。

1.4   本操作規則并不能涵蓋其在使用中所可能出現的所有安全問題。本操作規則的使用者有責任確立安全而健康的操作規則，并且在使用前確定標準中各規則的適用性。

注釋2——目前還沒有與本操作規則相對應的ISO標準。

2. 參考文獻

2.1 ASTM標準：

   D3826 采用拉力試驗測定可降解聚烯烴降解終點的操作規則²

   D3980實驗室間油漆及其相關材料測試的操作規則³

   D5870計算塑料性能保留指數的操作規則⁴

   E691實驗室間對某實驗方法精密度測定研究的操作規則⁵

   G53用光或水曝曬儀測定非金屬材料曝曬的操作規則⁶

   G113關于非金屬材料天然及人工風化試驗的術語⁷

   G141關于確定非金屬材料在曝曬試驗中可變性的指南⁷

   G147經處理使非金屬材料達到天然及人工風化試驗規定的操作規則⁷

   G151借助應用實驗室光源的加速試驗儀對非金屬材料進行曝曬的操作規則⁷

   G154采用熒光儀器對非金屬材料進行紫外線曝曬的操作規則⁷

   G169風化試驗的基本統計方法應用指南⁷

3. 術語

3.1 在G113中定義的術語均適用于本操作規則。

4. 意義及應用

4.1以可光降解塑料為原料制成的各種材料，在使用過后可暴露于陽光、熱量、水的環境中而表現出相對較快的化學、物理和機械降解性能。本操作規則的目的即在于推測當材料成為垃圾后，所在環境因素（包括陽光、水分、熱量效應在內）下的性能改變。在本操作規則中所采用的曝曬并不能模擬由于地方性氣候現象，如大氣污染、生物侵襲和鹽水浸潤，所造成的降解。

4.2 注意——當實際操作中的條件不符合本操作規則所限定的標準時，應對所得結果進行修正。因此，除非有報告表明試驗條件與本操作規則中第9部分所介紹的具體操作條件相一致，否則本操作規則并不能被參考使用。關于由本操作規則所得到結果使用的具體注意事項，請參考G151操作規則。

注釋3——關于實驗室加速曝曬試驗的設計、實施和數據分析的可變性來源以及針對這些可變性的更多信息，請參閱G141指南。 

4.3 在對試驗樣品進行測試的同時，用一種已知表現的相似材料（參照組）的曝曬作為比較標準。采用一組參照來保證試驗材料的穩定性，有利于提高不同實驗室的一致性。推薦對每一種待測定的材料至少進行3次以上的曝曬試驗，從而便于對結果進行統計分析。

4.4 試驗結果有賴于按照G154操作規則操作儀器的仔細程度。重要的影響因素包括直流電壓的穩定程度、儀器操作的室溫、溫度控制以及燈的狀況和使用年限。

5. 儀器

5.1 本操作規則要求使用G151和G154兩操作規則所規定的熒光紫外線儀。

5.2 熒光紫外線儀燈的光譜能量分布需符合G154操作規則中對UVA 340燈的要求。

5.3 試驗測量室的位置

5.3.1 將儀器置于溫度介于18℃-27℃(65℉-80℉)之間的地方。并從距離儀器測量室門最遠不超過150mm(6in.)的位置測量環境溫度。因為下面的儀器所產生的熱量會影響上方儀器的運行，所以當兩臺儀器摞放在一起時，對環境溫度的控制尤其重要。

5.3.2 將儀器置于距離墻壁或其它儀器至少300mm遠的地方。禁止將儀器放于靠近熱源的地方，比如烤爐等。

5.3.3 對儀器放置的房間進行通風以驅除熱量和潮氣。

6. 試驗樣品

6.1 待曝曬樣品的大小和形狀是由用于評估材料曝曬效應的特定試驗方法的具體情況所決定的；而試驗方

法是由相關的參與者所決定的。在實際情況中，推薦使用大小與曝曬儀的材料室和支架相適應的樣

品。除非提供有試驗數字部分的特定背境，否則應該使樣品由于測量室支持所遮蓋的部分達到最小。

這種未被曝曬的表面不能用作試驗區部分。

6.2 對于絕緣材料的樣品，例如泡沫，樣品的最大厚度為20mm以便有足夠的熱量作用。

6.3 為獲得堅韌度，將柔軟的樣品貼附于厚度達0.635mm(0.025in.)的鋁墊板。建議使用鋁合金為5052，6061或3003。

6.4 粘合樣品中大于2mm的洞以及不規則形狀樣品中大于1mm的開口，從而防止水壓的流失。將多孔樣

品附著在作為壓力屏障的鋁制固體墊片上。

6.5 除了其它特殊情況以外，每次試驗的樣品和參照材料至少要重復曝曬3次。

6.6 在曝曬前、曝曬中、以及曝曬后，都要遵從G147操作規則中所介紹的操作步驟。在G147中規定了

試驗樣品、參照、參考材料的鑒定、處理和標準化。

6.7 為了在儀表盤上顯示出不同曝曬時間的效果，請不要遮住樣品的表面。本方法也會導致一些錯誤的結果，這是因為樣品中被遮住的部分仍然會暴露在試驗的溫度和濕度下，這些因素都會對結果產生影響。

6.8 由于樣品的厚度在很大程度上會影響試驗的結果，試驗組和對照組的樣品只能允許在規定尺寸上下波動10％。

6.9 對試驗的所有材料均保留一份未曝曬的樣品。

6.10樣品再次放入曝曬儀進行其他的試驗之前，需在儀器外放置24小時以上，以避免出現由于不間斷試驗而導致所有材料產生相同結果的現象。所有間斷的時間都應如本文第9部分介紹的那樣記錄在報告中。

注釋4——由于樣品的穩定程度也有可能隨時間而改變，提醒使用者注意的是，在延長了曝曬時段或者由于試驗允許的誤差存在的條件下，曝曬樣品與標準樣品之間的差異可能并不正確。在任何情況下均推薦使用儀器測量。

7. 操作過程

7.1 當試驗和參照樣品并未完全填滿樣品支架時，用空面板填充剩余空間以保證測量室的試驗條件。

7.2 特殊情況除外，應控制照射量為波長340nm，0.78±0.02W/(m²•nm)

注釋5——在沒有照射量控制的儀器中，50±3℃非絕緣的黑面板操作下，波長340nm時為0.78±0.12W/(m²•nm)。

7.3 特殊情況除外，采用以下任何一種試驗程序，連續地操作儀器。

7.3.1 A操作過程——控制非絕緣黑色平板溫度為50±3℃，紫外線下照射20小時。

                           控制非絕緣黑色平板溫度為40±3℃，作用4小時。

7.3.2 B操作過程——控制非絕緣黑色平板溫度為50±3℃，紫外線下照射4小時。

                           控制非絕緣黑色平板溫度為40±3℃，作用4小時。

7.3.3 C操作過程——控制非絕緣黑色平板溫度為50±3℃，紫外線下連續照射。

注釋6——7.2以及操作過程A  B  C中所規定的數值和誤差，僅代表了柜子中某處平衡條件下控制的數值，而并不能表明柜中所有位置該條件的一致性。ASTM委員會G03從事于這些誤差的研究并對其一致性做出說明。

7.3.4  對曝曬后要進行毒性試驗的材料應進行C操作過程，這一點非常關鍵，因為采用A和B操作過程將會除去光化學降解的副產物。

7.4 特殊情況除外，重新排列樣品如下，以減小由于溫度和紫外燈光線不穩定而產生的效應。

7.4.1  至少每三天就要橫向地重新排列樣品，其方法是（1）將最右端的兩個樣品槽移到曝曬區的左端；（2）再將其他樣品槽均向右平移。

7.4.2  縱向地排列樣品，從而使得樣品槽中各樣品在各縱向位置曝曬時間相同。例如，如果兩個樣品縱向緊密相連，那么上下兩種樣品就應該在試驗的中途交換位置。如果有四種樣品縱向排列，那么這些樣品就應當在試驗過程中縱向重排三次。

7.5 對每種參比樣品均應在報告中加以說明。

8. 曝曬時間和試驗結果分析

8.1一般通用的某種標準或說明，如果要求在依本規則曝曬后的一段特定時間或者輻射曝曬后達到確定的性能水平，應將此特定的性能水平建立在循環法試驗的結果基礎上，通過循環法就能由曝曬和性能測定的試驗過程來確定試驗的可重復性。請依據操作規則E691或實驗方法D3980來進行循環法試驗，并提供一份有代表性的統計樣本，該樣本可來自任何能夠正確操作曝曬和性能測試試驗的實驗室或組織。本規則精確度和偏差部分包含了一次循環法試驗的結果。

8.1.1 兩個或三個參與者之間的某種標準或說明，如果要求在依本規則曝曬后的一段特定時間或者輻射曝曬后達到確定的性能水平，應將此特定的性能水平建立在各實驗室的兩個相對獨立的實驗結果基礎上，通過該法就能由曝曬和性能測定的試驗過程來確定試驗的可重復性。而后，曝曬/性能測試的過程就可用來確定一個可被各參與者接受的曝曬后性能最低水平。

8.2 如果依據本規則進行的曝曬試驗，其結果的重復性并沒有借循環法試驗確定，則可以通過與參比材料的比較來確定該材料的性能要求。參比材料與實驗材料應同時放在同一設備中曝曬。同時，有關參與者須采用協定的參比材料。

8.2.1  通過誤差分析可以確定實驗材料和參比材料之間是否存在顯著的統計學差異。對實驗樣品和參比樣品進行重復的曝曬試驗，可以確定統計學中的顯著差異。

注釋7——費希爾對試驗和參比樣品的等級比較使用方法進行了詳細說明。¹⁰

注釋8——G169指南對材料比較的誤差分析進行了舉例說明。

8.3 在大多數情況下，有必要對試驗和參比材料進行定期評估，由曝曬時間或輻射曝曬的效應以確定變化的大小及變化的趨勢。

8.4 使材料性能產生一定的變化所需要的時間或輻射曝曬，可用來評估和評定材料的穩定性。這種方法比分析材料經任意一段曝曬時間或輻射曝曬后的改變更為常用。  

8.4.1  在相應的各參與者一致同意的前提下，也可以使用分析材料經任意一段曝曬時間或輻射曝曬后的改變的方法。

8.5 按照ASTM的相應規則，對曝曬試驗的樣品進行評估或確定其變化的大小。

8.5.1  當對可降解的聚乙烯和聚丙烯進行試驗的時候，請依據操作規則D3826來確定降解的終點。

8.5.2  在本操作規則測定中，如果采用操作過程A曝曬超過250輕負荷并通過操作規則D3826來確定降解的終點，那么，根據EPA 40 規章CFR 238部分，聚乙烯或聚丙烯材料并不被認為可被光降解。

注釋9——對于某些材料來說，當將其樣品從曝曬儀中取出后材料也會持續改變。這時應在某標準化的時間段或是相關參與者協定的時間段進行某種測量（包括目測或是儀器測量）。確定標準化時間段時應在試驗前考慮試驗條件。

8.6 通過誤差分析法對參比和實驗樣品的結果進行比較。

9. 實驗報告

9.1在報告中寫出以下信息：

9.1.1曝曬儀的類型和型號，

9.1.2在曝曬試驗之前熒光燈的使用年限，以及在曝曬過程中是否更換過燈管，

9.1.3如有必要，注明所測得的在單一波長下發光的照射量（ 單位W/(m²•nm)）和輻射能（單位J/(m²•nm)）。在一個寬波段內做測試，如在波長為300-400nm，注明分光照度（單位W/ m² ）和輻射曝露量（單位J/ m² ），并詳細注明所測的光譜波段。

9.1.3.1 除非在曝曬過程中就進行了直接的測試，否則不必注明分光照度和輻射曝露量。

9.1.4 間斷的時間，

9.1.5 光和暗條件下水凝縮或濕度循環，

9.1.6 非絕緣黑色平板操作溫度

9.1.7 如有要求，應標明操作時的濕度，

 9.1.8 如果與7.3中所介紹的樣品重排過程不同，須標明，

9.1.9 性能試驗的結果。書寫報告時應按照操作規則D5870來計算特有性能的保持力。

10. 精確度和偏差

10.1精確度

10.1.1按本操作規則所得的曝曬試驗結果，其可重復性和再現性是由多種因素決定的，其中包括實驗材料、所測材料的性能以及特定的試驗條件和試驗流程。依據本操作規則對產品進行說明時應特別注意曝曬試驗/性能測試過程的可重復性。

10.1.2 E691操作規則介紹了循環法及其分析方法，依據循環法，表1說明了采用抗張伸長率對三種可降解的聚烯烴曝曬實驗結果的可重復性。

注釋10——在這種循環試驗中，6個實驗室對3種不同材料（該材料由2個實驗室提供）進行曝曬試驗。每一參與的實驗室對5種重復的樣品進行曝曬試驗。而后樣品被送回原實驗室進行拉力實驗。關于循環法的完整介紹請與ASTM委員會D20關于塑料方面的負責人聯系。

10.2偏差

10.2.1由于沒有可供使用的標準風化參考材料，偏差是無法確定的。

11. 關鍵詞

11.1 降解；曝曬；熒光紫外線；光曝曬；紫外線。

表1  循環法試驗的結果

^A ECO材料為聚乙烯/一氧化碳的共聚物，該材料可在紫外線曝曬下降解。

^B本曝曬試驗循環法采用了本標準操作規則的操作過程A。

^c LLPDE和 white LLDPE 是含添加劑的棕色低密度薄聚乙烯，該添加劑促進了光降解。Clear LLDPE 的顏色是天然的，而white LLDPE含有TiO₂, 顯白色。

有關標注：

*變更部分的摘要見本標準的最后部分。

¹本標準操作規則 ASTM關于塑料方面的D20委員會，直接由關于環境降解塑料的子委員會 D20.96負責。目前的版本于2001年12月10日審評通過，于2002年2月出版。原先的版本為D5208-91, 已于2000年終止使用，重新命名為D5208-01。                

²ASTM標準手冊，卷08.02.

³已終止；見1997 ASTM標準手冊，卷06.01.

⁴ASTM標準手冊，卷08.03.

⁵ASTM標準手冊，卷14.02.

⁶已終止；見2001 ASTM標準手冊，卷14.04.

⁷ASTM標準手冊，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   

變更摘要

本部分指出了本規則變動的位置。為方便讀者，D-20協會著重強調了那些可能會影響本規則使用的變動。本部分將介紹規則變動的內容或變動的原因，或二者兼顧。

D 5208-01 ：                                             

(1) 重命名的標準

(2) 完全修訂版本

 ASTM  D5208

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    本標準由其負責的技術委員會在任何時間予以修訂，并且每五年必須修訂一次，如不修訂，則須重新認同或撤消。您的評價將在修訂本中被采納或將被寄到ASTM總部作為附加規則。您的評價將在由技術委員會負責的會議上得到仔細的考慮，可能您也將參與此會。如果您覺得您的建議沒有被公證的聽取，您可以寄信到下面的地址，讓ASTM標準協會了解您的想法。